讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)算法和程序設(shè)計

1、讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)算法和程序設(shè)計摘要：算法是邏輯性，抽象性思維很強的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在教學(xué)中如果處理不當(dāng)往往會導(dǎo)致學(xué)生喪失興趣，挫折感增強，進而影響用算法解決問題，培養(yǎng)信息素養(yǎng)的二期課改目標(biāo)。為此，本文從多個角度探討了讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)算法和程序設(shè)計的方法。關(guān)鍵詞：算法 程序設(shè)計 興趣 經(jīng)驗 思維 生活引言：算法初步是華師大版高中信息科技教材中的必修內(nèi)容。二期課改新的課程標(biāo)準(zhǔn)提出：信息科技學(xué)科是一門以提高學(xué)生信息素養(yǎng)和在信息化環(huán)境下學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，以計算機為載體，以學(xué)信息技術(shù)、用信息技術(shù)、懂信息技術(shù)、與信息技術(shù)一起學(xué)為基本的學(xué)習(xí)過程，融知識性、技能性和工具性于一體的重要的基礎(chǔ)課程。培養(yǎng)解決真實、開放問題能力

2、，同時運用信息技術(shù)發(fā)展思維、學(xué)會學(xué)習(xí)、自主探究和合作交流的能力。其中在課程內(nèi)容的信息技術(shù)基本技能算法與程序設(shè)計模塊中指出：能結(jié)合實例，經(jīng)歷從需求分析、算法確定到編程求解等用計算機解決問題的基本過程，理解用計算機解決問題的特點。然而，我發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生對算法學(xué)習(xí)越來越不感興趣。隨著教學(xué)的深入，學(xué)生個體差異的增大，算法學(xué)習(xí)反而成為部分學(xué)生學(xué)習(xí)的一道難以逾越的屏障！即使有的同學(xué)通過了會考，后來再問他們，都認為象云里霧里走過一樣，回想起來還是懵懂未知。那么，為什么學(xué)生對算法和程序設(shè)計不感興趣，對算法的學(xué)習(xí)不太適應(yīng)，是哪些障礙造成的？如何讓算法思維成為學(xué)生學(xué)習(xí)生活的一部分？對這些問題，我在教學(xué)上嘗試了一

3、些解決方法，具體如下。一、 激發(fā)學(xué)生興趣，盡量做到零起點教學(xué)，無論所學(xué)東西多么重要實用，對學(xué)生而言，興趣始終是激發(fā)出自主學(xué)習(xí)潛能的重要因素之一。近來許多信息技術(shù)學(xué)科的教師都有這樣的感覺，學(xué)生對信息技術(shù)課程的興趣已經(jīng)不如前幾年了，這也難怪，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，許多城市里電腦已如普通電器一樣進入到家庭中，網(wǎng)吧也隨處可見，在網(wǎng)上看電影、聽音樂、玩游戲等種種消遣，無疑比課程內(nèi)容更具吸引力。然而，我們不能放棄，當(dāng)學(xué)生聽音樂而不懂如何下載時；當(dāng)學(xué)生玩游戲之余想自行設(shè)計時；此時，我想教師的介入與引導(dǎo)將起到事半功倍的作用。其次，要對學(xué)生內(nèi)在本能加以啟發(fā)！當(dāng)學(xué)生被 “漂亮”的作品所吸引的時候，就會有一種自己也來做一

4、個的欲望，然后逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)對程序的設(shè)計！如，在講授枚舉法時，運用密碼破解的影片片斷激發(fā)學(xué)生的興趣，然后讓學(xué)生設(shè)計一個密碼破解器，將極大地挑起學(xué)生程序設(shè)計地欲望。還有就是尊重學(xué)生的興趣很重要,不可能也沒必要讓每個人都成為程序員,讓學(xué)生學(xué)點算法思想去解決實際問題總歸是有好處的,而不一定要求所有學(xué)生非要把算法學(xué)得很精通。我倒是很樂意在高中的信息技術(shù)課本中看到純粹用漢語去描述的算法,用游戲展示的思想,而不全是FOR-NEXT,IF-ELSE。聽說有一種中文編程語言易語言，有機會不妨一試。教師在算法與程序設(shè)計教學(xué)時，應(yīng)循序漸進，尤其是盡量做到零起點教學(xué)，免得太抽象的邏輯思維把學(xué)生的興趣嚇退。不要把具

5、體程序著急引入，而是應(yīng)該從基本算法思想開始，從生活實例著手，引導(dǎo)學(xué)生進行分析和討論。如在講分支結(jié)構(gòu)時，先從兩個數(shù)字比較大小的分析來入手就可以讓知識的進入門檻降低，倘若一開始就讓學(xué)生畫流程圖，就容易造成學(xué)生手足無措，灰心進而損害學(xué)習(xí)的積極性。還有，對于程序設(shè)計來說,學(xué)生比較容易接受的應(yīng)該是那些以圖形界面為面板的設(shè)計軟件,而用WORD來設(shè)計的話，就算是教師都會感覺困難，所以選擇那些圖形界面的設(shè)計軟件對于初學(xué)者來說比較容易上手，有助于培養(yǎng)他們對畫流程圖的興趣，也有助于學(xué)生更好地理解流程圖的結(jié)構(gòu)思想。二、 從學(xué)生已有的經(jīng)驗出發(fā)，先直觀展示，后抽象思維，再代碼設(shè)計任何知識的學(xué)習(xí)，都要從學(xué)生的已有經(jīng)驗出發(fā)

6、；并且這些經(jīng)驗以及根據(jù)這些經(jīng)驗設(shè)計的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，又應(yīng)該是能夠喚起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的；而學(xué)習(xí)興趣既可以基于生活化、游戲化等手法去喚起，同樣也可以使用知識本身的內(nèi)在魅力去喚起；實際上，無論哪種方式，對不同的學(xué)生，有不同的效果。在信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)里，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)是教學(xué)的目標(biāo)，所以教學(xué)過程完全不必拘泥于程序設(shè)計這個狹小的范圍，我們可以結(jié)合其它學(xué)科，于游戲中學(xué)習(xí)，于生活中學(xué)習(xí)，再加上信息技術(shù)學(xué)科本身有著綜合性、更強發(fā)散性的特點，可以讓我們的教學(xué)變得更加生動多彩。如在講算法概念時，除了用書上山羊、狼和人過河的例子外，還可以進一步增加一些實例加以鞏固興趣。例如：一個人帶三只老虎和三頭牛過河。只有一條船，同船

7、可以容一個人和兩只動物。沒有人在的時候，如果老虎的數(shù)量不少于牛的數(shù)量就會吃掉牛。請設(shè)計安全渡河的算法。通過問題的深入來調(diào)動了學(xué)生主動探索學(xué)習(xí)的積極性。甚至可以采用游戲軟件的方式來調(diào)動學(xué)習(xí)的興趣，理解算法的學(xué)習(xí)。比如，課后我讓學(xué)生玩預(yù)先設(shè)計好的FLASH小游戲商人過河：仆人3人，商人3人，其中小船最多同時2人，兩岸不允許仆人多于商人，否則打劫，游戲失敗。讓學(xué)生從游戲中理解算法。從平時教學(xué)來看，算法對部分學(xué)生來說，尤其是從頭開始接觸算法時，會茫然不知如何著手，這時候，盡可能使用直觀的軟件，如采用一些教學(xué)軟件，制作適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)課件，往往會讓學(xué)生能夠更加的直觀和易于理解。早幾年我們高中曾教過Author

8、ware軟件，當(dāng)時Authorware軟件中也有順序、分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)。奇怪的是為什么Authorware學(xué)生比較容易上手？為什么從它開始進入比較方便？因為它使用的是非常直觀的流程圖方式，這種方式與學(xué)生的已有經(jīng)驗相關(guān)，因此容易掌握，從而進一步利用它學(xué)習(xí)程序設(shè)計。記得有一次參觀教學(xué)機器人的軟件，是一個控制程序開發(fā)的可視化平臺，就是從流程圖搭建開始組織程序，并在窗口右側(cè)給出自動形成的底層代碼。又直觀，又簡單，對算法的思維形成很有幫助。當(dāng)時還和奉二小的陳偉一起商量下載一個試試，后來因為版權(quán)的原因放棄了，甚是可惜。平時，好多學(xué)生從流程圖搭建開始，而不會轉(zhuǎn)化為代碼設(shè)計，其中對思維方式的理解和知識的遷移，需

9、要我們教師加以引導(dǎo)，才能自然而然地熟悉了代碼并開始直接用代碼來設(shè)計控制程序。三、 從學(xué)生的習(xí)慣思維入手，逐步接受算法的思維方式，形成清晰的思維結(jié)構(gòu)。今年，在講一道鐵絲圍矩形的題目時，已知周長、面積，求寬、高？很多同學(xué)都能順利解決，因為他們的習(xí)慣思維方式是數(shù)學(xué)的解題方式。即設(shè)寬、高分別為W、H,成立一個方程組，然后轉(zhuǎn)換求解。這道題充分體現(xiàn)了算法與數(shù)學(xué)的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生既學(xué)習(xí)了解析法的思想，又嘗到了成功的喜悅，而教師則可以在此基礎(chǔ)上進一步讓學(xué)生嘗試用枚舉法的思想來解決。逐步讓學(xué)生接受算法的思維方式，形成清晰的多種解決問題方法的思維結(jié)構(gòu)。如果從學(xué)生的習(xí)慣思維入手，很多學(xué)生還是很有興趣的，因為算法研究

10、是一種真正的創(chuàng)造解決問題的思維方式，并能獲得多種解決問題的思維方式，學(xué)生的興趣還是很大的。不適應(yīng)的往往是缺乏興趣的，只要有興趣的都想了解一下算法背后的故事。如講到斐波納挈數(shù)列中兔子的繁殖問題時，學(xué)生都想知道最終到底有多少對兔子。關(guān)鍵是如何讓他們小步成功，緩步形成清晰的思維結(jié)構(gòu)。四、 逐步培養(yǎng)算法的基本思想，切忌急于求成算法和我們習(xí)慣的思維不盡相同，不能完全以我們常規(guī)解決問題的方法來進行思考。算法的教學(xué)從高中生開始，這時的學(xué)生具有一定的思維能力。在教學(xué)時，感覺學(xué)生開始的時候，習(xí)慣以自己的思維方式來解程序，往往會顯得片面，容易出錯。所以要學(xué)生接受算法的基本思想需要一個過程，如果能轉(zhuǎn)過彎，接受算法的

11、思想，那么后面就水到渠成了，如果始終用習(xí)慣思維，可能會造成后繼學(xué)習(xí)的困難。而注重算法訓(xùn)練主要可以培養(yǎng)起學(xué)生的算法思想。從實際的教學(xué)來看，在算法和程序設(shè)計中，往往尊重、信任學(xué)生的自我個性體現(xiàn)，在教學(xué)中結(jié)合生活經(jīng)驗或已有知識來開展教學(xué)，效果比較理想。這也符合青少年學(xué)生渴望獨立的年齡特征。我除了讓學(xué)生探討問題解決方法外，還讓他們多接觸編程的經(jīng)典思想(即便是用漢語描述的）,對學(xué)生也大有裨益,可以當(dāng)成是智力開發(fā)題。如對半查找，用語言描述學(xué)生反而易于理解，而用代碼方式，有的學(xué)生就難以理清思緒，需要教師細細講解分析，逐步培養(yǎng)。此刻，重點已經(jīng)不是編程語言，不管是自然語言、C還是VB都是算法的理解應(yīng)用，都是算法

12、的思維，這部分內(nèi)容應(yīng)該是嚴(yán)謹和可以逐步培養(yǎng)的，雖然可以在一些案例上生動些，但算法思維中最基礎(chǔ)、最基本的東西應(yīng)該是固守和需要逐步培養(yǎng)的。我理解的目標(biāo)是：縝密的邏輯思維+嚴(yán)謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度五、 從生活中選取算法有一次，有個學(xué)生對我說：“老師，算法太難了，我都不知道怎么做?！逼鋵崳惴ú]有我們想象中的那么難！也許學(xué)生會人為地把算法孤立起來，并認為毫無意義。實際上，算法的許多地方都在我們的生活中使用，例如簡單的安排作息時間等。源自生活的類似流程性經(jīng)驗，可以用來遷移幫助學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計，反過來，程序設(shè)計的學(xué)習(xí)又可以強化學(xué)生使用流程類方法解決問題的能力。有的學(xué)生，會認為算法就是解數(shù)學(xué)題，既枯燥又無趣?？善鋵?/p>

13、在程序設(shè)計時解的數(shù)學(xué)題多數(shù)都是趣味數(shù)學(xué)題，而且大多與生活聯(lián)系密切。我曾指導(dǎo)過一個學(xué)生參加市算法競賽，輔導(dǎo)過競賽題型。當(dāng)時認為，那才是真正的算法,真正的程序設(shè)計,但確實難度較大。那個學(xué)生曾對我說：“.我開始沉浸在書中描繪的神奇數(shù)據(jù)建筑之中了線性表，二叉樹，拓撲圖那些原本就充滿活力的數(shù)字，構(gòu)成一種種奇特的組合結(jié)構(gòu)，太妙了！”我想,如何讓學(xué)生都有這樣的體驗!若是能讓學(xué)生從中體會到算法的真正魅力,那么算法還難么?生活中的算法更真實，從生活中選取算法，能喚起學(xué)生的生活經(jīng)驗，比枯燥講算法容易。同時也對學(xué)生更有意義。我曾看過這樣一道源于生活的算法，并介紹給了學(xué)生。床頭的四本書小明的床頭總是堆著幾本書，他有在

14、睡前看書的習(xí)慣，但每晚只抽其中的一本來看。在相當(dāng)長的一段時間里，床頭柜上總共疊了四本書，最下面的那本，是平均6天才看一次，其上一本，是平均3天看一次，再上面一本，是平均2天看一次，那么最上面的一本書，多少天才看一次呢？請用算法解決此問題。許多熟悉編程的朋友都覺得這是個棘手的問題，因為不僅要涉及數(shù)組和循環(huán)語句，還有著難纏的不確定性，因為可能連著幾晚都看同一本書，然后又在其后連續(xù)幾天都把這本書擱在一邊。那么答案究竟是什么呢?其實，最上面的那本書，小明從來不看，是用來擋灰的。這可不是腦筋急轉(zhuǎn)彎，即1-1/2-1/3-1/6，結(jié)果是0，實際上也許心算更快。這樣，既簡單又有趣，學(xué)生自然會樂于學(xué)習(xí)了。六、

15、 讓算法來指導(dǎo)生活許多人認為學(xué)習(xí)算法意義不大，因為他們認為專業(yè)的算法很難直接指導(dǎo)生活。當(dāng)然，無論黑貓白貓，能抓老鼠就是好貓。生活中問題的解決方式多種多樣，算法以其縝密的邏輯思維，通過使生活中繁復(fù)的問題抽象化的方式成為解決生活問題的一個重要途徑，有時，甚至能用來指導(dǎo)和提煉生活。如解析法的教學(xué)，華師大版教科書上銀行存款的利息問題來源于生活，分別有計算復(fù)利和不計復(fù)利兩種方式。而實際生活中，除了利息的計算外，還有住房貸款的還貸；國債的收益，股票和基金的投資方式等。在教學(xué)時，我把這類問題統(tǒng)稱為投資理財問題，讓學(xué)生以研究性課題的形勢進行深入分析，獲得了良好的效果。我們有的學(xué)生，通過這一項目學(xué)習(xí)，自學(xué)了許多相關(guān)的知識，有個現(xiàn)在已經(jīng)高三的同學(xué)，研究的項目是銀行貸款，按要求是等額還款，他不但研究了等額還款的程序設(shè)計，還設(shè)計了等本還款的算法。為實際操作提供了多一種渠道，倘若按此算法進行實際操作，可少還近2萬元利息。可以看到，這里的內(nèi)容已經(jīng)是遞推算法了，完全超越了解析算法