高中信息技术教育中算法思维培养研究

发表时间:2021/6/22   来源:《中小学教育》2021年3月第7期   作者:张霖
[导读] 算法是计算机科学发展的核心理论知识。

        张霖
        义乌市教育研修院  322000
        摘要:算法是计算机科学发展的核心理论知识。在这个现在科技如此发展的时代,计算机已经成为我们生活当中不可缺少的工具,不管遇到什么样的问题,只要是通过计算机进行解决就必须需要通过算法,算法是计算机的基础,若是没有算法也就没有计算机。新课程对原有信息技术课程中的“初步程序设计”内容进行了修改,将计算机算法学习纳入其中,体现了算法内容对提高学生信息素养的必要性。
现代科技发展,计算机和互联网逐渐在社会各行各业得到广泛的应用和普及,社会对核心素养的人才需求也是越来越大。在我国第八次课程改革的时候,将信息技术分为了必修课程和选修课程两部分,算法和编程是五个可选模块之一。本模块旨在“使学生进一步体验算法的思想,了解算法和编程在解决问题过程中的地位和作用,从简单问题出发设计算法来解决问题,并能初步使用编程语言编程算法来解决问题。通过本模块的学习,学生可以初步掌握编程方法,通过学习过程培养算法思维,提高生活中的逻辑行为能力。
1.提高学生数学思维能力
        在处理极其复杂的数据、信息的过程当中,算法思维在许多情况下被人们认为是解决问题的一种方法。在一般的情况下人们是通常通过绘制图形的程序来进行绘制程序的框架进行描述和分析问题,这样的解决方式可以在很大程度上梳理明白问题要素之间的关系[1],也可以有条理的整理相关的信息。在我们的日常生活中,我们可以根据不同的算法来快速的解决各种问题,这也是“算法”在日常生活和工作中的体现和渗透。在这种情况下,人们可以形成清晰的思路,理顺各部分之间的关系,从而能够有轻重缓急,区分主次来解决具体问题。
2.培养学生们的形式逻辑思维能力
在处理极其复杂的数据、信息的过程当中,算法思维在许多情况下被人们认为是解决问题的一种方法。在一般的情况下人们是通常通过绘制图形的程序来进行绘制程序的框架进行描述和分析问题,这样的解决方式可以在很大程度上梳理明白问题要素之间的关系,也可以有条理的整理相关的信息。在我们的日常生活中,我们可以根据不同的算法来快速的解决各种问题,这也是“算法”在日常生活和工作中的体现和渗透。在这种情况下,人们可以形成清晰的思路,理顺各部分之间的关系,从而能够有轻重缓急,区分主次来解决具体问题。
3.培养算法实践思维的策略
3.1引导学生自主探索
使用编程语言,学生可以自己验证和运行程序。同时,学生们还可以通过程序的运行证明自己的猜测是正确的还是错误的[2]。学生们在设计编程语言的时候可以通过自己的想象力展现自己的个性,这就造就了创造性的学习活动。根据心理学,算法学习不完全算是创造性的学习,但在我自己设计教学案例中,老师们并不是以灌输式的教学方式对学生们进行教学,而是发挥学生的主动性,让学生们在结构化的环境或集成环境中尝试自主发挥学习,将算法学习转化为创造性学习。

这种学生主动式的体不仅可以帮助学生消除对学习编程的恐惧感,也能够帮助学生真正理解算法的含义,掌握一些基本的问题解决方式。例如,案例中的学生使用流程图或图表来设计问题的解决方案。本案例中的学生可以通过学习递归方法自行解决逆向方法的问题,并能做出相应的归纳和总结。本案例中的学生可以在掌握一个或两个矩阵输出的基础上探索其他矩阵输出方法。这种学生自我探索和解决问题的过程可以让学生体验到自己对算法的“主动性”。如果一个学生能发明一种算法,他不仅能理解算法,还能知道在日常生活中什么时候、怎样正确地应用算法,这更有意义。在课堂教学中,我们应该鼓励学生,允许他们发明和构建算法过程。
3.2注重学生们的学习环境
网络环境下的学习算法可以充分发挥网络的特点,可以为学生们创造一个人机交互、师生交互、生生交互的环境。虽然命令简单,但是可以表达出丰富的算法思维方式。所以,这也为学生们多样的化的设计提供了一个良好的学习环境,同时也提高了学生们对算法与程序的积极性。机房也为人机交互的学习方式提供了硬件基础设施。每人有一台电脑,通过教学广播系统,老师能够准确的掌握每位学生的学习情况,学生也可以通过系统向老师随时提问问题,做到因材施教。在这种情况下,每个学生都有一台机器,可以让所有学生都有足够的时间来探索“兔子繁殖问题”的算法。同时,教师可以通过网络及时获取学生在算法分析中的相关信息,并可以向所有学生展示有针对性的设计实例。这种方法的优点使每个学生都有足够的时间去理解别人的算法,学习别人的思维过程不像在普通的教室里看优秀的作业。在案例教学中,教师还利用网络让完成作业的学生先通过网络展示自己的作品。在这种新的环境下,学生的自信心得到了鼓励和增强。
3.3实行评价多元化
培养算法思维的实验是为学生创造了良好的学习环境。在这样的学习环境下,学生根据自己的认知的结构和学习风格,采取自主学习的策略,选择自己需要的知识,按照自己的节奏进行算法学习,因此,在学习过程中,学生的学习动机、学习兴趣,学习能力和合作能力应该是我们作为老师考察学生学习效果的因素,这样才能够全面的对学生们进行评价。
3.4通过问题式的教学方式可以激发学生自主学习
在算法教学过程中,教师应充分调动学生的学习动机和积极性。这样,所以学生们便能够准确地把握他们自己的学习万向。最佳的学习动机和调节是结果。然而.在当前的教学设计中老师们往往忽略学生们的学习动机。这就需要教师们在进行算法教学和程序设计教学过程中借助于pascal语言或java语言的一些相关技术和特点建立良好的实现问题驱动的万法。让我们的学生们能够根据所运用的算法来解决实际的问题。这也可以说是一种很大程度上调动了我们的学习动机。由此可以使得学生什么样进行了自王探究。
4.结语
从上述的分析我们可以看出,算法思维的学习方式不仅可以提高学生的思维能力,还可以培养学生的逻辑能力。在活动设计方面,注重培养学生解决问题的能力,注重培养算法思维的过程。在算法思维训练的实践策略方面,教师可以引导学生自主探索和设计算法,也可以设置问题驱动来激发学习动机。
参考文献
[1]谢艳梅.高中信息技术教育中算法思维培养研究[J].新课程·下旬,2019,(4):133.
[2]马权.普通高中信息技术教育中的算法思维培养策略研究[J].考试周刊,2017,(53):136.
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