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文檔簡介
1、信息技術論文之高中算法教學方法初探 近兩年來,在上海市的高中信息科技課程中出現(xiàn)了算法的教學內容,這也可以說是我市信息科技二期課改中呈現(xiàn)出來的一種新的學科動向。算法作為基礎型課程教學內容中第六單元的教學內容,這并不是讓學生會編幾個程序就好了,而是旨在培養(yǎng)和提高學生的邏輯思維能力,以及用計算機去分析問題,解決問題的能力。美國著名計算機科學家克努特教授提出了“計算機科學就是研究算法的科學”的著名論斷,說明了算法在程序設計中地位的重要性,解決任何問題都必須設計算法。然而算法的相關概念比較枯燥,理論過于抽象,對學生的能力要求較高,所以在教學過程中往往難以把握,也不容易引發(fā)學生的興趣。愛因斯坦曾經說過“興
2、趣是最好的老師”.一個人只有對某件事情感興趣了,才會啟動思維,苦思冥想;只有對一個問題感興趣了,才會主動尋找它的解決辦法。興趣是激發(fā)學生學習積極性的動力,興趣是激發(fā)創(chuàng)造力的必要條件。因此,在算法的教學過程中,教師的重要任務之一就是激發(fā)學生學習興趣。激發(fā)學生對算法的學習興趣教材分析中提出“建議采用教師引導,學生討論的啟發(fā)式教學方法,教學中可以從最簡單的實際問題出發(fā),激發(fā)起學生的興趣,引導學生針對趣味性問題和生活實際問題進行思考,討論,探索解決問題的方法和步驟,然后用流程圖或程序來描述算法。逐步提高學生邏輯思維能力和解決問題的能力,也能讓學生切實理解用計算機解決問題的一般過程?!睆淖詈唵蔚膶嶋H問題
3、出發(fā)比如說我在介紹算法的三種基本結構的時候,就從學生的實際學習生活出發(fā),簡化問題,激發(fā)學生的學習興趣。我以學生上體育課為例,分別講述了三種結構,順序結構和分支結構,同學們都比較容易理解,對于循環(huán)結構的設計,著實讓我費了一番功夫,首先,我問學生有沒有經過長跑測試啊 學生一聽,反應就上來了,向我大倒苦水,說長跑有多么辛苦,然后我問他們,在長跑的時候是不是每跑一圈,都會想一下是不是跑到了,離終點還有多遠,立刻看到了學生們都在點頭,既然這么有共鳴,我馬上提出,讓同學們嘗試把這個過程用流程圖的方式,描述出來。如下圖1示:(圖1) (圖2)在畫出流程圖后,在讓一位學生用自己的話來解釋這個流程圖,這樣,從學
4、生的生活實際出發(fā),有助于學生的理解,也沒有純理論那么枯燥,學生比較感興趣。在學生理解了循環(huán)結構的基礎上,趁熱打鐵,提出變量以及賦值語句的概念。在這里假設s為學生跑的路程,400米為一圈,在起跑之前路程s=0,然后在沒有跑滿10000米的情況下,每跑一圈,路程就增加了400米,即s+400,所以s=s+400,通過這種方式,讓學生很容易就理解了,這里s就象一個累加器,在原有流程上修改,如上圖2所示。這時候學生對循環(huán)結構的認識,就進一步深入了,從原來的生活實際,上升到了科學代碼。在循環(huán)中,另外一個比較重要的概念就是計數(shù)器,同樣在這個例子中,我進一步提問學生,10000米長跑的話,需要跑幾圈 學生的
5、第一個反應就是拿筆算,這里我就給出了適當?shù)闹敢?,引入變量i來記錄學生跑得圈數(shù),每跑一圈,就在圈數(shù)上加1,也就是在i的值上面加1,形成i=i+1,從而進一步說明計數(shù)器的概念,(流程圖略)。在這個循環(huán)結構的講述過程中,我從學生的學習生活經歷中提出問題,激發(fā)學生的學習興趣,從而引入循環(huán)結構,然后再引入變量累加,和計數(shù)器的概念,從一個生活實際問題,循序漸進,一環(huán)扣一環(huán),引出幾個知識點。(二)讓學生自己去發(fā)現(xiàn)知識如果在算法教學中,將教師事先設計好的算法一味的灌輸給學生,那么學生即使在課堂上能夠暫時的理解了,但是課后可能會很快忘記。這種教學方法是算法教學過程中的大忌,也是一種失敗的教學方法。我們不妨在教學
6、過程中適當設計一些隱秘的“陷阱”,讓學生在嘗試的過程中發(fā)現(xiàn)錯誤所在,然后自己歸納總結。這樣的知識傳授方法可能會給學生留下更為深刻的映像。例如在Do-Loop語句時,我舉了下面這個例子:【舉例】阿基米德與國王下棋,國王輸了,國王問阿基米德要什么獎賞 阿基米德對國王說:“我只要在棋盤上的第一格放一粒米,第二格放二粒,第三格放四粒,第四格放十六粒按這個比例放滿整個棋盤就行。”如果你是國王你會答應嗎這個問題提出以后,就引發(fā)了學生的強烈興趣和討論,我適時的讓他們用流程圖畫出這個算法,并用vb編程實現(xiàn)。如下圖3示:(圖3) (圖4)在學生完成程序設計以后,我又提出:如果我想知道放到哪個格子的時候,有100
7、00粒米,怎么修改流程圖問題提出以后,學生差不多異口同聲的說,要修改一下條件,把條件改成sum通過這樣的一個“陷阱”設計,讓學生自己去發(fā)現(xiàn)問題,從而深刻的認識到For-Next語句的局限性,從而又學習了Do-Loop語句。讓學生在發(fā)現(xiàn)問題提出問題解決問題的過程中去學習,他們學到的不僅僅是新知識,還學到了什么地方,什么時候去應用所學到的知識,更重要的是他們從中學到了處理問題的方法。用現(xiàn)有知識不能解決的情況下,才提出解決問題的新方法,讓學生親自去體驗這種發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程,讓他們在這一過程中學會獨立思考,善于獨立思考。(三)以“任務”為驅動,給予學生及時反饋“任務驅動”是指教學全過程中,以若干
8、個具體任務為中心,通過完成任務的過程,介紹和學習基本知識和技能,讓學生在完成具體任務的過程中,逐步接受新知識,新技術。在算法的教學過程中,把教學內容巧妙地隱含在每一個任務中,同時以Visual Basic應用軟件為載體,讓學生能夠動手實踐自己地算法,在各個任務之間,設計地時候注意一定地循序漸進梯度,也要考慮到學生的個體差異性。對于學生的不同層次,給他們布置的任務也有所不同,將若干個有層次之分的任務布置,讓學生根據(jù)自己的能力去選擇。學生在解決問題的過程中發(fā)現(xiàn)新的問題,通過完成一個個任務來提高自己的能力。對于較難的任務,學生可以通過互相合作交流的方式,一起去解決問題,當學生通過學習活動,在不斷的獲
9、得新知識的過程中,能夠不斷的看到自己的成果時,就會爆發(fā)出強烈繼續(xù)學習的愿望。教師在這過程中,不僅僅是任務的設計者,同時也是引導者和參與者,在學生完成任務的過程中,注意引導學生進行思考,主動的去探索。對于學生完成任務的結果予以及時反饋,學生在了解了學習結果后,可以看到自己的進步,提高學習熱情,增加努力程度,同時又能看到自己的不足,激起上進心,爭取更好的成績,我在算法教學過程中,要求每一位學生在完成任務后,把自己的程序,上傳給我,在我的教師機上,每一位學生都有一個自己的文件夾,通過這種方式,我能夠及時了解每一位學生的學習情況,并及時反饋,根據(jù)學生的需要,給出相應的指導。抓住學生的學習熱情,培養(yǎng)他們
10、的創(chuàng)造性思維能力二十一世紀需要的是有創(chuàng)新意識,具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才。這就要求我們老師,在教學過程中,注重開發(fā)學生的創(chuàng)造潛力。鼓勵啟發(fā)學生主動思考,善于思考,學會獨立思考。突出創(chuàng)新意識的培養(yǎng),強調創(chuàng)新能力的提高。算法設計,具有極強的邏輯性,能夠培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維能力和分析問題,解決問題能力。利用算法實現(xiàn)方式的不確定性,可以培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力。在算法設計的課堂教學中,教師可以精心地設計教學,以學生為本,有針對性地鍛煉學生思維,挖掘學生創(chuàng)造力。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,首先要為學生創(chuàng)造盡可能多的環(huán)境和機會,只有在自主學習的環(huán)境里,學生才有可能發(fā)揮創(chuàng)造,只有給學生一些具體的實
11、際任務讓學生親手動手去實踐,他們才有機會去發(fā)揮創(chuàng)造,才能去獨立思考,才會有所創(chuàng)新。在課堂上,我經常為學生布置任務,讓他們去動手實踐。比如,我在講完循環(huán)結構以后,給學生布置了一個任務,讓他們編程實現(xiàn)“輸出100以內所有能被3整除的數(shù)”,我在這個任務設計的時候,是想讓學生實現(xiàn)循環(huán)結構與分支結構的嵌套,即循環(huán)判斷100里面的每一個數(shù)是不是能被3整除(如下圖5示)。但是任務布置下去不久,就有一個學生舉手說完成了,我走過去一看,發(fā)現(xiàn)他采用了逆向思維的方式,他的算法不是輸出100以內所有能被3整除的數(shù),而是輸出100以內所有3的倍數(shù),這樣子,用循環(huán)結構就能解決問題(如圖下6示)。(圖5) (圖6)這個學生
12、是一個外地學生,平時不怎么發(fā)言,可以說他對計算機的認識比較少,信息科技的知識基礎也是別的同學差,所以我很驚訝于他的算法設計,當下給予肯定和表揚。由于別的同學還沒有完成任務,我就讓他想想還有沒有其它的實現(xiàn)方式。我發(fā)現(xiàn)經過我的肯定贊同之后,他的積極性馬上就提高了,在以后的上課過程當中,發(fā)言率也高了?!芭d趣是最好的老師”,這個學生發(fā)現(xiàn)信息科技并不是那么難以理解,產生了學習興趣,自己去發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,是信息科技知識都到了進一步的提高和拓展。在引導學生完成任務的過程中,教師要善于發(fā)現(xiàn)學生思維的閃光點,并及時給予鼓勵,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,針對學生提出的不同方法,要及時引導學生共同分析每一種方法的可行性。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,還應該在課堂上形成同學之間相互學習和交流的氛圍,交流不僅可以提高學生的學習興趣,更主要的是可以拓寬思路,激發(fā)靈感,促進創(chuàng)新。高中生的陳述性知識積累到了一定程度,程序性知識也有不少,并且逐漸獲得了策略性知識,其思維不僅具有獨特性,其創(chuàng)造性也日益顯露,學生在解題時,不僅可以拋掉“老師給的拐杖”,甚至可以獨辟蹊徑。學生的解題思路可能是教師想不到的,通過交流學習,不僅大大激發(fā)了學生的學習興趣,同時也讓學生的知識得到了進一步的拓展。所以,在教學過程中,可以采用小組合作交流的方式,將學生按照思
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