讓學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)算法和程序設(shè)計(jì)

1、讓學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)算法和程序設(shè)計(jì)摘要：算法是邏輯性，抽象性思維很強(qiáng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在教學(xué)中如果處理不當(dāng)往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生喪失興趣，挫折感增強(qiáng)，進(jìn)而影響用算法解決問(wèn)題，培養(yǎng)信息素養(yǎng)的二期課改目標(biāo)。為此，本文從多個(gè)角度探討了讓學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)算法和程序設(shè)計(jì)的方法。關(guān)鍵詞：算法 程序設(shè)計(jì) 興趣 經(jīng)驗(yàn) 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(jì)算機(jī)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(guò)程，融知識(shí)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(shí)、開放問(wèn)題能力

2、，同時(shí)運(yùn)用信息技術(shù)發(fā)展思維、學(xué)會(huì)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(jì)模塊中指出：能結(jié)合實(shí)例，經(jīng)歷從需求分析、算法確定到編程求解等用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的基本過(guò)程，理解用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的特點(diǎn)。然而，我發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)算法學(xué)習(xí)越來(lái)越不感興趣。隨著教學(xué)的深入，學(xué)生個(gè)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(guò)了會(huì)考，后來(lái)再問(wèn)他們，都認(rèn)為象云里霧里走過(guò)一樣，回想起來(lái)還是懵懂未知。那么，為什么學(xué)生對(duì)算法和程序設(shè)計(jì)不感興趣，對(duì)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(duì)這些問(wèn)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(diǎn)教學(xué)，無(wú)論所學(xué)東西多么重要實(shí)用，對(duì)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(lái)許多信息技術(shù)學(xué)科的教師都有這樣的感覺(jué)，學(xué)生對(duì)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(jì)的發(fā)展，許多城市里電腦已如普通電器一樣進(jìn)入到家庭中，網(wǎng)吧也隨處可見，在網(wǎng)上看電影、聽音樂(lè)、玩游戲等種種消遣，無(wú)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(lè)而不懂如何下載時(shí)；當(dāng)學(xué)生玩游戲之余想自行設(shè)計(jì)時(shí)；此時(shí)，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(duì)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(shí)候，就會(huì)有一種自己也來(lái)做一

4、個(gè)的欲望，然后逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)程序的設(shè)計(jì)！如，在講授枚舉法時(shí)，運(yùn)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(jì)一個(gè)密碼破解器，將極大地挑起學(xué)生程序設(shè)計(jì)地欲望。還有就是尊重學(xué)生的興趣很重要,不可能也沒(méi)必要讓每個(gè)人都成為程序員,讓學(xué)生學(xué)點(diǎn)算法思想去解決實(shí)際問(wèn)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(lè)意在高中的信息技術(shù)課本中看到純粹用漢語(yǔ)去描述的算法,用游戲展示的思想,而不全是FOR-NEXT,IF-ELSE。聽說(shuō)有一種中文編程語(yǔ)言易語(yǔ)言，有機(jī)會(huì)不妨一試。教師在算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，應(yīng)循序漸進(jìn)，尤其是盡量做到零起點(diǎn)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(shí)例著手，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和討論。如在講分支結(jié)構(gòu)時(shí)，先從兩個(gè)數(shù)字比較大小的分析來(lái)入手就可以讓知識(shí)的進(jìn)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(wú)措，灰心進(jìn)而損害學(xué)習(xí)的積極性。還有，對(duì)于程序設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),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(jì)軟件,而用WORD來(lái)設(shè)計(jì)的話，就算是教師都會(huì)感覺(jué)困難，所以選擇那些圖形界面的設(shè)計(jì)軟件對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)比較容易上手，有助于培養(yǎng)他們對(duì)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(yàn)出發(fā)，先直觀展示，后抽象思維，再代碼設(shè)計(jì)任何知識(shí)的學(xué)習(xí)，都要從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)

6、；并且這些經(jīng)驗(yàn)以及根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)本身的內(nèi)在魅力去喚起；實(shí)際上，無(wú)論哪種方式，對(duì)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(guò)程完全不必拘泥于程序設(shè)計(jì)這個(gè)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(qiáng)發(fā)散性的特點(diǎn)，可以讓我們的教學(xué)變得更加生動(dòng)多彩。如在講算法概念時(shí)，除了用書上山羊、狼和人過(guò)河的例子外，還可以進(jìn)一步增加一些實(shí)例加以鞏固興趣。例如：一個(gè)人帶三只老虎和三頭牛過(guò)河。只有一條船，同船

7、可以容一個(gè)人和兩只動(dòng)物。沒(méi)有人在的時(shí)候，如果老虎的數(shù)量不少于牛的數(shù)量就會(huì)吃掉牛。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)安全渡河的算法。通過(guò)問(wèn)題的深入來(lái)調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)探索學(xué)習(xí)的積極性。甚至可以采用游戲軟件的方式來(lái)調(diào)動(dòng)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(jì)好的FLASH小游戲商人過(guò)河：仆人3人，商人3人，其中小船最多同時(shí)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(shí)教學(xué)來(lái)看，算法對(duì)部分學(xué)生來(lái)說(shuō)，尤其是從頭開始接觸算法時(shí)，會(huì)茫然不知如何著手，這時(shí)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(huì)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(guò)Author

8、ware軟件，當(dāng)時(shí)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(jìn)入比較方便？因?yàn)樗褂玫氖欠浅Ｖ庇^的流程圖方式，這種方式與學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，因此容易掌握，從而進(jìn)一步利用它學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)。記得有一次參觀教學(xué)機(jī)器人的軟件，是一個(gè)控制程序開發(fā)的可視化平臺(tái)，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(dòng)形成的底層代碼。又直觀，又簡(jiǎn)單，對(duì)算法的思維形成很有幫助。當(dāng)時(shí)還和奉二小的陳偉一起商量下載一個(gè)試試，后來(lái)因?yàn)榘鏅?quán)的原因放棄了，甚是可惜。平時(shí)，好多學(xué)生從流程圖搭建開始，而不會(huì)轉(zhuǎn)化為代碼設(shè)計(jì)，其中對(duì)思維方式的理解和知識(shí)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(lái)設(shè)計(jì)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(shí)，已知周長(zhǎng)、面積，求寬、高？很多同學(xué)都能順利解決，因?yàn)樗麄兊牧?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(gè)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(jìn)一步讓學(xué)生嘗試用枚舉法的思想來(lái)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(wèn)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?yàn)樗惴ㄑ芯?/p>

10、是一種真正的創(chuàng)造解決問(wèn)題的思維方式，并能獲得多種解決問(wèn)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(wèn)題時(shí)，學(xué)生都想知道最終到底有多少對(duì)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(wèn)題的方法來(lái)進(jìn)行思考。算法的教學(xué)從高中生開始，這時(shí)的學(xué)生具有一定的思維能力。在教學(xué)時(shí)，感覺(jué)學(xué)生開始的時(shí)候，習(xí)慣以自己的思維方式來(lái)解程序，往往會(huì)顯得片面，容易出錯(cuò)。所以要學(xué)生接受算法的基本思想需要一個(gè)過(guò)程，如果能轉(zhuǎn)過(guò)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(huì)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(shí)際的教學(xué)來(lái)看，在算法和程序設(shè)計(jì)中，往往尊重、信任學(xué)生的自我個(gè)性體現(xiàn)，在教學(xué)中結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)或已有知識(shí)來(lái)開展教學(xué)，效果比較理想。這也符合青少年學(xué)生渴望獨(dú)立的年齡特征。我除了讓學(xué)生探討問(wèn)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(yǔ)描述的）,對(duì)學(xué)生也大有裨益,可以當(dāng)成是智力開發(fā)題。如對(duì)半查找，用語(yǔ)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(xì)細(xì)講解分析，逐步培養(yǎng)。此刻，重點(diǎn)已經(jīng)不是編程語(yǔ)言，不管是自然語(yǔ)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(jǐn)和可以逐步培養(yǎng)的，雖然可以在一些案例上生動(dòng)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(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度五、 從生活中選取算法有一次，有個(gè)學(xué)生對(duì)我說(shuō)：“老師，算法太難了，我都不知道怎么做。”其實(shí)，算法并沒(méi)有我們想象中的那么難！也許學(xué)生會(huì)人為地把算法孤立起來(lái)，并認(rèn)為毫無(wú)意義。實(shí)際上，算法的許多地方都在我們的生活中使用，例如簡(jiǎn)單的安排作息時(shí)間等。源自生活的類似流程性經(jīng)驗(yàn)，可以用來(lái)遷移幫助學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，反過(guò)來(lái)，程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)又可以強(qiáng)化學(xué)生使用流程類方法解決問(wèn)題的能力。有的學(xué)生，會(huì)認(rèn)為算法就是解數(shù)學(xué)題，既枯燥又無(wú)趣?？善鋵?shí)

13、在程序設(shè)計(jì)時(shí)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(guò)一個(gè)學(xué)生參加市算法競(jìng)賽，輔導(dǎo)過(guò)競(jìng)賽題型。當(dāng)時(shí)認(rèn)為，那才是真正的算法,真正的程序設(shè)計(jì),但確實(shí)難度較大。那個(gè)學(xué)生曾對(duì)我說(shuō)：“.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?fù)鋱D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(yàn)!若是能讓學(xué)生從中體會(huì)到算法的真正魅力,那么算法還難么?生活中的算法更真實(shí)，從生活中選取算法，能喚起學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，比枯燥講算法容易。同時(shí)也對(duì)學(xué)生更有意義。我曾看過(guò)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(lái)看。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)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(qǐng)用算法解決此問(wèn)題。許多熟悉編程的朋友都覺(jué)得這是個(gè)棘手的問(wèn)題，因?yàn)椴粌H要涉及數(shù)組和循環(huán)語(yǔ)句，還有著難纏的不確定性，因?yàn)榭赡苓B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(shí)，最上面的那本書，小明從來(lái)不看，是用來(lái)?yè)趸业?。這可不是腦筋急轉(zhuǎn)彎，即1-1/2-1/3-1/6，結(jié)果是0，實(shí)際上也許心算更快。這樣，既簡(jiǎn)單又有趣，學(xué)生自然會(huì)樂(lè)于學(xué)習(xí)了。六、

15、 讓算法來(lái)指導(dǎo)生活許多人認(rèn)為學(xué)習(xí)算法意義不大，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為專業(yè)的算法很難直接指導(dǎo)生活。當(dāng)然，無(wú)論黑貓白貓，能抓老鼠就是好貓。生活中問(wèn)題的解決方式多種多樣，算法以其縝密的邏輯思維，通過(guò)使生活中繁復(fù)的問(wèn)題抽象化的方式成為解決生活問(wèn)題的一個(gè)重要途徑，有時(shí)，甚至能用來(lái)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(wèn)題來(lái)源于生活，分別有計(jì)算復(fù)利和不計(jì)復(fù)利兩種方式。而實(shí)際生活中，除了利息的計(jì)算外，還有住房貸款的還貸；國(guó)債的收益，股票和基金的投資方式等。在教學(xué)時(shí)，我把這類問(wèn)題統(tǒng)稱為投資理財(cái)問(wèn)題，讓學(xué)生以研究性課題的形勢(shì)進(jìn)行深入分析，獲得了良好的效果。我們有的學(xué)生，通過(guò)這一項(xiàng)目學(xué)習(xí)，自學(xué)了許多相關(guān)的知識(shí)，有個(gè)現(xiàn)在已經(jīng)高三的同學(xué)，研究的項(xiàng)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(jì)，還設(shè)計(jì)了等本還款的算法。為實(shí)際操作提供了多一種渠道，倘若按此算法進(jìn)行實(shí)際操作，可少還近2萬(wàn)元利息?？梢钥吹?，這里的內(nèi)容已經(jīng)是遞推算法了，完全超越了解析算法