高中數(shù)學“算法初步”的教育價值

曹娜娜 趙華新

摘 要：隨著高速信息化時代的發(fā)展。我國教育信息化程度也越來越高，數(shù)學課程與信息技術的整合逐漸成為數(shù)學課程發(fā)展的新的趨勢之一。算法作為計算機的基礎和數(shù)學及其應用的重要組成部分，已成為公民必備的一種數(shù)學素養(yǎng)。高中數(shù)學引入“算法初步”，有其積極的教育價值。

關鍵詞：算法初步；教育價值

中圖分類號：G633.6文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）09-0045-01

一、算法的概念

“算法”一詞中文來源于《周髀算經(jīng)》，而英文名稱algorithm來源于9世界數(shù)學家阿爾·花拉子米，原意為阿拉伯數(shù)字的運算法則?；ɡ用自跀?shù)學上首次提出算法概念，到18世紀才演變?yōu)楝F(xiàn)在的寫法。隨著數(shù)學的深入發(fā)展，計算機的普及，算法被賦予更高的意義與價值，但對于算法的定義，目前學術界還沒有統(tǒng)一的定義。

在《Oxford Concise Dictionary of Mathematics》中對算法的解釋是：A precisely described routine procedure that can be applied and systematically followed through to a conclusion.即算法是一個精確描述的且具有實用性的程序步驟，可以系統(tǒng)地執(zhí)行一個結(jié)論。

《新課標解讀》認為“機械地按照某種確定的步驟行事，通過一系列簡單計算操作，完成復雜計算的過程，被人們稱為‘算法過程?！?/p>

綜合來看，算法可以理解為解決某類問題所采取的明確的、有限的方法或步驟。

二、高中數(shù)學“算法初步”的課程設置

2003年，我國數(shù)學教育第一次把算法引入高中數(shù)學課程，“算法初步”安排在高中數(shù)學必修三中，課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下（以北師大版為例）：

第一節(jié)為算法的基本思想。通過簡單的例子，使學生對算法有了初步的了解，并能體會算法思想的文化價值。

第二節(jié)為算法框圖的基本結(jié)構(gòu)及設計，其中算法的三種結(jié)構(gòu)學習為教學重點。使學生對算法在計算機上的實現(xiàn)有初步的了解。

第三節(jié)為幾種基本語句。重點介紹了條件語句與循環(huán)語句，學生能寫出一個簡單算法的語句。

通過對教材的學習，希望學生體會算法的程序化思想，而不是簡單呈現(xiàn)一些算法。在教學的過程中滲透算法思想，注重與信息技術的整合。

三、算法初步的教育價值

“算法初步”自進入高中數(shù)學課程，便引起了廣大研究者的注意，其教育價值也越來越明顯，體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）算法思想是高中生必備的一種數(shù)學素養(yǎng)

隨著人類社會進入信息化時代，信息技術與數(shù)學關系更加緊密。算法作為計算科學的重要基礎及數(shù)學的重要組成部分，在社會發(fā)展與科學技術的進步中起著越來越大的作用，算法思想成為現(xiàn)代人必備的數(shù)學素養(yǎng)。對于高中生而言，為了適應時代的發(fā)展，需要不斷提升數(shù)學素養(yǎng)，而《新課標》將“算法初步”引入高中數(shù)學課程，有利于高中生數(shù)學素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升。

（二）培養(yǎng)學生思維能力的著力點

算法具有概括性、抽象性和精確性的特點，對中學生而言，從算法的分析，算法的實現(xiàn)到算法的優(yōu)化的一個過程，就是數(shù)學思維的一個提升過程。算法的每一個執(zhí)行過程都在預設中，并且可以根據(jù)當前時刻的活動推算出下一步的活動，設計算法時，不斷思考，使得算法最優(yōu)化，有助于對思維的條理性與邏輯性的培養(yǎng)。高中“算法初步”的引進，是對于學生良好思維能力的培養(yǎng)，也是高中數(shù)學課程中對學生思維能力培養(yǎng)的一個著力點，教師可以在教學過程中不斷滲透算法思想，進而提高學生的數(shù)學思維能力。

（三）實現(xiàn)與高等教育的銜接

算法作為一個全新的課題被引入到中學數(shù)學課堂，教師在教學過程中需不斷滲透算法思想，并且與信息技術的整合也勢在必行。比如在用二分法求方程的近似解，可以用計算機語言實現(xiàn)，如用C語言很容易求得方程的近似解，教師可以在教的過程中，編寫算法程序，讓學生切實感受到計算機語言的強大功能。而高等教育中，尤其是數(shù)值計算類課程及計算機專業(yè)課程，需要學生靈活的算法思想及數(shù)學頭腦，將BASIC等計算機基礎語言滲透到高中數(shù)學教學中，是高等教育與初等教育的銜接點，實現(xiàn)初等教育與高等教育的接軌。

（四）體現(xiàn)一定的文化價值

算法思想是我國古代數(shù)學的主要特征，比如在《九章算術》、《周髀算經(jīng)》等都蘊含著豐富的算法思想，尤其是《九章算術》開創(chuàng)了中國古代數(shù)學構(gòu)造性和機械化的算法模式，并貫穿于我國古代數(shù)學發(fā)展的全過程之中，算法思想的發(fā)展過程，就是數(shù)學文化的形成過程，在現(xiàn)代高中數(shù)學中引入算法，其實也是數(shù)學文化的吸收與發(fā)展過程。

四、小結(jié)

總之，高中數(shù)學“算法初步”的引進，有著積極的教育價值，教師在教學過程中，需滲透算法思想，培養(yǎng)學生的算法意識，體現(xiàn)算法的文化意義與價值。

（作者單位：延安大學數(shù)學與計算機科學學院）

參考文獻：

[1]Christopher Clapham.Oxford Concise Dictionary of Mathematics[M].（Second Edition）.New York：Oxford University Press，1996：5.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學課程標準（實驗稿）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[3]李建華.算法及其教育價值[J].數(shù)學教育學報，2004，13（4）：46-47.

[4]費泰生.算法及其特征[J].數(shù)學通訊，2004，（7）：2-3.