《算法與程序設計》教學的困境與突圍

鐘高瑛

摘要：在學生核心素養培養和教學改革的推動下，學生學習能力、知識應用能力及情感的熏陶越來越受到重視?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g課程標準》強調教學內容要與社會生活相融合，要培養學生學以致用及發現問題解決問題能力。算法本身源于生活，如果能將社會生活以恰當的方式融入算法教學，在課堂上創設生活化教學情境，讓學生在生活情境中體驗、探究、感悟、分享和交流。

關鍵詞：算法思維 ? ?培養教學 ? ?生活化情境

算法源于生活中人們對司空見慣的處理日常事物順序的提煉。教師上課所遵循的教學環節與步驟，學生解決某一類題目常用的解題方法與步驟，人們生活中處理某類問題的流程與規程，這些都屬于算法方式。算法思維是一種思維方式，是指具備清晰的說明問題及規則的思維能力。算法思維培養可以理解為培養學生發現確定問題、分析出問題的構成要素、提煉出解決問題的步驟，從而使學生具備對問題進行分解與化簡的能力，最終能為問題的解決提供相對有效的途徑與方法。因此，具備算法思維的人往往是具備化整為零的能力，能夠將繁雜的問題分解成一個個單一的小問題，使問題條理化、簡單化，進而將問題轉化為解決一個個小問題。

一、算法教學的程式化與重構

“算法”模塊教學課堂畫風通常是教師在講臺上揮汗如雨，學生在臺下或呆若木雞或一臉茫然。學生普遍反映由于算法內容不實用，難以理解，學習有心理障礙，很難激發強烈的學習主觀能動性，上課提不起興趣;算法教材偏重理論，缺乏實際生活聯系，趣味性不強，如果照本宣科必然導致課堂枯燥，磨滅學生學習興趣;高考科目學習壓力大，無暇顧及算法作業，頭腦中的知識銜接總是出現斷點。

教師要在教學過程中靈活運用各種教學策略，促進學生理解，從而幫助學生在問題的分析和思考中形成正確的思維方式。教師可以采用直觀教學、探究教學策略，促進學生對算法結構理解;采用比較教學策略，促進學生對算法語句理解;采用游戲教學策略，激發學生學習熱情。如在講算法語句時，筆者喜歡將算法結構寫在左邊，讓學生翻譯并在右邊寫上算法語句，簡單明了的方式，既活躍了課堂氣氛，又溫故知新。

如在《算法描述與設計》一課中，將牧師過河游戲引入課堂。牧師過河問題屬于人工智能學科中經典問題，這是一款相對比較熟悉的游戲，它可以鍛煉學生的觀察力、敏捷度、邏輯思考能力，是屬于休閑益智類教育游戲。分析步驟時同學們躍躍欲試，打過此款游戲的同學神采飛揚、眉飛色舞、摩拳擦掌，恨不能立即開展武林切磋。沒打過的同學若有所思，積極開動大腦，不甘落后，課堂氣氛被瞬間激活，同學們上課熱情高漲。

二、教學內容與流程的固化與突破

“算法”模塊教學中“難教亦難學”的困境集中體現如下：教師大多采用傳統的教學方法，先講解后演示。學生在聽或者看的過程中難以集中注意力，學習熱情和學習興趣基本扼殺在畏難情緒中，老師講解或演示很難達到預期的效果。教材中涉及到很多基礎知識與理論內容，若不花時間講解，學生將會云山霧罩，摸不著頭腦，課堂內容無法理解，課堂進度艱難爬行;若是詳加細解，一是時間不允許，二是學生耐心不足，課堂容易出現騷動。課時少，內容多，課時安排時間間隔長，學生課后鞏固難，遺忘率高。模塊中涉及到大量有關于數據、語句、過程及函數等基礎知識，教師需要詳細講解，學生反復訓練才能加以熟練應用。一個完整算法的講解至少需要兩節課或更長時間，而要達到讓大部分學生能自主編寫程序，教師需要投入數倍于時間。

因此在教學設計中，教師依據生活中具體的場景設計任務，通過任務驅動方式，激發學生學習熱情與動力，使學生在解決問題過程中獲得成就感，引導學生在解決具體問題時學會主動運用算法思維，從而發展學生有條理思考與表達的能力。

在講述《交換》時，教師需要引進中間變量這個概念，在導入環節中創設情境，學生們興趣盎然。教師乘時乘勢講解算法中的兩數交換思想，中間變量的概念不再生硬干癟而是鮮活地印在學生頭腦里。為了加強中間變量的理解，筆者在課堂上往往會接著讓大家做一個小游戲。兩只手各拿一支筆，且每只手上只能拿一支筆，問如何實現手中筆的對調。很多學生說對拋空中交換，學生在親身實踐中發現并不靠譜，空中換筆時往往只能接住一支筆，另一支不是飛了就是掉了，學生自然而然就想到要借助第三方進行中轉，此時就引入中間變量的概念，學生心領神會無需贅言。

三、算法教學與生活的剝離與重建

生活化情境，是指教師在教學過程中利用學科與生活固有的聯系，巧妙地將教學內容賦予生活含義，積極地聯系學生已有的知識和生活經驗，有針對性地創設貼近學生日常生活的教學氛圍，從而激發學生的求知欲和好奇心。生活化情境創設是指教師利用各種手段和方法來營造出輕松活躍的教學情境，充分利用生活化教學情境的價值，使教學在積極的情感和和諧的環境中開展，引發學生情感共鳴，從而促進學生對教學內容的深入理解，提高教學效率。同時，在這過程中促進學生思想、情感、認知能力以及個性等方面獲得全面發展，實現最終的教學目的。在課堂教學中，教師使用生活化的語言和生活化的場景設計，使教學過程貼近學生日常生活，把抽象的算法設計轉化為形象的具體問題，培養學生去思考、解決實際問題，從而提高學生邏輯思維能力。

例如循環結構從一個古老的故事開始：古印度達依爾麥粒故事，引出算法思維中循環的概念，并且設置課堂討論：請你建立一個畢業旅游基金，從高一起第一個月存50元，第二個月存51元，第三個月存52元……依次類推，請問到高三畢業時能夠存多少錢呢？可以實現畢業旅游夢想嗎？在講述“窮舉法”時，由猜密碼導入教學，引導學生探討密碼被破解之謎，課堂教學氣氛熱烈，熱情高漲。這樣的教學情境創設貼近學生生活，情境和任務設計思路渾然天成，窮舉的算法思想自然而然流淌而出。

在算法教學中，創設生活化教學情境是從學生特點、興趣及生活經驗出發，這種情境可以增強學生參與課堂主動性，因為學生在自己感興趣或熟悉的事物面前能夠表現得更主動、積極、自信。此外，生活化教學情境給課堂營造出輕松愉悅的氛圍，壓抑與緊張不再，師生、生生交流互動頻頻。教師在情境中適時對學生進行引導與啟發，激勵學生主動探求新知識，主動構建知識鏈。總之，創設生活化教學情境，給學生創造了一個展現自我與表達交流的舞臺，有利于學生學科素養的全面提升，有助于教師教學觀念、教學方法的更新和專業知識的發展。

參考文獻：

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（作者單位：西藏自治區工布江達縣中學）

責任編輯：潘中原