代码、课程、教学的一些思考-2024

1 代码、算法、艺术品

1.1 代码

最典型的C++代码示例。

以下是一个简单的C++代码示例，它打印出"Hello, World!"：

#include <iostream>  
  
int main() {  
  std::cout << "Hello, World!";  
  return 0;  
}

这段代码定义了一个程序，该程序包含一个名为main的函数。这个函数执行一个简单的输出操作，向标准输出流（通常是控制台）打印一条消息"Hello, World!"。最后，main函数返回0，表示程序成功结束。

不需要其他学科知识融合

1.2 算法

最典型的C++算法示例。

以下是一个典型的C++算法示例，它使用冒泡排序算法对一个整数数组进行排序：

#include <iostream>  
  
void bubbleSort(int arr[], int n) {  
  for (int i = 0; i < n - 1; i++) {  
    for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {  
      if (arr[j] > arr[j + 1]) {  
        // 交换 arr[j] 和 arr[j + 1]  
        int temp = arr[j];  
        arr[j] = arr[j + 1];  
        arr[j + 1] = temp;  
      }  
    }  
  }  
}  
  
int main() {  
  int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};  
  int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  
  bubbleSort(arr, n);  
  std::cout << "Sorted array: \n";  
  for (int i = 0; i < n; i++) {  
    std::cout << arr[i] << " ";  
  }  
  return 0;  
}

这段代码定义了一个名为bubbleSort的函数，该函数使用冒泡排序算法对一个整数数组进行排序。在主函数中，我们定义了一个整数数组，并调用bubbleSort函数对其进行排序。最后，我们输出排序后的数组。

此节的代码，不仅要掌握C++编程基本要点，还需要数学知识。

继续分析如上代码，冒泡排序的时间复杂度是O(n^2)，其中n是数组的长度。这意味着对于较大的数组，冒泡排序可能需要相当长的时间才能完成。在这个示例中，如果数组中有n个元素，则bubbleSort函数需要进行n*(n-1)/2次比较和交换操作，因此时间复杂度为O(n^2)。

1.3 艺术品

如果希望优化冒泡排序算法以降低时间复杂度，可以考虑使用更高效的排序算法，例如快速排序、归并排序或堆排序。这些算法的时间复杂度通常比O(n^2)更低。

然而，需要注意的是，这些算法的平均时间复杂度比O(n^2)低，但在最坏情况下，它们的复杂度可能会达到O(n^2)。因此，选择哪种排序算法取决于你的具体需求和数据的特性。

此外，对于小型数组，冒泡排序可能是最快的方法之一，因为它具有较低的常数因子。如果你只处理小型数组，那么冒泡排序可能是最有效的选择。

以下是一个使用快速排序算法的示例代码：

#include <iostream>  
  
void quickSort(int arr[], int left, int right) {  
  if (left < right) {  
    int pivot = arr[left];  
    int i = left;  
    int j = right;  
    while (i < j) {  
      while (i < j && arr[j] >= pivot) {  
        j--;  
      }  
      arr[i] = arr[j];  
      while (i < j && arr[i] <= pivot) {  
        i++;  
      }  
      arr[j] = arr[i];  
    }  
    arr[i] = pivot;  
    quickSort(arr, left, i - 1);  
    quickSort(arr, i + 1, right);  
  }  
}  
  
int main() {  
  int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};  
  int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  
  quickSort(arr, 0, n - 1);  
  std::cout << "Sorted array: \n";  
  for (int i = 0; i < n; i++) {  
    std::cout << arr[i] << " ";  
  }  
  return 0;  
}

这个示例代码使用快速排序算法对数组进行排序。快速排序是一种分而治之 的算法，它将数组分成两个子数组，然后递归地对子数组进行排序。快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)，比冒泡排序更高效。

这就不仅需要理工科知识点，好需要运筹学、哲学等思考。

快速排序的哲学思想是分而治之，即将一个大问题划分为若干个相同类型的小问题，然后逐步求解。具体来说，快速排序采用一趟扫描，将待排序列分成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另一部分的所有数据要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

快速排序的思想可以追溯到C. A. R. Hoare在1962年提出的quicksort算法，它是冒泡排序的一种改进。快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)，比冒泡排序更高效。快速排序的最好情况、最坏情况和平均情况时间复杂度均为O(n log n)。

在具体实现上，快速排序可以通过选取基准元素来划分数组，常用的选择包括第一个元素、最后一个元素和中间元素等。交换过程中可以采用特殊的值作为交换的依据，如选取一个片段的第一个或者最后一个元素等。

总之，快速排序是一种非常高效的排序算法，它的思想可以应用于解决各种问题，包括数据的排序、搜索、机器学习、数据挖掘等领域。

思考：

1. 算法优化：通过优化算法，可以提高程序的执行效率，减少计算资源的使用，从而更好地满足实际需求。这可以引导学生认识到优化算法的重要性，培养他们的计算思维和解决问题的能力。
2. 时间复杂度：在算法中，时间复杂度是一个重要的概念，它可以帮助我们评估算法的效率。通过比较不同算法的时间复杂度，可以让学生了解算法的优劣，培养他们的比较思维和批判性思维。
3. 递归思想：快速排序算法采用了递归的思想，通过将问题分解为小问题来解决问题。这可以引导学生认识到递归思想的重要性，培养他们的逻辑思维和抽象思维。
4. 创新精神：快速排序算法是一种创新的算法，它的提出是算法发展的重要里程碑。通过介绍快速排序算法的发展历程，可以激发学生的创新精神，培养他们的探索精神和求知欲。
5. 团队合作：在课程思政中，团队合作是一个重要的价值观。通过引导学生一起解决问题，可以培养他们的团队合作意识和协作精神，让他们更好地适应未来的社会需求。

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2 课程

什么样的课程具有旺盛的生命力？

个人的体会是课程深度融入文化，有如下四点：

1. 关注学生"整体性"和"全面性"的发展
2. 回归学生的日常生活世界
3. 实现个性化特色鲜明的知识重构
4. 融入潮流文化扩展课程理念落地

课程重中之重也必然包括所承担的社会责任。

结合以上编程案例，我们可以从以下几个方面来关注学生"整体性"和"全面性"的发展、回归学生的日常生活世界、实现个性化特色鲜明的知识重构，以及融入潮流文化扩展课程理念落地。

一、关注学生"整体性"和"全面性"的发展

在编程案例中，我们不仅关注学生的编程技能，还注重培养学生的计算思维、逻辑思维和批判性思维等思维能力。同时，我们还关注学生的情感、态度和价值观等方面的培养，力求实现学生的全面发展。通过引导学生解决实际问题，培养学生的问题解决能力和创新精神，以及激发学生的学习热情和求知欲。

二、回归学生的日常生活世界

在编程案例中，我们注重将知识与学生的日常生活世界相结合，引导学生将所学知识应用到实际生活中。例如，通过引导学生解决生活中的排序问题，让学生感受到排序算法的实际应用价值。这种教学方式可以增强学生的学习动力和自信心，提高学生的学习兴趣和参与度。

三、实现个性化特色鲜明的知识重构

在编程案例中，我们鼓励学生根据自己的兴趣和特长进行个性化的知识重构。例如，学生可以根据自己的喜好选择不同的排序算法进行比较和研究，或者将排序算法应用到自己的项目中。这种教学方式可以培养学生的自主学习能力和创造力，帮助学生形成自己的知识体系和特色。

云课五分钟-02第一个代码复现-终端甜甜圈C++

四、融入潮流文化扩展课程理念落地

在编程案例中，我们可以融入一些潮流文化元素，例如流行的游戏、社交媒体等，让学生感受到技术与文化的融合。同时，我们可以通过引导学生参与开源项目、组织编程竞赛等方式，扩展课程理念落地，让学生在实际项目中锻炼自己的技能和团队协作能力。这种教学方式可以增强学生的社会责任感和职业素养，为学生未来的职业发展打下坚实的基础。

云课五分钟-03第一个开源游戏复现-贪吃蛇

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3 教学

https://blink.csdn.net/details/1600409

如上分享引用了一幅图片：

忘得一干二净时，最后剩下的东西。

从这个角度去评价我自己的课程，其实收效是非常小的。

本文不去探讨教育那么宏大的命题。

仅从一门课程而言，学完之后，应该是思路打开 ，眼界扩展等各种正面效果。

但很多情况下，套路、僵化、惯性产生死记硬背等一系列副作用。

利用人工智能打破应试教育惯性促进学生思维活化与创新能力培养的研究

在现实中，常常遇到最无力感的事情就是：

如果一个人从思维深处把自己当成工具，当成机器，那么就完成了工具化和机器化的进程，也必将被更高级的工具和机器，包括人工智能等取代。

如果一个人从思维深处把自己当成工具，当成机器，那么就完成了工具化和机器化的进程，也必将被更高级的工具和机器，包括人工智能等取代。

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