新课程背景下中学生算法思维的培养论文_朱宋煜

新课程背景下中学生算法思维的培养论文_朱宋煜

上海复旦五浦汇实验学校 上海 200540

摘 要:全国信息技术教育研究中心指出:“信息技术教育是现代社会全面素质教育的一个重要组成部分,其目标是培养现代社会接班人的信息素质”。所谓信息素质是指学生的信息意识、信息伦理道德修养和主动高效地获取信息与处理信息的能力。

关键词:新课程 计算思维 培养

新课程标准中,对高中数学的教学目标有了新的调整和要求,算法作为必修的部分加入到了高中数学的教学任务中。新课标中要求:算法是一个全新的课题,已经成为计算机科学的核心,它在科学技术和社会发展中起着越来越重要的作用。算法的思想和初步知识,也正在成为普通公民的常识。普通中学阶段不仅要注重培养学生的计算机基础应用能力和基本技能的学习和练习,更要注重学生对技术思想和应用方法的领悟和实践积累。对于算法而言,学生们接触到最多的是已经成型的小游戏,学生们并不懂得如何通过算法思维去制作小游戏,这就是一个能触及学生们的启发点和兴趣点。如何通过算法思维搭建程序,基本的步骤和依据有哪些?这就要求学生们不仅要懂得其中蕴含的计算式信息知识点,还要根据日常所学,多多思考、多多实践和积累。

一、算法思维

算法思维是计算机课程中应用最为广泛的思维模式。算法思维什么是算法?根据美国著名计算机专家克努特(D.E.Knuth)的定义,一个算法,就是一个有穷规则的集合,其中规则规定了一个解决某一特定类型的问题的运算序列。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动,由周以真于2006年3月首次提出。2010年,周以真教授又指出计算思维是与形式化问题及其解决方案相关的思维过程,其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理代理执行。《普通高中课程标准实验教科书(数学3必修)》(人民教育出版社)将算法的概念描述为:“通常指可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤,这些程序或步骤必须是明确和有效的,而且能够在有限步之内完成。”基于学生的认知水平,为了能深入浅出化解算法的概念,引入一个趣味游戏题:青蛙过河。有两组青蛙,青蛙和黄蛙,青蛙不能向后跳,每次最多只能跳过1个青蛙。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使左右两边青蛙交换位置过河即可胜利,问青蛙如何跳着石头过河?这组游戏就是应用了最为常见的应用、最为广泛的计算机算法思维,制作出来的一款小游戏。平时像这样的小游戏,学生们接触了也不算少,至于具体的制作过程,还需要学生们进一步的学习分析和实践积累。青蛙过河的出示方案具体如下:

第一步:先给六只青蛙编个号,分青蛙和黄蛙,从中间往两边排序:青蛙3,青蛙2,青蛙1,黄蛙1,黄蛙2,黄蛙3;第二步:青蛙1跳;第三步:黄蛙2跳;第四步:青蛙1跳;第五步:青蛙2跳;第六步:青蛙3跳;第七步:黄蛙1跳;第八步:黄蛙2跳;第九步:黄蛙3跳;第十步:青蛙1跳;第十一步:青蛙2跳;第十二步:青蛙3跳;第十三步:黄蛙2跳;第十四步:黄蛙3跳;第十五步:青蛙3跳,胜利通过!

计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法,现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法,以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。分析上面的游戏方案,按照游戏规则写出的步骤程序有其相应的顺序,每一步都是可实现的应用方案,而且最终结果也是为了完成相关问题的解决方案。所以说计算机的算法实际上就是为了一类特定问题而采取的确定的有限的步骤程序。计算机的算法要求解题步骤应用具有条理性、可行性、精确性、有限性和严密性,要使解题时做到条理清晰、步骤明确,并且做到精准无误。

二、理论与实践相结合,多角度培养学生的算法思维

中学阶段,学生学习计算的基础相对还比较薄弱,在算法思维的接触和学习上都只是停留在起步阶段,对于算法方面的例题还没有过多的关注与研究,相对的兴趣度还不是很高,学生学习计算机方面的知识也只是基本的办公软件的使用、制作与实践,还有一些基础的理论课程。而对于算法思维的培养和渗透也要基于学生生活中常见的案例解析之中,只有通过学生最为常见的和熟悉的软件程序案例讲解,才能激发学生的探究欲望,提高学生的学习兴趣,进而帮助学生培养算法思维。计算机技能的培养,重点是要建立在实践的基础之上,只注重理论,忽视实践无异于纸上谈兵;只注重实践而忽视理论就是关门造车。因此要想进一步提高学生的计算机技能水平,培养学生的算法思维,就要做到理论与实践相结合,做到多角度、全方位的精准培养。

现代信息技术发展日新月异,计算机算法思维的培养,也是循序渐的过程,不能一蹴而就。同时需要做到理论与实践相结合,教师要善于发掘生活中经典的案例作为教学专题研究,与学生们探讨解析,让学生们对算法思维从熟悉到模仿再到自己制作进而创新,让学生从只会玩游戏,到分析游戏制作、研究游戏程序、模仿游戏制作、自主研发游戏,从而激发学生的计算机技能,提高学生在计算机算法思维方面的应用和实践。

参考文献

[1]胡格兴 算法优化问题例析[J].中学生百科,2009,(08)。

[2]张兴大 对“算法多样化”的“冷”思考[J].成才之路,2011,(16)。

论文作者:朱宋煜

论文发表刊物:《教育学》2018年12月总第162期

论文发表时间:2019/1/4

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