基于認(rèn)知負(fù)荷理論的算法教學(xué)動(dòng)畫設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的核心課程，教學(xué)難點(diǎn)在于它們的抽象性和動(dòng)態(tài)性。然而，當(dāng)前算法動(dòng)畫雖然在一定程度上解決了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)算法時(shí)面臨的抽象性和動(dòng)態(tài)性問題，相比傳統(tǒng)教學(xué)方式卻并沒有取得明顯的教學(xué)優(yōu)勢。究其原因，通過文獻(xiàn)分析可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前算法動(dòng)畫的研究側(cè)重于算法動(dòng)畫技術(shù)層面上的探討，忽視了算法動(dòng)畫在教學(xué)層面存在的缺陷。其中尤為突出的是，由于算法本身的復(fù)雜性，算法動(dòng)畫通常具有豐富的信息，并且各個(gè)信息單元之間的關(guān)系比較復(fù)

2、雜，在學(xué)習(xí)過程中施加在學(xué)習(xí)者工作記憶上的認(rèn)知負(fù)荷會(huì)較高，使其可視特性和動(dòng)態(tài)特性不能轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)者的有效學(xué)習(xí)。本文首先介紹了課題研究的背景和相關(guān)理論基礎(chǔ)(學(xué)習(xí)理論和認(rèn)知負(fù)荷理論)，以及算法可視化的由來、常用動(dòng)畫技術(shù)和國外有代表性的算法可視化教學(xué)軟件；在此基礎(chǔ)上著重探討了有效控制學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷的算法動(dòng)畫教學(xué)設(shè)計(jì)策略，以及在該策略指導(dǎo)下的教學(xué)設(shè)計(jì)框架；在教學(xué)設(shè)計(jì)策略框架的指導(dǎo)下，通過架設(shè)合適的算法動(dòng)畫設(shè)計(jì)模型，詳細(xì)探討模型中各模塊的功能以及各個(gè)