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嘉應(yīng)學(xué)院通識教育選修課程教學(xué)大綱

一,、課程信息

課程負責人 陳廣明 職稱 副教授 授課

專業(yè) 計算機學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

課程名稱

（中文） 計算思維與算法競賽

課程名稱

（英文） Computational Thinking and Algorithmic Competition

周學(xué)時/學(xué)分 周學(xué)時: 2 學(xué)分:2

總學(xué)時及學(xué)時分配 總學(xué)時: 32 理論學(xué)時: 16 實驗學(xué)時:8 實踐學(xué)時:4

所屬模塊

（限選1項） □人文社會科學(xué) □自然科學(xué)與技術(shù) □藝術(shù)與審美

□教師教育 √創(chuàng)新創(chuàng)業(yè) ￡客家文化

二、課程簡介

本部分簡要地介紹課程的學(xué)科背景,、開設(shè)目的和意義、課程內(nèi)容的中心和重點,、課程的總體特點等,。

計算思維就是包括利用網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的計算系統(tǒng)進行問題求解的思維方式，它的核心是“計算系統(tǒng)”和“問題求解”,，是將邏輯思維,、算法思維、系統(tǒng)思維,、網(wǎng)絡(luò)思維和數(shù)據(jù)思維結(jié)合的綜合性思維,。計算思維隨著計算機科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用得到了廣泛的重視，已經(jīng)成為現(xiàn)代教育中最值得重視的能力培養(yǎng)目標,。

計算系統(tǒng)的概念已經(jīng)從傳統(tǒng)意義上的是計算機系統(tǒng)擴展到手機,、筆記本電腦、云-端計算范式（Web,，云計算）,、網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)、融合網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng)）和上述得以有效工作的邏輯與機理,，隨著人工智能機器學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，其范圍也已涵蓋社會生活的方方面面,；問題求解也不光是科學(xué)技術(shù)問題和工程問題,，還包括經(jīng)濟社會問題。因此計算思維是所有現(xiàn)代人尤其是大學(xué)生所必備的素質(zhì)要求,。

算法競賽已經(jīng)成為計算機專業(yè)學(xué)生提高計算思維和算法能力的重要途徑,，各大高校尤其是名牌大學(xué)甚至將競賽同基礎(chǔ)算法教學(xué)合而為一，實踐證明算法競賽對學(xué)生綜合能力的提高具有非常明顯的效果,。我校也積極參加國家和省級的算法競賽,，成績穩(wěn)步提高，目前已經(jīng)位列同類院校前列,。通過競賽培養(yǎng)了大量的學(xué)生,，為他們被國內(nèi)知名企業(yè)錄用和深造提供了良好的條件和基礎(chǔ)。

算法競賽是培養(yǎng)計算思維的最佳途徑,，ACM等競賽所必須的分析,、建模、求解過程和貫穿其間的思維模式,，問題驅(qū)動的思維過程和小組學(xué)習(xí)合作學(xué)習(xí)的團隊精神培養(yǎng)在計算思維的形成過程中起到了重要的作用,。

計算思維的提高直接導(dǎo)致了創(chuàng)新能力的增強，為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作的開展提供了有力的支持,。

本課程的內(nèi)容包括（1）計算思維應(yīng)用于算法學(xué)習(xí)的范式模塊,，主要介紹計算思維的概念,、問題的分析、建模,、求解和編程的基本方法以及如何將計算思維作為思考和求解的有力武器,。（2）基礎(chǔ)算法學(xué)習(xí)，通過基礎(chǔ)算法學(xué)習(xí)將計算思維過程和范式介紹給學(xué)生,，使得他們初步建立起如何應(yīng)用計算思維的范式進行思考的習(xí)慣,；（3）ACM進階算法，通過進階算法的學(xué)習(xí)和實踐,，主動應(yīng)用計算思維去思考問題,，最終實現(xiàn)對計算思維要素的深入理解和主動應(yīng)用；（4）競賽實踐環(huán)節(jié),，通過參加藍橋杯省賽和廣東大學(xué)生程序設(shè)計競賽選拔賽檢驗學(xué)生的計算思維能力和算法能力,，進一步在限制性環(huán)境下問題求解的過程中體會計算思維和算法應(yīng)用的基本范式，提高思維的強度和韌度,。

本課程以計算思維能力培養(yǎng)為目標,，將算法理論和實踐密切結(jié)合，同時參加各種競賽活動,，進一步強化教學(xué)效果,。本課程具有一定的探索性質(zhì)，希望能夠總結(jié)出適合我校的將計算思維,、算法競賽和創(chuàng)新過程有機結(jié)合的方案,。

三、使用教材

作者,，書名,，出版社，出版時間

1.自編教材（未出版）

（1）自編算法理論課程講義

（2）自編算法實驗

（3）計算思維和算法競賽網(wǎng)絡(luò)材料選編

2. 選用教材

（1）劉汝佳 算法競賽入門經(jīng)典 清華大學(xué)出版社 2014年6月

四,、教學(xué)目標

（本部分從學(xué)生的學(xué)習(xí)成效角度進行簡要列舉,，即學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程后要達到的主要目標，如學(xué)會什么知識,、具備什么能力等等,。學(xué)習(xí)目標不宜過多，盡量控制在5個以內(nèi),。特別注意:本部分不是陳述老師擬教授和/或訓(xùn)練的內(nèi)容,。）

用動詞開頭，表示學(xué)生學(xué)習(xí)后能夠“做”或“做出”什么,，下同

1.具備計算思維

2.掌握基本算法

3.具備求解一般難度算法問題的能力

五,、教學(xué)方法

為完成教學(xué)目標而采用的主要教學(xué)方法和手段，以及方法和手段的改革情況。

1,、 提供豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和規(guī)范的教學(xué)目標,；

2、 提供及時的答疑指導(dǎo),；

3,、安排實驗場所和現(xiàn)場試驗指導(dǎo)

4、采用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式,，以小組學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)為手段進行課程學(xué)習(xí)。

六,、課程在學(xué)生培養(yǎng)中的地位和作用

課程開設(shè)的必要性及其在教學(xué)計劃中對學(xué)生培養(yǎng)的作用,。

計算思維隨著計算機科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用得到了廣泛的重視，已經(jīng)成為現(xiàn)代教育中最值得重視的能力培養(yǎng)目標,。算法競賽已經(jīng)成為計算機專業(yè)學(xué)生提高計算思維和算法能力的重要途徑,，各大高校尤其是名牌大學(xué)甚至將競賽同基礎(chǔ)算法教學(xué)合而為一，實踐證明算法競賽對學(xué)生綜合能力的提高具有非常明顯的效果,。

七,、課程學(xué)習(xí)要求和建議

對學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的相關(guān)要求及學(xué)習(xí)建議，如缺勤的處理,、作業(yè)提交方式,、課程論文的形式和格式等等，具體由授課老師決定,。

1,、實驗或?qū)嵺`缺勤兩次以上將取消成績評定資格；

2,、作業(yè)未能按照課程要求提交將取消成績評定資格,。

八、考核方式

明確說明考試,、平時成績（討論,、作業(yè)、測驗,、出勤等）,、實驗實踐所占總成績比重，以及考試的形式（閉卷,、開卷）,。

1、 OJ在線系統(tǒng)的作業(yè)題目和通過題目數(shù)量（60%）

2,、 藍橋杯省賽成績（15%）

3,、 廣東省大學(xué)生程序設(shè)計競賽成績（15%）

4、 平時實驗環(huán)節(jié)考勤（10%）

九、課程內(nèi)容及學(xué)時分配

1.列出課程主要章節(jié)的標題,，在每個標題下寫出主要內(nèi)容的細目及學(xué)時數(shù),。

2.各教學(xué)環(huán)節(jié)（習(xí)題、實驗,、課堂討論,、寫作、社會調(diào)查,、測驗,、考試）的內(nèi)容和時數(shù)。

3.實驗課程要詳細列出每個實驗的名稱,、內(nèi)容,、學(xué)時數(shù)、實驗性質(zhì)（驗證性,、綜合性,、設(shè)計性）、實驗類別（選做,、必做）和實驗的分組情況等,。

4.實踐教學(xué)課程要寫出相應(yīng)的時間、地點,、方式,、教學(xué)內(nèi)容等。

章 節(jié) 題 目 內(nèi) 容 課時

課程準備

1,、 學(xué)生課程準備

2,、 課程注冊

3、 學(xué)科介紹等 0

計算思維和算法學(xué)習(xí) 1,、 計算思維的概念

2,、 問題的分析、建模,、求解和編程的基本方法 2

計算思維的范式 1,、 遞歸概念

2、 計算思維的范式

3,、 應(yīng)用實例 2

基礎(chǔ)算法理論（1） 1,、 深度優(yōu)先搜索

2、 廣度優(yōu)先搜索

3,、 基本數(shù)論算法 2

基礎(chǔ)算法實驗（1） 1,、 深度優(yōu)先搜索實驗（必做、設(shè)計性）

2,、 廣度優(yōu)先搜索實驗（必做,、設(shè)計性）

3、 基本數(shù)論算法實驗（必做、設(shè)計性） 2

基礎(chǔ)算法理論（2） 動態(tài)規(guī)劃算法初步 2

基礎(chǔ)算法實驗（2）

1,、動態(tài)規(guī)劃算法初步實驗

（必做,、設(shè)計性）

2

算法競賽實踐（1）

參加“藍橋杯”程序設(shè)計競賽省賽（2020年4月，嘉應(yīng)學(xué)院,，在線算法競賽）

4

高級算法理論（1）

1,、動態(tài)規(guī)劃算法進階

2

章 節(jié) 題 目 內(nèi) 容 課時

高級算法實踐（1） 1、動態(tài)規(guī)劃算法進階實驗

（必做,、設(shè)計性） 2

高級算法理論（2）

1,、圖論算法精講

2

高級算法實踐（2） 1、圖論算法精講實驗

（必做,、設(shè)計性）

2

算法競賽實踐（2） 參加廣東省大學(xué)生程序設(shè)計競賽選拔賽（2020年5月,，嘉應(yīng)學(xué)院，在線算法競賽） 2

高級算法理論（3） 高級算法專題（網(wǎng)絡(luò)流,、可持久化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等） 2

高級算法實踐（3） 1、 網(wǎng)絡(luò)流（必做,、設(shè)計性）

2,、可持久化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（必做、設(shè)計性） 2

計算思維范式與創(chuàng)新能力 計算思維范式及算法能力應(yīng)用于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過程的探討

2

十,、參考書目

本部分是老師推薦給學(xué)生進行拓展學(xué)習(xí)的書目,。

1、 秋葉拓哉 , 巖田陽一 , 北川宜稔 (作者) 巫澤俊 , 莊俊元 , 李津羽 (譯者) 《挑戰(zhàn)程序設(shè)計競賽（第二版）》 人民郵電出版社 2018年6月

2,、 劉汝佳 《算法競賽入門經(jīng)典（第二版）》 清華大學(xué)出版社 2016年8月

3,、 劉汝佳 《算法競賽入門經(jīng)典——訓(xùn)練指南（第二版）》清華大學(xué)出版社 2016年8月

4、 劉汝佳,、黃亮 《算法藝術(shù)與信息學(xué)競賽》清華大學(xué)出版社2004年1月

5,、 吳昊 《ACM程序設(shè)計培訓(xùn)教程》中國鐵道出版社2007年08月

十一、補充說明

修讀課程的注意事項,、網(wǎng)絡(luò)資源及其他需要說明的情況,。

1、 ?？途W(wǎng)在線OJ學(xué)習(xí)系統(tǒng)

2,、 北京大學(xué)POJ http://poj.org/

3、杭州電子科技大學(xué)HDUOJ http://acm.hdu.edu.cn/

4,、學(xué)者網(wǎng)課程教學(xué)網(wǎng)站

教研室主任意見:

簽字:

日期: 年 月 日 開課單位意見:

負責人簽字（公章）:

日期: 年 月 日

教務(wù)處意見:

負責人簽字（公章）:

日期: 年 月 日