《算法與程序設計》教學初探

（南京師范大學附屬中學，江蘇南京210003）

“算法與程序設計”模塊以算法與程序設計為主線，揭示利用計算機解決實際問題的過程。通過本模塊的學習，可以讓學生體驗算法思想，了解算法和程序設計在解決問題過程中的地位和作用；能從簡單問題出發，設計解決問題的算法，并能初步使用一種程序設計語言編制程序、設計算法、解決問題。

本模塊由“計算機解決問題的基本過程”、“程序設計語言初步”和“算法與問題解決例舉”三個主題組成。

通過本模塊的學習可以鍛煉學生的邏輯思維能力，使學生思考問題時更加科學嚴密和細致全面。

我們知道“算法與程序設計”這個模塊的教學一直存在“難教”、“難學”的問題。程序設計本身存在抽象、枯燥、邏輯思維性強的特點。能否找到一套有效的教學方式，使學生在學習過程中既能掌握高級編程語言的知識，又能靈活運用高級語言進行程序設計一直是高中信息技術教師努力的方向。總結這個模塊的教學，從教材內容處理、教學方法和策略及應用實例三個方面來探討本模塊的教學。

一、教材內容處理

“計算機解決問題的基本過程”主題是整個模塊的起始篇，計算機解決問題的基本過程是重點。本主題中的內容比較抽象，建議結合實例講解這部分內容，教師不妨提供多個簡單的例子讓學生分組進行討論，如：猜數字游戲、倒油問題、密碼鎖問題，等等。教學時不要進行實例代碼的分析，也不要展開深入探討，建議將第三個專題中的算法的概念提到這個專題來講，結合實例講解計算機解決問題的步驟，理解算法的概念和算法的表示方法。

“程序設計語言初步”中程序設計基本思想、結構化編程三大類型是教學重點，也是難點。這個主題中基本數據類型、常量、變量、數組、函數等都是一些新概念，理論性較強、枯燥，容易引起學生厭學情緒，但這些知識卻是用計算機解決問題的基礎。建議讓學生了解程序設計最基礎、最核心的內容，增強學生學習的自信心，利用可視化的界面，提高學生興趣。在教學內容的安排上可以采取“按需分配”的策略，常用的、要用的先講，難用的，用不著的后講。例如：基本數據類型中，重點介紹實型、整型、字符串型、布爾型等常用數據類型，貨幣型、日期型等不常用的類型可以暫不做介紹。

如果選用的是Visual Basic語言作為程序設計學習的語言，將會涉及到很多控件的運用，以及屬性、事件、方法等專業概念的問題。對于控件的介紹要避免“求全”。同樣遵循按需的原則，要用的控件先講，例如：標簽、文本框、按鈕等。特別是Timer控件，可以先講解，因為學習了Timer控件后就可以實現很多有趣的程序了，例如：“捉蝴蝶”、“進度條”等。另外，也要避免所有程序只用標簽、文本框、按鈕，建議可以在不同的程序中采用不同控件，不斷增加新控件的學習，也能使程序的界面更美觀，布局更合理。例如：“圖片瀏覽器”實例中可以增加列表框控件和下拉列表框控件的學習。

“算法與問題解決例舉”中用典型的算法思想解決問題是教學重難點，本主題是以前面兩個主題為基礎的。對于不同版本的教材，可以根據實際教學適當地調整教學順序，建議依據課時以及學生認知水平適當進行教學內容的刪減。選取幾個容易理解又典型的算法思想來講解，例如：窮舉算法在生活中有很多應用的實例，例如：密碼的暴力破解，查找罪犯指紋，“超女”海選等，學生比較容易理解和掌握；解析法在數學科目中經常涉及到，也是比較容易掌握的算法之一。

二、教學方法和策略

教學方法是教學目標達成的重要因素，當然，沒有最好的教學方法，只有適合的教學方法。“任務驅動”、“情境教學”都是本模塊教學中常用而且有效的教學方法。巧設情境，布置任務，在教學過程中設置一個情境，讓學生融入進去，有利于調動學習的主動性。

例如：在學習“用窮舉算法解決問題”時，創設這樣的情境，“達·芬奇家的保險柜長期不用，密碼忘了，達·芬奇找到一個密碼紙，顯示密碼有五個數字，但是，其中有兩個數字模糊不清了。不過達·芬奇記得密碼同時是他和他母親生日的倍數。他的生日是7月8日，他母親的生日是6月7日。我們能不能幫助達·芬奇找回保險柜密碼，打開保險柜呢？”，這個任務取名叫“達·芬奇密碼”，同名的電影和小說會引起學生的共鳴，一下就吸引了他們的興趣。讓學生試著解開這個密碼，由于數據量大，自然而然就想到用計算機運算速度快的特點去解決這個問題，雖然密碼的可能性比較多，但卻是有范圍的，自然地引出窮舉算法使用的兩個關鍵：數據范圍和條件。學生通過這個實例很容易就理解了窮舉算法的思想和解題關鍵，編寫程序就不是問題了。

高中學生的起點水平參差不齊，建議采用分層策略設計教學任務。分層次教學承認學生的差異，符合因材施教的原則，分層次教學面向全體學生，使教學盡量適合大多數學生的發展需要和實際水平，這也符合學生的心理需求，能激發學生的自信和興趣。建議教師在布置教學任務時，可以設計基礎題和拓展題兩種難度不同的任務，基礎題主要用于基礎任務和基礎技能的訓練，一般的學生基本能完成，作為學生必須要完成的任務；而拓展題是課堂相關知識的拓展或創新，學有余力的學生可以盡量完成，這樣設計兼顧了不同層次學生的需求，不至于在課堂上造成能力強的學生無所事事的現象。

例如：在分支結構中，《碰碰球》的實例屬于基礎題，只要用分支語句判斷窗口的邊界就可以實現，而由它演變而來的《接球游戲》則難度要提升一些，不光要進行窗口邊界的判定，還涉及到接球擋板的邊界判定，擋板與鍵盤的交互的設定等，這就要求學生有較高的能力。

實踐證明，基礎薄弱的學生完成基本任務后，很有滿足感；基礎好、學有余力的學生對拓展任務很感興趣，不僅完成，還對界面和功能進行進一步的優化。當然，這對教師前期的備課工作也是一種挑戰。

“算法與程序設計”模塊是一個過程性的教學，是需要學生積累的一個過程。教師可以引導學生經歷“理解——模仿——創新”這樣的一個學習過程。要知道學生通過理解程序，才能感知程序要做什么，以及結果會是什么，才能體驗算法的奇妙，熟悉程序的流程。理解后學生就可以模仿，先學會走，再學會跑，學好了基礎才能靈活運用、創造和創新。

三、實例選擇

教學中實例的選擇非常重要，可以說是一節課成敗的關鍵。而在實例選取中經常會有這樣兩個誤區。一類是過分簡單，一眼就能看出答案，對這類實例學生會產生疑問：“為什么這么簡單的問題還要用計算機來做？”；一類是數學課上的數學題，信息技術教師去上數學課，無疑是沒什么優勢的。

興趣是學習最好的老師，是學生積極求知的誘因，當學生對所學的內容產生濃厚興趣時，自然便能主動參與到教學過程中來，主動構建知識。信息技術教師在選取實例的時候要盡量做到貼近生活，有趣味性，同時也要簡單，便于理解和實現。例如：“猜數字”、“QQ秀”、“遙控機器人”、“換位思考”、“捉蝴蝶”、“自制屏幕保護程序”、“碰碰球”等實例，這些實例界面美觀，有趣又生動，最主要的是這些實例是學生能力范圍內可以實現的。

每個實例中都包含了不同的知識點和教學內容，可將教學引向寓教于樂的良性循環中。

[1]普通高中信息技術課程標準.