提高学生兴趣的教学方法
——以排序算法为例
王晓燕 张 涛
南阳师范学院软件学院 河南南阳 473000
摘 要： 利用传统的教学方法在讲解计算机算法时，学生很难深入理解算法的实现过程，本文在引入、教学环节等方面进行了精心的设计，学生自编自导游戏、算法动画演示、微课的使用充分调动了学生自主学习能力，培养了学生主动学习能力和理论联系实际的教学思想，通过和对分易平台结合，学生不仅在课上学习知识，课下也能自由预习复习。通过调查问卷和访谈，论证了以学生为主导的教学方法在课程教学中的有效性。
关键词： 算法；动画；微课；教学方法
排序在日常生活中应用广泛，比如：扑克排序、试卷整理等都涉及排序。排序的算法有很多，在本文中主要探讨直接插入排序算法的教学，其他算法也可以参考本算法。直接插入排序算法实现的细节涉及知识点比较多，传统的教学方法不能达到良好的授课效果，[1]学生还觉得比较枯燥，很难深入理解算法，教师在讲授排序时需要运用恰当的教学方法才能促进学生的学习兴趣，使学生理解和掌握排序算法的知识点。本文以直接插入排序为例，利用对分易平台，开展了以学生为主导的教学方法，探究这种教学方法的有效性。
我一心一意地喜欢陆浩宇，做我认为他可能会喜欢的事，但有一天，我却在放学路上，偶然看见他和一个学妹有说有笑，那女生是新生代表，迎新晚会上，她的孔雀舞惊艳四座。
1 从生活中实例导入课程
在讲述概念时，如果机械的把概念读一遍解释一下比较枯燥，学生往往在学习时兴趣不高，这种教学方法很难使学生对相关的算法产生兴趣，[2]而我们通过引入日常生活中网购的例子，比如网购时会按物品的销量、价格、好评等为这些物品排序，而在一些选秀节目中会按照得票数为明星排序。通过这些例子，学生联想自己平时生活中的细节，引发学生的思考，意识到排序在现实生活中的重要性，从而激发学生学习兴趣。
2 以学生为主导的游戏环节设计
教学对象是学生，调动学生学习的积极主动性在教学中至关重要。课前让一个班的学生分组，分析直接插入排序算法找出实际生活中这种排序的例子。改编成游戏，[3]在课堂上演示给其他同学看。课前每组组长找老师沟通自己设计的游戏规则、过程等。这个过程中学生会主动去百度搜索参考资料或去图书馆节约参考书籍，并且相互讨论合作完成，提高学生学习的主动性的同时并且与实际生活联系，熟悉了算法在实际生活中的用处，对学生逻辑思维能力和抽象思维能力的培养起到了事半功倍的效果。[4]部分能力强的学生能通过查阅相关文献找出直接插入排序算法的不足，在学习过程中找出了时间复杂度或空间复杂度更优的其他算法，锻炼了学生的自主学习能力。
通过这样的学习过程，比较优秀的学生通过把他们的劳动成果展现在课堂上，能更深刻理解和掌握知识，让基础比较差的学生也很容易的理解，带动了基础差的学生，从而提高了整个班级的学习效果。
3 扑克牌排序的游戏
③河网水系畅通工程任务艰巨。伴随经济社会的快速发展和城市化进程的加快，河道水系被打散打乱，以畅通河道为主的河网水系恢复工程任务艰巨，想要恢复到20世纪70年代的河网水系和水质状况，需要付出几倍的物力、财力。
游戏的内容：挑选几张扑克牌，打乱顺序分别发给几位同学，这几位同学模仿平时打扑克摸牌给牌排序的过程，最终从左到右按从小到大的顺序排列。
具体过程：游戏共需6位同学合作完成，需要5张道具扑克牌，其中有一位同学a是假定的摸牌的人。其他五位同学每人摸一张扑克牌，假定这五位同学是a同学摸到的五张扑克牌。这位同学最终要按照所拿扑克牌上的数字大小从小到大排列成有序的。最后由a同学指出排序的要点：排序过程中，如果自己的数字比前面同学的小，前面所有比这个数字大的都需要向后移动。
由此指出直接插入排序的基本思想。通过这个阶段的工作，使学生提高了算法分析和设计能力。[5]
游戏结束后，通过游戏教师说明直接插入排序的要点：①排序必须遵循一定的规则；②在他们比较和移动时要有先后顺序；③比自己大的数字只有向后移动腾出位置才能插入进去。
以网络教学为辅助的课堂教学模式是指在课堂教学中部分教学内容及其过程以网络教学方式进行的教学模式。部分融入的网络教学内容包括网络教学展示、网络习题测评、网络教学互动，等等。在网络教学部分融入课堂教学过程中，网络教学融入的比例不大，一般不超过30%，最多也不超过50%，非网络教学的传统课堂教学仍占课堂教学内容及其过程的大部分。在网络教学为辅助的课堂教学模式中，教师对教学过程的把控往往相对容易，因为这种模式的大部分时间仍然处于传统课堂教学模式之中，教师可以按照过去的经验式、当面人对人管理方式管理教学课堂。
4 排序算法的动画演示环节
在讲解算法的基本思想、实现过程等主要内容中，提前做好ppt，ppt中的动画演示部分尤其重要。课件中动画制作的要求：字迹清晰；每次待排序的关键字用颜色和其他未排序的区分开；建立专门的缓冲区存放每次待排序的关键字；对每一趟排序中的数值的变化都要通过动画形象生动的展示给学生。
算法动画在国内又被译为“算法演示”和“算法动态演示”，它把枯燥的算法的思想和实现过程以动态交互的图形化方式来形象的表示，它是很多教师目前教学中使用比较频繁的一种教学方法。采用算法动画可以使复杂的理论形象化，符合学生的心理，提高他们学习的兴趣，有利于培养学生的逻辑思维能力和创造力。
在讲解程序设计部分时，程序设计比较难理解，教师可以重点讲解，用颜色突出，旁边配合动画演示同步进行。这样学生通过实现过程的动画就很直观理解程序。
5 微课在教学中的作用
随着微课近几年在教育界的兴起，教学效果也有目共睹。在该算法讲课过程中，我利用Camtasia 9中的片头、注释、专长、行为、动画等制作了直接插入排序的微课，把微课跟网络教学平台对分易结合，把视频提前发布到对分易平台上，供学生预习和复习使用。通过调查分析，微课的引入也培养了学生的自主学习能力，改变了原来单一讲授这种教学模式，增加了学生学习的兴趣。
在实际生活中，需要对电力系统变电运行进行维护，这样就离不开专业的安全管理人员。但是在电力市场竞争中，应该重视电力运行维护的管理人员，这样才能制定有效的管理策略，保证电力系统的正常运转。现阶段，我国很多院校增加了电力安全管理方面的专业，这样能够缓解这方面人才的压力。但是与其他国家相比，我国电力方面管理的人才依然停留在初级阶段，并没有进行创新，安全管理人才的培训体系不够完善，从而严重阻碍我国电力行业的进步和发展。
6 总结
本文以直接插入排序算法的教学为例，在预习和复习环节引入了微课，在实际课堂中提出了以学生为主导设计算法游戏的教学方法，这种方式不仅吸取了传统教学的方法，而且引入了培养学生积极性主动性能力和理论联系实际的教学思想，经过调查问卷和访谈，发现这种教学方法能加深学生对知识点的理解，课堂气氛也非常活跃。运用这种教学方法，学生能积极主动的去扩展自己的知识面，在自学的同时，开阔了学生的视野，锻炼了学生独立思考的能力，为其他算法的学习奠定了基础。
参考文献：
[1]任远，吉顺如，林志杰.”排序”的教学方法探究[J].教育教学论坛，2017.7.
[2]卲平.冒泡排序程序设计的探究式教学方法及其分析[J].玉林师范学院学报(自然科学)，2008.29(5).
[3]王晓燕，李亚.游戏在教学中的应用——《停止等待协议》的教学设计[J].南阳师范学院学报，2015.12.
[4]马秀荣.《C程序设计》中选择法排序教学方法的探讨[J].佳木斯教育学院学报，2010(1).
[5]朱小亮，束学斌.两种排序算法设计思想教学方法研究[J].池州学院学报，2009.12.
DOI： 10.19392/j.cnki.1671-7341.201932074
基金项目： 南阳师范学院课堂教学模式改革项目(2016-KTJX-13)，南阳师范学院校级项目(QN2017064)
作者简介： 王晓燕(1981-)，女，山东滨州人，硕士，讲师，主要从事网络、图像处理方面的研究。
标签：算法论文; 动画论文; 微课论文; 教学方法论文; 南阳师范学院软件学院论文;