計算思維指導(dǎo)下的高中算法設(shè)計教學(xué)與實踐

俞靈杰

摘要：隨著素質(zhì)教育的不斷發(fā)展進步，在高中教育階段不僅僅注重學(xué)生自身基礎(chǔ)知識的掌握和夯實，更應(yīng)是應(yīng)當(dāng)從學(xué)生未來發(fā)展的角度出發(fā)，促進學(xué)生綜合素養(yǎng)的不斷提升。本文從計算機思維對于學(xué)生的幫助的角度出發(fā)，結(jié)合筆者的教學(xué)實踐，對于計算機思維指導(dǎo)下的高中算法設(shè)計教學(xué)做出了一些探索實踐。

關(guān)鍵詞：計算機思維;算法與程序設(shè)計;教學(xué)實踐

著名前微軟董事長兼CEO比爾蓋茨曾經(jīng)說過：“編程可以幫助拓展你的思維，養(yǎng)成良好的思維方式，并且?guī)椭闼伎肌＿@種思維方式是適用于所有領(lǐng)域的思維方式?！北葼柹w茨所說的思維方式就是計算機思維，計算機思維不僅僅可以鍛煉學(xué)生的邏輯思維、批判思維能力，更是可以讓學(xué)生在日常解決問題的過程中養(yǎng)成嚴謹?shù)乃季S方式，并且將這種思維方式融入到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)過程中，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

1 計算機思維對于學(xué)生的教育意義

1.1 促進創(chuàng)新，拓展思維方式

計算機思維顧名思義就是通過學(xué)生熟練運用計算機這一工具機型解決問題的思維方式，在高中階段利用計算機解決問題不僅僅是通過簡單的網(wǎng)絡(luò)搜索進行資料查詢，更是需要通過編程、程序設(shè)計等方式進行，程序設(shè)計不僅僅要求學(xué)生具備較強的計算機素養(yǎng)，還需要學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮膯栴}具象化，進而寫入到程序中，幫助學(xué)生進行問題的解決。編程實質(zhì)上就是將思維可視化的過程，教師通過計算機思維的培養(yǎng)能夠讓學(xué)生在編程過程中逐漸的找出自身的思維漏洞，并且不斷的補足和完善。其次，計算機思維更是一種創(chuàng)新思維，計算機思維不局限于傳統(tǒng)的思維模式，而是需要學(xué)生字啊解決問題的過程中進行創(chuàng)造性的問題解決，這不僅拓展了學(xué)生解決問題的角度，更是可以驅(qū)動學(xué)生主動的進行問題的探究解決。

1.2 工程思維，驅(qū)動綜合提升

程序的設(shè)計編程可以說是一個系統(tǒng)的工程，不論是大項目還是學(xué)生設(shè)計的小游戲，都需要程序各個部門之間嚴謹?shù)呐浜虾瓦\行才能夠保證整個程序的有效運行。因此，計算機思維可以看成是一種工程思維，工程思維的典型特征就是嚴謹性和邏輯性，這就需要學(xué)生在程序設(shè)計的過程中能夠?qū)τ谧陨碜髌返倪壿嬓杂谐浞直ＷC的同時也能夠減少整個程序BUG的出現(xiàn)，保證程序的嚴謹性。另一方面，計算機思維更是一種綜合性應(yīng)用的思維，計算機思維不僅僅鍛煉了學(xué)生的計算機素養(yǎng)，更是在編程過程中涉及了數(shù)學(xué)、英語等多學(xué)科的知識，這些知識的運用十分有助于學(xué)生綜合運用知識能力的提升。

2 計算機思維指導(dǎo)下的高中算法設(shè)計教學(xué)策略

2.1 情景創(chuàng)設(shè)，啟發(fā)計算機思維

高中算法與程序設(shè)計課程的案例內(nèi)容是和學(xué)生自身的實際生活息息相關(guān)的，因此筆者就會借助學(xué)生生活中的實際情景來進行課堂的導(dǎo)入，這樣不僅有利于降低學(xué)生的知識陌生感，更是可以讓學(xué)生在熟悉的情境中進行學(xué)習(xí)，驅(qū)動學(xué)生的主動性。例如，筆者在“順序結(jié)構(gòu)”這一知識點教學(xué)過程中，就會通過情境來引導(dǎo)學(xué)生理解順序結(jié)構(gòu)：“現(xiàn)在有兩個桶，一個桶能夠裝7升水，另一個桶則能裝5升水，怎么利用這兩個桶兩處6升水？”然后讓學(xué)生進行程序設(shè)計，學(xué)生在這一個熟悉的數(shù)學(xué)問題的情境中進行分析探究，不僅僅能夠深刻地理解算法對于程序設(shè)計的重要性，更是明白了操作步驟順序的重要性。

2.2 問題分析，鞏固計算機思維

問題分析能力是計算機思維的臨沂大重要的內(nèi)容，教師在進行教學(xué)的過程中教師應(yīng)當(dāng)積極的引導(dǎo)學(xué)生進行問題分析，這樣才能夠逐步的明確學(xué)生解決問題的思路，讓學(xué)生遵循著分析問題的思路進行問題的解決。例如，筆者在進行“循環(huán)結(jié)構(gòu)”這一知識點教學(xué)的過程中，筆者就會舉出經(jīng)典的“水仙花數(shù)”來讓學(xué)生進行問題的分析，想要尋找出水仙花數(shù)，就必須要將一個整體的進行拆分然后進行重新計算，因此筆者就會讓學(xué)生自主的進行問題的分析，學(xué)生分析之后發(fā)現(xiàn)了兩個分析方法：“方法一：用循環(huán)窮舉所有的三位數(shù)并且逐步的拆解，然后用水仙花的定義進行判斷。方法二，用循環(huán)嵌套的思想窮舉組成三位數(shù)上的每個個位數(shù)上的素質(zhì)，然后根據(jù)基本數(shù)字生成三位數(shù)，最后通過水仙花數(shù)的定義進行判斷?！边@樣學(xué)生進行問題分析后總結(jié)出的方法能夠極大的鞏固學(xué)生計算機思維的養(yǎng)成。

2.3 合作交流，發(fā)展計算機思維

合作學(xué)習(xí)能力是高中階段學(xué)生必不可少的能力之一，教師在進行教學(xué)的過程中應(yīng)當(dāng)積極的引導(dǎo)學(xué)生進行合作交流，這樣不僅可以激起學(xué)生思維的活躍性，更是可以促進學(xué)生差缺補漏，不斷完善自身的思維能力。例如，筆者在進行“算法的初步認識”這一知識點的教學(xué)過程中，筆者就會通過課堂活動設(shè)計來讓學(xué)生進行討論：“有四瓶藥，每瓶藥有一百片，每片藥重1g，其中一瓶藥受潮導(dǎo)致每片藥的重量增加了0.1g，現(xiàn)在如何利用電子層來找出受潮的藥。”在設(shè)計清凈之后筆者會讓學(xué)生進行討論交流，先從多次稱重的方法來進行引導(dǎo)，最終引導(dǎo)學(xué)生通過一次稱重就可以找出受潮藥片。

3 結(jié)語

計算機思維就是學(xué)生未來發(fā)展的重要思維能力之一，計算機思維的本質(zhì)就是能夠幫助學(xué)生逐步的解決問題的本質(zhì)，在高中算法與設(shè)計教學(xué)過程中能夠明確的將解決問題的思維邏輯通過編程向?qū)W生進行展示，因此教師可以在進行教學(xué)的過程中逐步滲透計算機思維，促進學(xué)生的綜合素質(zhì)的全面提升。

參考文獻：

[1] 張春然.基于計算思維的高中算法與程序設(shè)計教學(xué)初探[J].創(chuàng)新應(yīng)用實踐，2019（04）.

（作者單位：浙江省諸暨市湄池中學(xué)）