一、研究?jī)r(jià)值
(1)算法就是將解決問題的思維方式轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的步驟,從而使問題的解決邏輯化和一般
化。
(2)算法的引入可以有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的算法思想,構(gòu)建算法意識(shí),以“算法的視角”看待和解決問題,這將有利于他們未來的發(fā)明與創(chuàng)新。
(3)算法的引入可以訓(xùn)練學(xué)生的抽象思維和數(shù)學(xué)建模能力,提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力和意識(shí)。
(4)算法的引入可以提高學(xué)生的邏輯推理能力,幾乎在每章節(jié)的知識(shí)中都有體現(xiàn),成為貫穿中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科的一條主線,為學(xué)生一生的發(fā)展提供幫助。
二、高中數(shù)學(xué)新課程中算法教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查
1. 研究目的
根據(jù)《課標(biāo)》編寫的普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材從2003年在遼寧省使用。其中,算法第一次被寫入高中教材,這部分內(nèi)容在教學(xué)中的教學(xué)情況如何?師生們對(duì)這部分內(nèi)容的態(tài)度如何?教學(xué)中存在哪些問題?《課標(biāo)》中有關(guān)算法的理念在實(shí)際中貫徹得如何呢?帶著這些疑問,我對(duì)瓦房店若干學(xué)校進(jìn)行了較廣泛的調(diào)查,了解師生對(duì)課程中算法內(nèi)容的看法,并對(duì)部分教師進(jìn)行了訪談。
2. 研究方法及研究工具、研究對(duì)象
本研究主要采用調(diào)查研究、訪談和個(gè)別座談的方法。由于沒有現(xiàn)成的問卷可參考,在查閱文獻(xiàn),參考所在地教師意見和試測(cè)的基礎(chǔ)上,自制了學(xué)生問卷和教師問卷進(jìn)行研究。共發(fā)放學(xué)生問卷1100份,收回有效問卷1 017份,回收率92.5%。發(fā)放教師問卷85份,收回76份,回收率89%。
3. 研究?jī)?nèi)容及過程
主要考察以下幾方面問題:
(1)師、生對(duì)算法內(nèi)容的態(tài)度和認(rèn)識(shí)是怎樣的?(2)師、生對(duì)于算法概念的理解怎樣?(3)在算法教學(xué)中存在的問題是什么?在問卷的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)訪談提綱,對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行了深入了解,收稿日期為2008年9月7日。
三、結(jié)果與分析
1. 師、生對(duì)算法的態(tài)度和認(rèn)識(shí)
《課標(biāo)》中有關(guān)算法的理念得到了廣大師生的贊同,他們歡迎算法引入高中數(shù)學(xué)課程,認(rèn)同算法的教育意義。大部分教師對(duì)算法引入高中數(shù)學(xué)課程持肯定態(tài)度,認(rèn)為算法的引入是非常必要及必要的占被調(diào)查教師總數(shù)的66.7%。此外,教師對(duì)于算法的興趣也比較大,不喜歡的只占8.4%。師生也都普遍認(rèn)可算法的教育意義,在諸多意義中,師生最認(rèn)同的是算法體現(xiàn)數(shù)學(xué)與信息技術(shù)整合方面的意義,認(rèn)為算法能提高自己編程能力及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的學(xué)生占總數(shù)的61.8%,贊同這一理由的教師則占58.3,都超過了一半;最不認(rèn)同的是算法對(duì)古代數(shù)學(xué)知識(shí)的繼承,各占8.4%和12.9%。
2. 師生對(duì)算法概念的理解
訪談也印證了這一點(diǎn),被訪教師普遍認(rèn)可,算法體現(xiàn)信息技術(shù)應(yīng)用的意義和思維訓(xùn)練的意義。教師談道:“現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的發(fā)展這么迅速,在高中課程里學(xué)習(xí)算法,是在為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備,今后無(wú)論他是升學(xué)還是就業(yè),都有好處?!睂?duì)于這部分內(nèi)容教學(xué)的課堂氣氛,教師反映較好,普遍認(rèn)為,由于同學(xué)對(duì)具體的算法問題理解不同,會(huì)出現(xiàn)各種不同的見解,各種不同的算法,由于在課堂上不能當(dāng)時(shí)通過計(jì)算機(jī)驗(yàn)證,對(duì)有些算法,只能討論其可行性,課堂上爭(zhēng)論比較常見,氣氛相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容更為活躍,更為開放。有些學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣得到了前所未有的提高,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
3. 師、生對(duì)算法應(yīng)用的認(rèn)識(shí)
算法在計(jì)算機(jī)和相關(guān)數(shù)學(xué)內(nèi)容中的應(yīng)用很差。算法進(jìn)入高中數(shù)學(xué)課程,其中有兩個(gè)重要的原因:一是可以與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合;二是它的廣泛應(yīng)用性。
《課標(biāo)》在必修三的模塊中指出:“本模塊的算法是將數(shù)學(xué)中的算法與計(jì)算機(jī)技術(shù)建立聯(lián)系,在條件允許的學(xué)校,使學(xué)生能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。”“算法除作為本模塊的內(nèi)容外,其思想方法應(yīng)滲透在高中數(shù)學(xué)課程其他有關(guān)內(nèi)容中,鼓勵(lì)學(xué)生盡可能地用算法解決相關(guān)問題?!倍趯?shí)際中,這兩點(diǎn)則表現(xiàn)得很不盡人意,在學(xué)習(xí)算法之前,共有60.5%的學(xué)生沒有接觸過程序設(shè)計(jì),余下的學(xué)生雖然接觸過程序設(shè)計(jì),但也不夠熟悉。在教學(xué)中,只有1/3的學(xué)生用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過算法,而教師中這樣做的也不到50%。
教師介紹說:“教學(xué)中學(xué)生集體沒有進(jìn)行過上機(jī),都是在教室里演示,基本上每節(jié)課都使用計(jì)算機(jī),有些相對(duì)簡(jiǎn)單的可以立即編程序進(jìn)行驗(yàn)證,另外一些算法是需要不斷修改和改進(jìn)的,則不能夠當(dāng)堂課解決?!睂?duì)于《課標(biāo)》中要求的將所學(xué)算法應(yīng)用到其他數(shù)學(xué)內(nèi)容中,調(diào)查顯示,實(shí)際教學(xué)中有92%的學(xué)生未曾把算法應(yīng)用到其它內(nèi)容中,有73.3%的教師沒有做過。
教師在教學(xué)中獲得的支持不足,教師在教學(xué)中的困難,缺乏課程資源是其中最大的問題,占被調(diào)查教師的66.7%,其次是缺乏指導(dǎo),占50%,學(xué)生不理解排在第三位。訪談中,對(duì)于教學(xué)中的困難,教師反映最大的問題就是課程資源缺乏問題。如教學(xué)參考、資料不到位,沒有合適的參考資料或雖然有參考書但沒起到參考作用。還有許多教師提到計(jì)算機(jī)問題,如“學(xué)校條件不夠,不能安排學(xué)生上機(jī)操作”,“課程中沒有安排學(xué)生上機(jī)操作,學(xué)生沒有感性認(rèn)識(shí)”。
所以數(shù)學(xué)教師應(yīng)在計(jì)算機(jī)教師的配合協(xié)助下進(jìn)行算法教學(xué)更有效,因?yàn)閿?shù)學(xué)教師的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)不能完全滿足算法課程的實(shí)施,所以由計(jì)算機(jī)教師配合協(xié)助數(shù)學(xué)教師,共同完成算法教學(xué)(尤其是上機(jī))是合理的,也是必要的。歸根結(jié)底,在“數(shù)學(xué)探究”,“數(shù)學(xué)建模”,“數(shù)學(xué)文化”等新的教學(xué)活動(dòng)中算法也可以融入其中,教師可以向?qū)W生提供相關(guān)的推薦課題、背景資料和示范案例,通過學(xué)生研究算法的相關(guān)知識(shí),幫助學(xué)生設(shè)計(jì)自己的課題作業(yè)或?qū)n}總結(jié)報(bào)告,從而培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行積極的、有意義的、富有創(chuàng)造性的開發(fā)與探索。
(大連瓦房店第六高中)