算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)方法的研究

何啟明

摘 要：在高中信息技術(shù)“算法與程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中，數(shù)學(xué)教學(xué)方法與程序設(shè)計(jì)關(guān)系密切。如何在教學(xué)中采用科學(xué)教學(xué)方法、激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)習(xí)效率，是算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)需要解決的首要問題。

關(guān)鍵詞：算法；程序設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；信息技術(shù)

中圖分類號：G420；G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2016）08-0071-01

高中信息技術(shù)旨在提升學(xué)生整體信息素養(yǎng)，使每一位學(xué)生具備使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。作為高中信息技術(shù)選修模塊之一的“算法與程序設(shè)計(jì)”，是信息技術(shù)教學(xué)的重點(diǎn)。程序設(shè)計(jì)具有抽象性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)解題，必須要正確理解題意，進(jìn)而尋找并設(shè)計(jì)解決問題的方法。算法是程序設(shè)計(jì)的重要組成部分，是學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。所有問題的解決，都要基于對有效數(shù)據(jù)的組織、尋找和計(jì)算。當(dāng)前，程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在著教學(xué)方法單一、內(nèi)容多等問題，教師必須在教學(xué)實(shí)踐中探索、創(chuàng)新教學(xué)新方法。

一、聯(lián)想教學(xué)，構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)

“算法與程序設(shè)計(jì)”文本材料，是按照“理論+后實(shí)踐、語句+程序”的順序安排的。通常情況下，教師授課往往先講解理論知識，如算法概念、算法描述方法、流程圖畫法等，然后再講解具體算法程序。然而，很多學(xué)生以前沒有接觸過算法，新知識學(xué)習(xí)起來較困難，從而易喪失學(xué)習(xí)興趣。因此，必須改變傳統(tǒng)教師講授為主的教學(xué)方式，在學(xué)習(xí)信息技術(shù)時運(yùn)用聯(lián)想教學(xué)法。所謂聯(lián)想教學(xué)法，就是在教學(xué)中讓學(xué)生根據(jù)已有知識儲備展開聯(lián)想，從而激發(fā)學(xué)生思維，提高課堂教學(xué)效率。信息技術(shù)涵蓋知識點(diǎn)多，且涉及面較廣，零散的知識點(diǎn)識記起來很麻煩，學(xué)生遺忘的速度也很快，聯(lián)想教學(xué)法能很好地解決這一問題。在學(xué)習(xí)完一章內(nèi)容后，讓學(xué)生運(yùn)用聯(lián)想法回想之前所學(xué)相關(guān)內(nèi)容，并將知識點(diǎn)串聯(lián)起來，列出提綱，構(gòu)建算法知識體系和程序設(shè)計(jì)知識體系。一位教師在講“計(jì)算機(jī)解決問題的過程”時，沒有直接引入計(jì)算機(jī)問題解決的各個環(huán)節(jié)和過程，而是引導(dǎo)學(xué)生思考：“在數(shù)學(xué)教材中，有許多信息技術(shù)應(yīng)用的探究活動，如指數(shù)函數(shù)y=ax的函數(shù)圖像，y=ax2+bx+c圖像，探究系數(shù)a、b、c對函數(shù)圖像的影響，你是如何解決的呢？”學(xué)生們議論紛紛，透過聯(lián)想，結(jié)合以前所學(xué)，給出了不同答案。有同學(xué)說：“這樣的題型可以用Excel解決，用表格簡單方便，一目了然。”還有學(xué)生說：“可以用幾何畫板的形式解決，幾何畫板能實(shí)現(xiàn)快速繪制，使用快速方便。”教師用Excel形式講解“繪制函數(shù)圖像”，讓學(xué)生在觀看演示中理解做題技巧和方法。在分析計(jì)算機(jī)解決問題步驟時，教師利用之前所學(xué)程序設(shè)計(jì)語言來描述算法，選用Visual Basic（VB）語言來編寫，并讓學(xué)生觀摩過程，運(yùn)用之前所學(xué)數(shù)學(xué)知識，初步判斷程序代碼語句作用。運(yùn)用聯(lián)想教學(xué)，學(xué)生能將前后所學(xué)相關(guān)知識串聯(lián)起來，構(gòu)建相應(yīng)知識結(jié)構(gòu)體系，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

二、實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率

當(dāng)前，教師講解、操作演練是學(xué)生獲取知識的重要途徑。但隨著教育教學(xué)的發(fā)展和新課改的深入推進(jìn)，該方法已經(jīng)不能適應(yīng)教育發(fā)展需要，實(shí)踐教學(xué)逐漸進(jìn)入人們的視野。實(shí)踐教學(xué)法是鞏固和檢驗(yàn)理論知識學(xué)習(xí)的重要方式和有效途徑，透過理論知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步掌握算法和程序設(shè)計(jì)相關(guān)知識。在這個基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)相應(yīng)練習(xí)題，以此檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)知識。知識的掌握是基礎(chǔ)，知識應(yīng)用是教育教學(xué)的最終目的。教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，要充分發(fā)揮好教師的引導(dǎo)作用。教師在設(shè)計(jì)講解完一個知識點(diǎn)后，往往急于講解下一章內(nèi)容，忽視了對學(xué)生所學(xué)內(nèi)容的檢驗(yàn)。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師不要急于學(xué)習(xí)其他內(nèi)容，要對所學(xué)知識進(jìn)行鞏固訓(xùn)練，出示練習(xí)題，讓學(xué)生在訓(xùn)練中加以鞏固。只有打好基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)才會更有效。在學(xué)習(xí)“選擇結(jié)構(gòu)”時，教師創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生興趣導(dǎo)入新課。教師運(yùn)用具體實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生查找出第一宇宙速度，給出問題：“如何實(shí)現(xiàn)輸入飛船速度，程序判斷飛船能否升空？請分析并給出流程圖。”教師和學(xué)生一起討論，并畫出運(yùn)行流程圖。通過具體的事例，教師歸納出相關(guān)的知識，同時給出例句，和學(xué)生一起分析每行語句的含義，并歸納出IF語句格式。為了檢測學(xué)生所學(xué)的成果，教師給出“判斷飛船能否升空”VB程序的半成品，讓學(xué)生解決編程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)一步完善程序。在實(shí)際操作過程中，學(xué)生對IF語句格式和功能理解掌握較好，實(shí)踐練習(xí)部分的難度呈現(xiàn)梯度化。教師講解是一回事，學(xué)生動手實(shí)踐操作又是另一回事。在實(shí)踐中，學(xué)生將課堂所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為操作技能，增強(qiáng)了對選擇結(jié)構(gòu)的理解和學(xué)習(xí)效率。實(shí)踐教學(xué)法能讓學(xué)生理解感知所學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)，讓學(xué)生切實(shí)感受到學(xué)習(xí)信息技術(shù)的樂趣。

三、游戲教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

游戲是學(xué)生的天性，游戲教學(xué)法就是以游戲的形式開展教學(xué)。在教學(xué)過程中，通過師生之間、生生之間的游戲互動，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握算法和程序設(shè)計(jì)相關(guān)知識，達(dá)到學(xué)習(xí)訓(xùn)練的目的。在算法教學(xué)過程中，利用實(shí)驗(yàn)解決具體問題，學(xué)習(xí)基本邏輯結(jié)構(gòu)，并且盡量讓學(xué)生上機(jī)操作。在選取教學(xué)案例時，一定要選擇貼近生活實(shí)際的典型例題，便于學(xué)生理解識記。事例本身要具有趣味性、能吸引學(xué)生眼球，激起學(xué)生的好奇心和探索意識。很多學(xué)生對程序設(shè)計(jì)和算法學(xué)習(xí)存在畏難情緒和恐懼心理，覺得這些知識太難理解，根本學(xué)不會。游戲法對這類學(xué)生尤為有效。透過游戲，可以激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的信心，培養(yǎng)學(xué)生的交際能力。一位教師在講“算法和算法的描述”時，用趣味智力題激發(fā)學(xué)生探索解決問題的興趣和能力。教師給出具體引導(dǎo)：“有一個牧羊人帶著一頭羊、一只狼和一棵大白菜準(zhǔn)備過河。他找到一只很小的船，每次只能帶一樣?xùn)|西過去。可是如果狼與羊單獨(dú)在一起，狼會吃羊，讓羊與白菜在一起，羊會吃白菜，牧羊人該如何過河？請?jiān)O(shè)計(jì)一個可行的方案。”學(xué)生七嘴八舌議論起來，有人說：“首先人、羊過河，人返回，留下羊；人、狼過河，人和羊返回，留下狼；人和菜過河，人返回，留下菜；最后，人和羊過河。”還有人想到其他方案，學(xué)生紛紛舉手發(fā)言。利用游戲教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考，總結(jié)出算法概念、算法設(shè)計(jì)以及如何選擇計(jì)算方法，教師對活動方案做出合理評價(jià)。通過游戲法，學(xué)生對問題開展討論研究，充分激發(fā)了學(xué)生的積極性，使學(xué)生很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

四、分層教學(xué)，凸顯個性發(fā)展

高中生的知識基礎(chǔ)、自學(xué)能力、學(xué)習(xí)背景等因素，決定了算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)方式必須“因材施教、科學(xué)創(chuàng)新”。分層法是一種面向全體學(xué)生的教學(xué)方法，根據(jù)學(xué)生的能力水平、現(xiàn)有知識和潛力傾向?qū)W(xué)生分為若干小組。分層法能有效解決高中生存在的個體差異。受學(xué)校基礎(chǔ)設(shè)施、師資水平等因素的影響，初中階段學(xué)生計(jì)算機(jī)水平參差不齊，升入高中后，學(xué)生的個體差異更明顯。因此，在分層教學(xué)時，必須充分考慮學(xué)生的個體差異，制定適合不同學(xué)生的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師要改變以往單一、呆板的任務(wù)布置方法，將任務(wù)分為必做任務(wù)和選做任務(wù)兩大類，必做任務(wù)的題型屬于基礎(chǔ)題，適用于所有學(xué)生。選做題型則是課堂相關(guān)知識的擴(kuò)展和延伸，題型難度較大，只有少部分學(xué)生能做出來，對于選做題型教師不做硬性規(guī)定，學(xué)生量力而行。開展分層教學(xué)，既提高了教學(xué)效率，更促進(jìn)了學(xué)生主動發(fā)展和個性發(fā)展。在學(xué)習(xí)“程序和程序設(shè)計(jì)語言”時，教師先給出“求半徑為r的圓的面積”的程序，讓學(xué)生觀察程序的組成結(jié)構(gòu)及其功能，同時思考“程序共有多少，每一行的作用”。透過上述展示，學(xué)生能夠明確程序代碼共有7行，每一行都是VB的語句，VB程序就是由一組語句組成。教師講解常量、變量、運(yùn)算符號、函數(shù)和表達(dá)符號等相關(guān)概念，采用多種教學(xué)方式開展教學(xué)，讓學(xué)生充分理解基礎(chǔ)知識，解決個體差異。整個教學(xué)活動充分考慮了不同層次學(xué)生的需求，教學(xué)效果很突出。在布置作業(yè)時，讓學(xué)生完成兩個小程序的設(shè)計(jì)以及思考題，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。布置的練習(xí)題分為兩大部分，即必做題型和選做題型兩大類，在必做題型中，教師用相應(yīng)符號標(biāo)記出難易度。這樣的分層教學(xué)，是值得借鑒的。

五、結(jié)束語

總之，程序設(shè)計(jì)過程包括很多不同階段，高效的教學(xué)方法能夠提升算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)的效果和質(zhì)量。不同教學(xué)方法能夠解決教學(xué)中存在的不同問題，教師要通過各種嘗試，研究信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)新模式的方法，完成新課標(biāo)對高中信息技術(shù)課程的目標(biāo)和要求，為信息技術(shù)的發(fā)展注入新活力，促進(jìn)學(xué)生的成長。

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