Question

今年夏天，我将教授我的第一个大学水平的计算机科学课程，目前我正在努力想出有关学生将完成的有趣作业的想法。该课程是该课程的第二个课程，涵盖算法和基本数据结构的分析，如堆栈，队列，列表，树木等。

我有许多想法可以与之一起运行（使用马尔可夫链，Twitter客户端等创建音乐），但我总是在寻找对学生有趣/有趣的新想法 - 毕竟，它当一个人玩得开心时，最容易成为/继续参与课程材料。我正在寻找关于您或其他人过去可能完成的第一年级别任务的想法。

在有人建议之前，是的，我知道Nifty Assignments，并且已经检查过了。只是征求你可能有的任何其他想法。我们都记得大学的某些作业特别有趣。这些是我理想的经历。

Answer 1

“乐趣”作业的问题在于，它们往往对学生来说比你想要的更多。特别是英语水平较差的学生和最后一分钟完成作业的学生。 [然后用“请做我的作业”问题出现在SO上。]他们中的很多人会对你设定的任何作业有困难，但你不需要一群学生抱怨练习的恶化太难了，或者没有在你的讲义中涵盖。

我的建议（来自经验）是尽量保持标记编程任务的背景知识和“挑战”的数量很少。

为可选练习设置有趣的问题是一个合理的想法，但重要的是警告学生不要以牺牲其他更重要的工作为代价来花时间。

Answer 2

SICP有一些非常好的作业。

Answer 3

我一直在使用以下页面作为灵感：

Nifty Assignments
Creative Programming Assignments - 有几个（子）部分（CS简介，编程简介。

你也可以使用竞赛中的任务（example），但这很可能需要你做一些工作 - 以确保分配任务的公平性（有些可能很棘手，而不是专注于事情你提到过了。）

Answer 4

包分配01; / *确保此类在package assignment01中。 * /

import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays;

/ ** *此类是执行各种数学函数的方法的集合。这些方法都是静态的。这个 *课程是作业＃1的一部分。 * * @author .......... * @version jun 15 2010 * / 公共课MathLibrary {

/**
 * Computes and returns the mean (average) of the numbers in the list.
 * 
 * If the input list is empty, the returned mean is 0.0. If the list contains illegal values, the behavior of this
 * method is undefined.
 * 
 * @param list
 *            an ArrayList of double values
 * @return the mean of the values in the list
 */
public static double mean (ArrayList<Double> list)
{
    // Variables

    Double sum = 0.0;
    int arraySize = 0;

    // Check for empty list

    if ( list.size()== 0 )
        return 0.0;

    // Take sum

    arraySize = list.size();
    for( int i = 0; i < arraySize; i++ )
    {

        // Check for null Double

        if( list.get(i) == null )
        {
            System.out.println("Mean Function: Array has null element at index: " + i + ".");
            return -1.0;
        }

        // Add element

        sum += list.get(i);
    }

    // Return average of results

    return (sum / arraySize);
  }

/**
 * Computes and returns the median value of the numbers in the list. If the list has an odd number of elements, the
 * exact median value is returned. If the list has an even number of elements, the average of the middle two
 * elements is returned.
 * 
 * If the input list is empty, the returned mean is 0.0. If the list contains illegal values, the behavior of this
 * method is undefined.
 * 
 * The order of the elements in the input array may be changed by this method.
 * 
 * @param arr
 *            an array of double values
 * @return the median of the values in the list
 */
public static double median (double[] arr)
{
     // Variables

    double arraySize = 0;
    double arrayMedian = 0.0;
    double temp = 0.0;
    boolean unsorted = true;

    // Check for empty array

    arraySize = arr.length;
    if (arraySize == 0.0)
        return 0.0;

    // Sort array

    while(unsorted)
    {
        unsorted = false;
        for( int i=0; i < arraySize - 1; i++)
        {
            if( arr[i] > arr[i+1] )
            {
                unsorted = true;
                temp = arr[i + 1];
                arr[i+1] = arr[i];
                arr[i] = temp;
            }
        }
    }

    // Find median

    if((arraySize % 2) == 0) 
    {
        // Take average of two middle array indicies 

        arrayMedian = (arr[(int) (arraySize/2.0 - 0.5)] + arr[(int) (arraySize/2.0 + 0.5)]) / 2.0;
    } else {
        arrayMedian = arr[(int) (arraySize/2.0)];
    }


    return arrayMedian;
  }

/**
 * Computes and returns the largest integer that divides (without remainder) both of the input integers (the
 * greatest common divisor).
 * 
 * If either of the input integers is not positive, this method returns -1.
 * 
 * @param a
 *            any positive integer
 * @param b
 *            any positive integer
 * @return the greatest common divisor of a and b
 */
public static int gcd (int a, int b)
{
  int gcd = 1;
  int minimum;

  // Check for (a || b) < 0

  if ((a < 0) || (b < 0))
      return -1;
  if ((a == 0) || (b == 0))
      return 0;

  // Compute half the minimum(a,b)

  minimum = Math.min(a,b);

  // For each number below half the minimum of the two check for divisibility

  for( int i = 1; i <= minimum; i++ ) // zero case is already accounted for
  {
      // Check for divisibility

      if(((a % i) == 0) && ((b % i) == 0))
      {
         gcd = i; 
      }
  }

     return gcd;
 }

/**
 * Computes and returns the smallest integer that can be divided by (without remainder) both of the input integers
 * (the least common multiple).
 * 
 * 
 * If either of the input integers is not positive, this method returns -1. If the least common multiple exceeds the
 * maximum possible integer value, the behavior of this method is undefined.
 * 
 * @param a
 *            any positive integer
 * @param b
 *            any positive integer
 * @return the least common multiple of a and b
 */
public static int lcm (int a, int b)
{
    // Variables

    int lcm = 0;

    // Check for negative numbers

    if((a < 0) || (b < 0))
        return -1;

    // Use gcd to get lcm

    lcm = (a * b) / gcd(a,b);

    return lcm;
  }

/**
 * Given a number n, this method computes and returns the smallest prime number larger than n.
 * 
 * If the input integer is not positive, this method returns 2. If the next prime number exceeds the maximum
 * possible integer value, the behavior of this method is undefined.
 * 
 * @param n
 *            an integer
 * @return the smallest prime number larger than n
 */
private static boolean isPrime(int n)

{

if( n == 2 || n == 3 )
{
  return true;
}

if( n == 1 || n % 2 == 0 )
{
  return false;
}
for( int i = 3; i * i <= n; i += 2 )

if( n % i == 0 )
{
  return false;
}


return true;

}

public static int nextPrime(int n)
{
  if (n<0)
{
  return 2; //if n is not positive.
}
  int value = n;
  if (n == 2)
   value = 3; //finds the next prime number.
  else
  {
    do
    {
      value += 1;
    } while (!isPrime(value));
  }
  return value; //displays the next prime number.
}

}

Answer 5

有一点需要考虑，也许不是学生们开设的第一个编程课程，而是稍后，将他们从以前的作业（他们自己或其他人）的代码交给他们修复。如果您选择不正确的提交，这样做会更好，理想情况下会有微妙的缺陷。

类似的想法是使用上一个实验室的（成功完成的）代码作为起点，建立一系列实验。当我在LiU进行入门编程课程（PINK - 增量系统编程）时，很多年前，有一段实验室工作（基本上）归结为实现日历，使用抽象类型和访问器，然后之后改变抽象类型的实现。非常有价值，可以说明需要提供一个好的界面，你不需要一步一步，如果没有其他的东西（从记忆中，我最后花了一两天思考“改变实施”），然后15-20分钟实际改变我的抽象数据类型，因为我已经完成了前面的艰苦工作，只需要说服自己这个。）

Answer 6

Pig Latin。

让您的学生编写代码，将文本流从英语翻译为Pig Latin。 The rules非常简单，但它们需要一些有趣的特殊情况，特别是在标点符号和大小写时，要求他们编写基本的扫描器/标记器。

用这样一个典型的句子：

Quietly, Anne walked into the forest.

你应该得到这个：

ietly-quay, Anne-ay alked-way into-ay e-thay orest-fay.

但你可能会得到：

uietly,-Qay Anne-ay alked-way into-ay e-thay orest.-fay

错误地标点符号，错误地放置了Qu和不正确的大小写。

Answer 7

我发现了一些与学生产生共鸣的想法：

分形艺术 - 一种教授递归的好方法，因为学生可以将过程可视化（例如，sierpinski三角形，L-systems用于雄心勃勃的学生）。您可以在context free art处看到使用无上下文语法生成的一些非常令人印象深刻的图形。
图像处理 - 通过在图像上映射像素操作函数来教授函数编程（例如交换颜色通道，高斯模糊，操纵色调）;这比典型的syntax tree-based generative art作业稍微简单一些。

关于教授入门级计算机科学课程最困难的部分是典型课程中编程能力的差异。因此，如果您可以为能力较差的学生创建足够简单的作业，并为高级学生轻松扩展（例如通过额外学分）更复杂的问题，那么这在我看来是理想的。

Answer 8

当我回想起我在大学的早期阶段时，我怀念的一项任务是一项旨在教我们GUI的任务。我们被要求实施网络浏览器。

Web内容的实际显示并不是特别重要 - 我们鼓励使用Swing Web视图 - 它更多是关于支持此功能的功能：

一个网址栏
历史
前进和后退
设置主页
维护书签/收藏夹
标签式浏览
等

如果您至少设定了一组号码，则该任务可让您自由选择这些组合。这让真正敏锐的人们可以根据需要实现绝对的所有功能，并允许任何更匆忙的人实现最低限度。

多年来，还有一些以类似方式构建的任务，它们总是很顺利。你会惊讶地发现，学生们经常会花更多的时间去做更多的工作。

作为一般的经验法则，我和我的同伴似乎发现最具吸引力的东西更具视觉效果：OpenGL，GUI，网站等。任何基于命令行的程序都不那么有趣。

也许当您专注于算法时，让学生可视化排序/搜索算法可能是个好主意。除了向他们讲述图形框架之外，它还有助于可视化算法并巩固他们对算法的理解。您可以使用数据结构的自定义实现执行类似的操作。

关键是找到一个相当直观，记录完备，使用良好且支持良好的图形框架。没有什么比强制我们使用现实世界中没有人真正使用的技术的任务更令人沮丧的了。你不想让学习这项技术成为这项任务中最难的部分。

我不认为你教他们使用可能被认为超出模块范围的框架一定是件坏事：学习如何使用新的框架和库本身就是一种需要的技能如果你要成为一名有效的软件开发人员，而且大学似乎没有明确地教授这一点，那就要开发。

计算机科学入门课程

8 个答案: