基于算法實驗教學的高中數學優課開發策略

任建寶 劉輝

【摘要】算法是高中數學的重要內容，在算法的教學過程中結合上機實驗既是創新教學之舉，也與“一師一優課，一課一名師”活動中的教學設計要求相吻合.在相關優課的開發過程中，應該注意自主性、探究性、互動性、合作性和評價性等策略.

【關鍵詞】算法;實驗教學;高中數學;優課;策略

【基金項目】山西省教育科學“十三·五”規劃課題“基于算法的高中數學實驗教學研究”（GH-17306）;山西省教育科學“十三·五”規劃課題“提升區域教研的有效性策略研究”（課題編號：GH-17279）.

一、研究背景

“一師一優課，一課一名師”是教育部主導的以信息化和現代化教育為背景，以“互聯網+教育”為前景的大型教學和研究活動，對全國各地信息化教學和教科研水平的提升有巨大作用.通過幾年的努力，國家“一師一課”平臺上擁有了上萬節優課視頻，這些優課包含了中小學所有學科，涵蓋了各學科的部分章節，為全國各地提供了較多的優質教學資源，也有力地推動了各地教育信息化工作的進展[1].2018年1月11日，教育部辦公廳發布了“2018年‘一師一優課、一課一名師活動方案”（以下簡稱“方案”）[2]，啟動了新一輪的“一師一優課，一課一名師”評選活動.方案中明確指出：“教師所提交的網上曬課內容應包括：一堂利用信息技術開展課堂教學的完整教學設計”.這就意味著曬課的教學活動中，必須使用信息技術，而且要將信息技術與教學活動深度融合.

二、算法實驗教學的意義

在高中數學的優課開發中，可以與信息技術結合的案例有很多，比如，可以利用幾何畫板進行動態圖形演示，利用幾何畫板進行幾何體的旋轉與組合演示，利用圖形計算器可以讓學生參與圖形的繪制與零點的探究等.然而在新課標的算法教學實踐中，算法雖然源于計算機編程，但在教學過程中讓學生進行上機實驗的活動很少.受高考算法考查方式的導向、計算機機房與教師的編程水平的限制等原因，教師更偏向于從理論方面進行算法的講解.所以教師可以以此為突破點，設計算法的實驗教學優課，既與“方案”中的教學設計要求相吻合，又能起到創新教學的效果.

三、優課開發策略

（一）自主性

在教學設計以及教學實踐過程中，要以學生為主體，促進學生的自主發展.比如，可以采用翻轉課堂的教學模式，首先讓學生先自主學習算法知識，然后思考相關問題，在實驗課中讓學生帶著問題進行上機實驗，這樣可以保證學生自主學習的時間.在上機操作中也可以讓學生先行進行上機實驗，學生有問題再進行解答.總的說來就是在教師的引導下，讓學生根據自己的認知和意愿進行學習和實驗，保證充足的自主學習和實驗時間，從而保證學生學習的自主性.

（二）探究性

上機實驗的目的就是讓學生進行探究.比如，算法中各種邏輯結構的運行原理，各種運算符號的優先級等.比如，循環結構中的直到型和當型循環是算法學習中的一個難點，通過上機實驗，可以讓學生輸入兩種結構的程序代碼，通過改變條件得到不同的運算結構，從這個過程中理解兩種模型的區別與聯系.再比如，運算符中的“/”和“＼＼”的區別，學生通過輸入不同的數字利用兩個符號分別進行運算，探究兩種符號的作用.當然，學生還可以通過上機驗證自己編寫好的程序，比如，驗證某一年是平年還是閏年，可以有多種方法，學生根據自己設計的算法進行上機驗證，探究其正確性.

（三）互動性

在實驗教學中，教師應該與學生展開充分的互動.教師可以通過教學平臺展示學生的成果，也可以為學生展示典型的錯誤引發學生的注意.在學生有問題時及時給予解答和幫助.除此之外，教師應該加強巡視，了解學生的掌握情況，及時調整教學策略，為不同水平的學生制訂不同難度的任務，讓更多的學生被關注，從而達到注重學生差異，能調動不同層次的學生積極參與的目的.

（四）合作性

上機操作學生可能需要更多的幫助.在平時的教學活動中，學生有疑惑可以先跳過接著往下聽，但在上機操作中，一旦學生有一個符號輸錯，程序就可能不能運行，所以學生需要得到及時的幫助.教師除了自己對學生進行指導外，可以發揮小組合作的作用，將學生按信息技術能力和算法認知水平的強弱進行分組，在小組內出現問題可以先在小組內自行討論解決，萬一不能解決再請教教師，這樣可以降低教師的勞動強度，發揮學生的積極性，培養學生的合作能力.

（五）評價性

“一師一優課、一課一名師”活動優課評價指標中的一條評價指標是：信息技術應用能有效支持學生學習、師生互動和教學評價.這意味著信息技術在優課中的一個重要體現是進行教學評價.在傳統的多媒體教學中應用信息技術進行評價較難實現，但是在算法的上機實驗中，可以借助程序驗證系統對學生編寫的程序進行運行和檢查，還可以借助考試系統隨機分發給學生試題，讓學生通過在線考試系統進行答題，即時給出成績和評價.

四、結?語

將信息技術應用于數學課堂教學是一個非常具有研究價值的主題，而在算法模塊的教學過程中用上機實驗的方式進行教學是一種比較有創新性的教學模式，如果將其應用于優課開發，應用上述原則進行教學設計，則能使所開發的優課符合新課標的教學理念并且具備較強的創新性，也能為高中數學的實驗教學提供很好的范例.

【參考文獻】

[1]周清松.一師一優課的問題及思考[J].中小學電教，2017（10）：18-20.

[2]教育部.教育部辦公廳關于開展2018年“一師一優課、一課一名師”活動的通知[EB/OL].http：∥www.moe.gov.cn/srcsite/A06/jcys_jyzb/201802/t20180201_326327.html.