探究式學(xué)習(xí)在算法設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉金玲　唐　棣

文章編號：1672-5913(2009)01-0069-02

摘要：本文通過對探究式學(xué)習(xí)方式的研究，提出了將之應(yīng)用于算法程序設(shè)計(jì)課程中，實(shí)踐表明探究式學(xué)習(xí)可以提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生探究、思考問題的學(xué)習(xí)習(xí)慣，使學(xué)生樂于去學(xué)習(xí)知識，掌握算法設(shè)計(jì)的技巧，并能將抽象的算法靈活應(yīng)用到實(shí)際的問題中。

關(guān)鍵詞：探究學(xué)習(xí)；建構(gòu)主義；算法設(shè)計(jì)；猜單詞；學(xué)習(xí)興趣

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 探究學(xué)習(xí)方式的優(yōu)點(diǎn)

探究式學(xué)習(xí)作為一種積極的學(xué)習(xí)方式，能促進(jìn)學(xué)生思維能力的最佳發(fā)展，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中探索問題，使得學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題，并通過思考、觀察、討論、調(diào)查、搜集與處理信息等一系列活動，獲得知識與技能，從中培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造能力。其核心是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生在情感、態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到發(fā)展，特別強(qiáng)調(diào)對學(xué)生探索精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

問題是學(xué)生探究的載體，好的問題能引起學(xué)生爭論，激發(fā)學(xué)生探究的欲望。只有通過分析問題、解決問題才能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，所以探究最好從一個能引起學(xué)生爭論的問題或是一個兩難的選擇開始。如何設(shè)計(jì)一個情景，從一個極具思辨性的問題材料出發(fā)是開展探究學(xué)習(xí)的前提條件，否則可能會適得其反。在任務(wù)的設(shè)計(jì)時應(yīng)注意：(1)所設(shè)計(jì)的問題必須能蘊(yùn)涵或體現(xiàn)學(xué)科相關(guān)的概念、原理和方法。(2)問題應(yīng)該是開放的、真實(shí)的或接近真實(shí)的，越接近生活就越具有調(diào)動力。

2 算法程序設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)

算法程序設(shè)計(jì)是一門晦澀難懂的課程，很多同學(xué)在學(xué)習(xí)初期就被抽象的概念和流程圖搞得暈頭轉(zhuǎn)向，從而失去學(xué)習(xí)這門課的興趣，使得整個課程的學(xué)習(xí)變得枯燥乏味，在學(xué)完這門課程之后根本不知道如何編程的情況比比皆是。然而算法卻是一門很重要的學(xué)科，涉及的范疇很廣，包括數(shù)學(xué)、工程學(xué)、心理學(xué)、生物學(xué)和管理學(xué)等許多學(xué)科，因此采用什么樣的方式學(xué)好這門課程變得非常重要。算法作為一門計(jì)算機(jī)課程，上機(jī)實(shí)踐是必不可少的過程，程序設(shè)計(jì)的前提是設(shè)計(jì)出好的算法，學(xué)會如何將現(xiàn)實(shí)的問題用正確、高效的算法來實(shí)現(xiàn)，才是這門課程要達(dá)到的目標(biāo)。

在算法課程中采用探究式學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，學(xué)生的思維活動被充分調(diào)動，在探究過程中教師以學(xué)生的問題為導(dǎo)向，采取雙向互動的原則。教師啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維和聚合思維，使學(xué)生處于一種不斷發(fā)散與聚合的創(chuàng)造性思維狀態(tài)，以此順利推進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)程。

3 探究學(xué)習(xí)在算法程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用

這里我們選取了一個猜單詞的探究實(shí)例，設(shè)置了兩種情況，一種是人與人的組合方式，也就是一個人給出單詞，告訴單詞的字母總數(shù)，另外一個人猜；第二種是人機(jī)方式，這種方式事先把單詞存儲到一個文件中，計(jì)算機(jī)隨機(jī)取出一個單詞，顯示單詞中字母的總數(shù)，然后猜單詞。這里我們設(shè)置猜的次數(shù)在4～10次之間，可以由猜詞一方設(shè)置。圖1和圖2列出了猜詞的幾個截圖。

下面給出教學(xué)的設(shè)計(jì)過程：

(1) 教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：了解算法設(shè)計(jì)的過程，能讀懂流程圖；理解編程的含義，培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。

過程與方法：通過猜單詞的過程，歸納利用計(jì)算機(jī)解決問題的基本思想方法。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過游戲方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣和熱情，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的強(qiáng)大魅力。

(2) 內(nèi)容分析

本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)是：從簡單問題出發(fā)，設(shè)計(jì)解決問題的算法，初步體驗(yàn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的過程。

教學(xué)重點(diǎn)：算法的實(shí)現(xiàn)及程序解決問題的方法。

教學(xué)難點(diǎn)：對算法的設(shè)計(jì)和編程的實(shí)現(xiàn)。

探究的過程：給出題目，讓學(xué)生探究在這個游戲中需要用到哪些算法知識點(diǎn)，該如何實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的內(nèi)容。

(3) 教學(xué)策略設(shè)計(jì)

同時讓學(xué)生參與提出問題，通過探究激發(fā)興趣。在學(xué)生討論后，引導(dǎo)學(xué)生回答所提出的各種問題，產(chǎn)生理性認(rèn)識。教—學(xué)活動的設(shè)計(jì)如圖3所示。

(4) 探究教學(xué)實(shí)踐的效果

通過探究學(xué)習(xí)方式突出了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，符合了新課程改革的要求，在整個教學(xué)過程中學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的“主角”，他們主動地學(xué)習(xí)，積極參與問題的分析、討論、交流、體驗(yàn)，在自主學(xué)習(xí)的氛圍中主動學(xué)習(xí)知識，增強(qiáng)了自主學(xué)習(xí)的意識，不僅掌握了應(yīng)學(xué)的知識，而且在實(shí)踐中體會到了學(xué)習(xí)的樂趣。這種自主學(xué)習(xí)的過程提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，提高了學(xué)生的自身素質(zhì)。

在探究教學(xué)過程中也還存在一些問題。由于學(xué)生知識掌握的程度不同，有些同學(xué)不能充分理解算法過程，但經(jīng)過大家的討論和交流使他們對知識有了一定的理解，為了進(jìn)一步掌握知識，可以給學(xué)生留下更多的探究空間，使他們通過自己的探究把問題解決，從而增強(qiáng)他們把課程學(xué)好的信心。

4 探究教學(xué)實(shí)踐的體會

算法程序設(shè)計(jì)是一門要求綜合運(yùn)用所學(xué)知識，強(qiáng)調(diào)動腦、動手的課程。在教學(xué)過程中采用探究式學(xué)習(xí)可以充分調(diào)動學(xué)生的主動性，使學(xué)習(xí)活動的強(qiáng)制性變得弱一點(diǎn)，把學(xué)習(xí)內(nèi)容變得生動而有趣，如紅綠燈的設(shè)計(jì)、五子棋等問題都可以作為探究實(shí)例。通過這些適宜探究的生活實(shí)例，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，而問題的最終解決可以增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的自信心，從而使學(xué)生喜歡算法的設(shè)計(jì)過程。在教學(xué)過程中抓住學(xué)生知識的自主建構(gòu)這一核心，對探究式學(xué)習(xí)進(jìn)行更加深入的理論層面思考，從而為實(shí)踐者提供一個更加深刻的思維框架。但探究式學(xué)習(xí)方法不是一把萬能鑰匙，不能一味地追求新穎而忽略課程特點(diǎn)和實(shí)際情況，在教學(xué)中要根據(jù)內(nèi)容掌握合適的度，否則可能會適得其反。

正如皮亞杰在評論教學(xué)方法時所說的皮亞杰在《教育往何處去》一文中所說，“所提倡的教學(xué)方法越好，教師的任務(wù)就越艱難，好的方法要求教師既要對他的學(xué)科和學(xué)生有高度專門化的知識，同時又要對他所從事的職業(yè)有真正的愛好”。好的總是難的，在算法與程序設(shè)計(jì)的探究式學(xué)習(xí)過程中還有很多問題需要我們在實(shí)際的課堂上進(jìn)行適度把握和適當(dāng)?shù)陌才?，從而使同學(xué)們真正掌握這門實(shí)用學(xué)科，將來可以應(yīng)用到其他學(xué)科的實(shí)際需要中。

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