融入课程思政、加强学科竞赛；科研促进教学、建立学习共同体

课程思政目标：科技报国，职业素养，工匠精神

田小霞、杨圣云、陈炫锐、邱维阳，算法设计与分析，清华大学出版社，2024.8

算法是实际问题的求解思路和方法。算法对计算机科学的所有分支都非常重要。算法之大，可以囊括宇宙万物的运行规律；算法之小，寥寥几行代码就可以展现一个神奇的功能。在人工智能和5G的时代背景下，算法在现代的技术革新中扮演了一个关键的角色，最显而易见的一个例子是TikTok的推荐算法。

内容包括算法基础知识和算法策略，算法基础知识主要介绍算法相关的基本概念和数学基础，算法策略主要包括分治法、动态规划、贪心法、回溯法、分支限界等。分治法是将大问题分割成小问题，分而治之。重点是分治法的适用条件和原则。动态规划也是将大问题分割为子问题，但有子问题不独立，这是与分治法不同之处。该算法策略是求出子问题的解并保存，在求解大问题时直接查找。重点是问题的最优子结构和重叠子问题。贪心算法是通过局部寻优来得到问题的近似解。重点是分析问题的贪心选择和最优子结构。回溯法本质是在问题的解空间树上的深度优先搜索+剪枝函数来求解。重点是问题解空间树、深度优先搜索、剪枝函数的理解。分支限界是在问题解空间树上广度优先搜索+限界函数来求解，重点是先进先出队列、优先级队列、限界函数。

通过对常用的、有代表性的算法的研究，让学生理解并掌握算法设计的基本技术。培养学生分析算法复杂度的初步能力，锻炼其逻辑思维能力和想象力，并使之了解算法理论的发展。鼓励学生运用算法知识解决各自学科的实际问题，培养他们的独立科研的能力和理论联系实践的能力。

通过本课程的学习，你将获得如下：

1）深入了解通用算法策略及适用条件

2）建立算法思维、动手编写高效率的代码、完善算法知识体系；

3）刻苦钻研的精神、超强抗打击能力、团队协作能力。

本课程适合计算机专业和对算法感兴趣的学生学习，通过本课程的学习，学生可以更好地掌握算法的思想和知识、培养计算思维能力、提升解决实际问题的能力。

可概括为“一个中心、两个驱动、三个协同”。以培养学生能力为中心，以算法竞赛和课程思政为驱动，“教师-学生-机”三方协同共进，建设课程资源，促进课程教学持续改进的品质与特色。

亮点：

1．混合教学模式理念的创新。落实 OBE 理念，将支撑毕业要求与课程教学目标达成，作为混合教学模式的基本立足点，贯穿教学设计与实施全过程，建立了学生中心、产出导向、持续改进的教学运行机制，提高了混合教学模式的站位。

2．混合教学的建构与实施模式的创新。通过学习通辅助工具／平台，构建了"竞赛＋思政" 赋能的混合教学模式，学生在竞赛中你追我赶的良好氛围，激发潜能，共同进步，认知实现从初级层级到高级层次的进阶。

3．人机共进教学手段的创新。采用在线评测，学生更加容易的来学习和掌握算法课程，课堂上的教与学互动效果更加突出。师生将解决问题的思路以视频为载体进行演示，惠及其他同学。

4．课程考核方式的创新。结合学习通平台，通过全过程式追踪考核，从而达到以多元考核与质量评价机制促进课程教学持续改的品质与特色。