數(shù)學(xué)論文《用手機(jī)玩轉(zhuǎn)算法語句的教學(xué)》

用手機(jī)玩轉(zhuǎn)算法語句的教學(xué)-------淺談《循環(huán)語句》的教學(xué)設(shè)計(jì)【摘要】隨著手機(jī)智能機(jī)的普及，如何在算法教學(xué)中使用手機(jī)進(jìn)行教學(xué)，本文試圖開創(chuàng)這方面的探討.【關(guān)鍵詞】算法手機(jī)循環(huán)語句andriod安卓的VB1設(shè)計(jì)理念算法不僅是數(shù)學(xué)及其應(yīng)用的重要組成部分，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要基礎(chǔ).了解算法知識(shí)及其思想成為現(xiàn)代社會(huì)每一個(gè)公民所應(yīng)具備的基本素養(yǎng).算法的基本思想：探求解決問題的步驟，并且將步驟用程序化的語言加以表述.《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》要求我們的學(xué)生“經(jīng)歷將具體問題的程序轉(zhuǎn)化為程序語句的過程，理解幾種基本算法語句——輸入語句、輸出語句、賦值語句、條件語句、循環(huán)語句，進(jìn)一步體會(huì)算法的基本思想，在條件如許的學(xué)校，使其能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)”.算法思想可以很好的培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力.在實(shí)際教學(xué)過程中，算法這一章節(jié)是學(xué)生在高中數(shù)學(xué)中最受歡迎的一章.因?yàn)檫@一章的內(nèi)容是離學(xué)生生活最近的，很容易把這樣的思維習(xí)慣遷移到日常生活中，而數(shù)學(xué)教育的根本目的就是讓學(xué)生來解決生活中問題.新課程標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布已經(jīng)10年了，這10年科學(xué)技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，同時(shí)計(jì)算機(jī)的形式也發(fā)生了很大的變化.在計(jì)算機(jī)變化的過程中，我們算法的教學(xué)是不是也要跟著形勢(shì)進(jìn)行改變呢?2理念的實(shí)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)完基本的算法語句以后，大多數(shù)老師為了節(jié)省時(shí)間，只是簡(jiǎn)單在教室的投影儀上演示一下，根本沒有時(shí)間安排上機(jī)來實(shí)踐.我們老師就感嘆，如果在教室里每位同學(xué)都有一部電腦就好了.有一次，我百無聊賴的拿著手機(jī)躺在沙發(fā)上看電視，眼前忽然一亮，現(xiàn)在的智能手機(jī)能不能代替電腦呢？目前智能手機(jī)在學(xué)生中很普遍，據(jù)班主任統(tǒng)計(jì)學(xué)生的手機(jī)擁有數(shù)占全班同學(xué)的90%以上.并且不少同學(xué)的手機(jī)是智能手機(jī)并且可以安裝andriod操作系統(tǒng)，部分同學(xué)還有iphone5，iphone4s.這些手機(jī)已經(jīng)初步具備了計(jì)算機(jī)的部分功能.下面我們只需要在這個(gè)智能手機(jī)上安裝相關(guān)的軟件.相關(guān)的算法語句就可以在學(xué)生手中的手機(jī)來實(shí)現(xiàn).同時(shí)考慮到學(xué)校的教室僅僅是一個(gè)電腦投影儀，如果能把手機(jī)在投影儀上展示出來，并且在展示的過程中能夠真正和同學(xué)手中的手機(jī)一樣就更加完美了，經(jīng)過多方面的查找資料，發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題的可行性.3問題解決的步驟3.1android手機(jī)模擬且上網(wǎng)問題基于這樣的考慮，在教室里安裝的andriod手機(jī)能夠真正的和學(xué)生手機(jī)一模一樣.并且在投影儀上來實(shí)現(xiàn)這個(gè)問題.可以通過以下幾個(gè)步驟：通過網(wǎng)站下載銳合X3互動(dòng)體驗(yàn)系統(tǒng)，下載地址為：/content/53691.html.直接打開下載好的exe文件安裝，安裝完成后會(huì)提示【安裝互動(dòng)體驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境】(javaruntime)，保持勾選，安裝之.打開手機(jī)在開始菜單中找到【銳合X3互動(dòng)體驗(yàn)系統(tǒng)】程序組，打開【2.銳合X3互動(dòng)體驗(yàn)系統(tǒng)】-選擇【Virtualdevices】-選擇【RayhovX3】-點(diǎn)擊【Start...】-點(diǎn)擊【Launch】.這個(gè)時(shí)候，手機(jī)界面就可以打開，并且能夠通過電腦上網(wǎng).1、如圖所示在模擬機(jī)上安裝基于android操作系統(tǒng)的算法軟件.2、到相關(guān)網(wǎng)站上下載安卓的vb，下載完成以后運(yùn)行安裝到模擬機(jī)上.如圖2所示：3、在模擬機(jī)上，打開andriod手機(jī)模擬器上安卓的vb第一次啟動(dòng)的時(shí)候，有點(diǎn)慢，要耐心等待.老師把安卓的vb放到桌面上，雙擊，我們就可以發(fā)現(xiàn)在andriod手機(jī)模擬器上出現(xiàn)了安卓的vb程序.如圖3所示：圖（2）圖（3）在上課之前，教師在教室的電腦上做好如下鋪墊，學(xué)生安裝好相關(guān)的安卓的vb，我們就可以進(jìn)行這堂課教學(xué)設(shè)計(jì)了.4教學(xué)過程4.1快樂回顧創(chuàng)設(shè)問題情境試求自然數(shù)1+2+3+……+99+100的和問題1：我們前面所學(xué)的四種語句能否解決這個(gè)問題？我們先回顧一下前面學(xué)的四種語句的一般格式和功能是什么？1、輸入語句INPUT“提示內(nèi)容”；變量2、輸出語句PRINT“提示內(nèi)容”；表達(dá)式3、賦值語句變量＝表達(dá)式下面請(qǐng)同學(xué)們拿出手機(jī)來，打開安卓的vb，來嘗試解決這個(gè)問題：教師在投影的模擬機(jī)上輸入，邊輸入邊提示，如果這樣一直輸入下去是不是太浪費(fèi)時(shí)間了，前面我們學(xué)過一種結(jié)構(gòu)，叫循環(huán)結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)是不是也對(duì)應(yīng)著循環(huán)語句呢？我們知道，在實(shí)際問題中會(huì)遇到許多有規(guī)律的重復(fù)運(yùn)算，或者在程序中需要對(duì)某些語句進(jìn)行重復(fù)執(zhí)行，這樣就需要用到循環(huán)語句進(jìn)行控制.圖（4）生活中，有時(shí)需要重復(fù)做一些事情，從完成這類事情的過程中，可以找出三個(gè)關(guān)鍵的地方，即“從什么地方開始”、“反復(fù)做什么”和“在什么條件下結(jié)束”.在構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，也必須保證完成下面的事情：①循環(huán)前，初始化變量的值.②確定循環(huán)體，循環(huán)體就是在循環(huán)結(jié)構(gòu)中反復(fù)執(zhí)行的操作步驟.③設(shè)置循環(huán)終止條件.教師引導(dǎo)說其實(shí)循環(huán)結(jié)構(gòu)分成兩種，一種是當(dāng)型，先判斷后循環(huán).做個(gè)恰當(dāng)?shù)谋扔魇牵合乳_關(guān)后放水；另一種直到型，先循環(huán)后判斷.也做個(gè)比喻是先放一次水，再開關(guān).通過這些形象的比喻讓學(xué)生重點(diǎn)理解，當(dāng)型是條件滿足時(shí)，才進(jìn)入到循環(huán)體.而直到型是先循環(huán)，當(dāng)條件是題目的“否定”時(shí)，才進(jìn)入到循環(huán)體.例1設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算的算法并寫出相應(yīng)的框圖.當(dāng)型直到型開始結(jié)束開始結(jié)束輸出S開始結(jié)束輸出S復(fù)習(xí)的時(shí)候通過提問的方式強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，學(xué)生通過對(duì)比，發(fā)現(xiàn)差異.[探究]找出當(dāng)型和直到型的區(qū)別（1）當(dāng)型：先判斷條件，再執(zhí)行循環(huán)體；直到型：______________________________.（2）當(dāng)型和直到型的條件_________.（3）當(dāng)型：滿足條件時(shí)執(zhí)行循環(huán)體；直到型：____________________________.總結(jié)：當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是“當(dāng)滿足條件時(shí)就循環(huán)”；直到型循環(huán)結(jié)高的特點(diǎn)是“直到滿足條件時(shí)退出”.4.2翻譯設(shè)計(jì)目的：計(jì)算機(jī)如何來工作，必須轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語言，下面我們將算法語言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語言.我們分別看一下當(dāng)型和直到型循環(huán)如何來翻譯成能在手機(jī)上運(yùn)行的程序呢？當(dāng)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：當(dāng)條件滿足時(shí)，進(jìn)入循環(huán)體，當(dāng)條件不滿足的時(shí)候，退出循環(huán)體.我們簡(jiǎn)單用英語來翻譯一下：Whiletheconditionisture,dotheloopbody.Whiletheconditionisnotture,endtheloopbody.我們能夠讓計(jì)算機(jī)識(shí)別，我們?nèi)hileP成立，程序要結(jié)束，我們可以用whileend來表示.循環(huán)體WHILE循環(huán)體WHILE條件循環(huán)體WEND(whileend)當(dāng)型循環(huán)語句滿足條件？引導(dǎo)學(xué)生采用類似的方法引導(dǎo)學(xué)生將直到型翻譯成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語言.滿足條件？滿足條件？循環(huán)體DO(做)循環(huán)體LOOPUNTIL條件直到型循環(huán)語句4.3運(yùn)行語句例2把例1的直到型循環(huán)框圖轉(zhuǎn)化為程序.1、教師將直到型語句寫在直到型結(jié)構(gòu)旁邊，并連線，告訴學(xué)生，這就是直到型循環(huán)語句.通過這樣的訓(xùn)練，使學(xué)生意識(shí)到程序和框圖是一一對(duì)應(yīng)的，寫程序只需把框圖翻譯成相應(yīng)的語句即可.而且對(duì)循環(huán)語句有了一個(gè)大體的印象，進(jìn)而可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和對(duì)比能力.解：程序框圖程序語言開始開始結(jié)束輸出SENDPRINTSDoS=s+iI=i+1LENDPRINTSDoS=s+iI=i+1Loopunitili>100S=0i=1循環(huán)體循環(huán)結(jié)構(gòu)2解釋計(jì)算機(jī)如何執(zhí)行當(dāng)型語句當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到do-loopunitil語句時(shí)，先進(jìn)行一次循環(huán)，然后判斷是否符合條件；符合，就執(zhí)行循環(huán)體；然后再檢查條件，如果仍然符合，再次執(zhí)行循環(huán)體，這個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行，直到某一次條件不符合為止.這時(shí)計(jì)算機(jī)將不執(zhí)行循環(huán)體，直接跳到循環(huán)體之后，執(zhí)行后面的語句.3直到性語句的標(biāo)志符號(hào)根據(jù)心理學(xué)原理，系統(tǒng)化的知識(shí)便于學(xué)生理解和記憶，也利于及時(shí)提取出來加以利用.因此，學(xué)生找出直到型循環(huán)語句以后，應(yīng)通過觀察，明確其結(jié)構(gòu)特征，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候總結(jié)出它的一般形式.方式：觀察循環(huán)語句，回答問題，找出循環(huán)語句的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).[探究]比較程序框圖和程序語句，回答下列問題：(1)循環(huán)結(jié)構(gòu)和哪一段語句對(duì)應(yīng)？當(dāng)型循環(huán)語句以什么開始，以什么結(jié)束？______________________________________________________________________(2)判斷框中的“循環(huán)條件”在循環(huán)語句中處于什么位置？______________________________________________________________________(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)中的“循環(huán)體”在當(dāng)型循環(huán)語句中處于什么位置？______________________________________________________________________(4)程序中每一條語句被執(zhí)行了多少次？______________________________________________________________________4.4追蹤語句影響程序結(jié)果的三要素是初始值、循環(huán)條件和循環(huán)體.要想透徹理解程序，必須從“變量的變化”入手，分析清楚每圈變量是如何變化的.為了突破這個(gè)難點(diǎn)，教師設(shè)計(jì)了這個(gè)直觀形象的填表題.操作方法：學(xué)生獨(dú)立填表，同桌討論，然后讓一位同學(xué)到黑板前填表.其他同學(xué)給與評(píng)價(jià). 累加變量計(jì)數(shù)變量第第5圈i=i+1第1圈第3圈第2圈=+1+1+1==第4圈+1=+1=第6圈+1=………………第100圈=+1s=s+i=+++==+=+=+=………………=+[思考]計(jì)數(shù)變量和累加變量的作用.________________________________________________________________學(xué)生通過填表，化抽象的字母為形象的數(shù)字，清楚了程序每一步中的每一個(gè)變量是怎樣變化的，從而能比較深刻的理解程序.這正是程序運(yùn)行的本質(zhì)所在.分析完之后，再及時(shí)總結(jié)出每個(gè)變量的作用，由感性性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)，從整體上把握程序，從而更深刻的認(rèn)識(shí)程序.此時(shí)，老師讓學(xué)生拿出手機(jī)，利用智能手機(jī)中的軟件“安卓的VB”讓學(xué)生自己體會(huì)，老師在黑板上自己輸入.然后按“分步”按鈕，讓學(xué)生體會(huì)并追蹤循環(huán)語句的變化特征.如圖所示4.5變式訓(xùn)練通過變式訓(xùn)練，可以使學(xué)生更深刻的理解循環(huán)語句，同時(shí)提高學(xué)生的思維品質(zhì).(1)初始值對(duì)程序的影響操作方法：在程中把初始值改為i=1,s=10,猜想結(jié)果如何，并運(yùn)行程序驗(yàn)證.學(xué)生先猜想，利用下圖手機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證.（2）循環(huán)條件對(duì)程序的影響，在程中把把循環(huán)條件改為i>10猜想結(jié)果如何，并運(yùn)行程序，（3）在程序中把循環(huán)體改為i=i+2，猜想結(jié)果如何，并運(yùn)行程序，加以驗(yàn)證.（