面向软件工程学科的算法课程建设

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面向软件工程学科的算法课程建设

摘 要：算法不但是计算机科学与技术专业的核心课程，也是软件工程专业的核心课程。算法知识不仅广泛地用于软件系统的设计与分析中，同时对培养学生分析和解决实际问题的能力具有重要的作用。本文基于北京大学软件与微电子学院的教学实践，对软件工程专业硕士研究生算法课程的教学改革进行了总结，提出了相应的教学实施方案。本方案的特点是：以素质和能力培养为目标，构建面向不同教学要求的模块化的知识框架，并注重理论联系实际，在软件系统建模和分析中强化应用。

关键词：算法设计与分析；软件工程；硕士研究生课程；教学改革；计算思维

北京大学软件与微电子学院是一所面向产业和领域需求，培养高层次、实用型、复合交叉型、国际化人才的学院。经过10年的探索与实践，提出一套“产学研用结合”的培养模式和“多层次、多方向、多领域、模块化、开放式”的课程体系[1]。在该课程体系中，“算法设计与分析”课程如何定位？面向工程硕士的算法课与本科生的算法课有什么区别？针对不同本科专业方向和基础的学生如何制订教学实施方案？这些都是需要探索的问题。

一、算法课程的定位和指导思想

教育部软件工程学科课程体系研究课题组在《中国软件工程学科教程》一书中提出了4种分别侧重于计算机科学、软件开发技术、系统认识和工程化理念的不同的本科生教学计划参考模式，其中“数据结构与算法”都是重要的核心课程之一[2]。软件工程是计算机科学与工程和管理学科的交叉学科，，算法知识是计算学科的核心内容，是软件工程硕士必备的基础。特别对于从事软件工程的高层次、复合型人才，通过算法课程的学习有助于培养学生的计算思维与系统分析能力。

因此，在北京大学软件与微电子学院的课程体系中，“算法设计与分析”课程是面向全校硕士研究生的公共选修课，同时是软件开发、软件测试与质量保证专业与研发中心硕士研究生的必修课，总计3学分，48学时。

由于软件学院跨学科、多领域、产学研用相结合的培养模式，在制订算法课程的教学计划时遇到以下问题。

问题1：学习算法课的学生来自不同的专业方向，有着不同的培养目标和需求（见表1）。

表1给出了一个北京校区算法课脱产班212人专业方向分布的示例，其中必修学生156人，大约占3/4，剩下的是其他专业方向的选修生。不同专业方向、不同培养模式（脱产和在职班）的学生对算法课有着不同的需求。研究中心的学生由于要参与课题研究，需要较好的计算思维及更强的建模分析能力，其他学生

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