高中數(shù)學算法教學分析

冀友賢

摘 要：算法是我國古代教學中的重要特色，伴隨社會的進步和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，當前算數(shù)作為一種基礎的能力已經(jīng)成為當代人民的基本素養(yǎng)內(nèi)容。當前我國已經(jīng)將高中數(shù)學課中的課程標準將算內(nèi)容納入到高中數(shù)學教學中的必修內(nèi)容。可見算法的研究和分析具有實際意義，能夠為高中數(shù)學課程教學提供相關問題研究。文章主要介紹了算法的內(nèi)涵、算法的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容。最后文章針對高中數(shù)學的算法教學進行了教學方式的探討。

關鍵詞：高中數(shù)學；算法教學；教學分析

伴隨當前社會信息化進程的加快，算法教學在學生的思維能力訓練和邏輯思維的培養(yǎng)等方面具有不可比擬的重要作用，意義重大。經(jīng)過歷史的變革和發(fā)展，當前算法已經(jīng)成為教學課程中的一個嶄新領域，且算法教學已經(jīng)成為計算科學領域的重要教學基礎。可見算法已經(jīng)成為當前促進科學技術(shù)和社會發(fā)展的重要因素，公民對于算法的思想認識和認知已經(jīng)成為人民日常生活的重要內(nèi)容，作用顯著。因此我國在新型的數(shù)學教學課程改革過程中將算法納入到高中數(shù)學的教學課程中。

一、算法簡介

1.定義。從通俗的角度看來，算法的概念為人類進行某一項工作采用的方式和步驟。類似于樂譜，屬于一種歌曲演奏的算法形式，空調(diào)說明書主要為使用空調(diào)的人提供一種使用的算法。諸多文獻中將算法類比于食譜，計算機完成某些任務的過程被稱之為材料的輸入—通過算法的加工—形成結(jié)果的輸出過程。通過總結(jié)有關文獻，筆者總結(jié)出算法的概念：算法是針對某些類型問題給出的解決方式和計算的整體步驟，解決問題的步驟在算法的指引下具有明確、有效且機械形式的特點[1]。

2.特征。經(jīng)總結(jié)，算法的主要特征包含：第一，完整性，主要指算法是否覆蓋了問題的多有范圍，是否能夠解決問題的多種情況；第二，有窮性，算法在進行到某一個步驟時需結(jié)束，得出結(jié)果或者計算錯誤；第三，確定性，算法的每一個操作步驟都需明確，不可存在可變換性；第四，有序性，算法均是根據(jù)一定的程序?qū)⒏鱾€解決步驟進行連接，由此可以明確算法的程序；第五，可操作性，算法的步驟據(jù)需具有可操作性，由此通過計算機或者人工進行計算；第六，通用性。體現(xiàn)在算法解決問題的廣泛性，能夠解決同種類的多個問題。

二、算法的基本結(jié)構(gòu)

1.順序結(jié)構(gòu)。算法的順序結(jié)構(gòu)主要指其根據(jù)多個處理步驟來完成問題的解決，其中包含了大量的處理步驟，如圖1所示，當前所有的算法中軍事通過該種順序結(jié)構(gòu)來完成計算。

2.條件結(jié)構(gòu)。每一個算法中，勢必會存在不同條件的判斷問題，因此算法的流程主要根據(jù)條件是否成立的狀況來進行不同流向的管理，條件結(jié)構(gòu)便是處理此種過程的結(jié)構(gòu)類型，如圖2所示，通常算法的條件結(jié)構(gòu)包含兩個出口，一個出口為當條件成立的狀況。另一個出口則是當條件不成立的狀況。

3.循環(huán)結(jié)構(gòu)。在算法進行計算的過程中，常會遇見開始在某點且會根據(jù)一定的條件對某一個程序進行循環(huán)重復的執(zhí)行和處理，出現(xiàn)一個步驟多次進行的狀況，即為算法的循環(huán)結(jié)構(gòu)，且其中不斷循環(huán)重復的處理步驟被稱為循環(huán)體。如圖3所示，通常循環(huán)結(jié)構(gòu)中存在一個計數(shù)變量和一個累加的變量。計數(shù)變量的作用在于記錄計算步驟循環(huán)的總次數(shù)，累加變量作用在于計算整體輸出的結(jié)果。

三、高中數(shù)學算法的教學措施

1.算法含義教學。對高中生進行算法含義教學的目的在于使其能夠了解算法含義，且能夠使用自然語言對算法進行描述。教師在對學生進行教學的過程中切忌過于強調(diào)學生的記憶，而是需要在教學過程中遵循一定程序，可通過案例教學的方式使學生了解算法特征，并深入體會算法的整體思想。教師在對算法有關概念進行講述的過程中，需要詳細講解算法的兩個主要特點，即有限性和確定性，教學內(nèi)容需具有較強的條理性，教學生動[2]。針對教學方式的選擇，高中數(shù)學教師可采取螺旋上升和循序漸進的方式，由此來幫助學生深入理解算法。

2.算法程序教學。高中數(shù)學教師進行算法程序教學的目的在于使學生了解算法和程序語言之間的差異性，同時能夠理解算法整體流程圖，并可以通過流程圖對算法進行表示?？驁D表示法的作用在于顯示算法各個系統(tǒng)之間的關系，由此來明確表示算法的復雜系統(tǒng)之間的相關性。

3.算法語句教學。作為高中數(shù)學課程教學中的重點和難點，算法教學需要通過實例進行分析，幫助學生解決具體的算法問題和有關邏輯結(jié)構(gòu)問題，高中學?？筛鶕?jù)實際情況采取上機學習的方式來引導教學。數(shù)學教師在算法教學過程中需明確算法語句教學的重要性，明確此項訓練的目的在于提升學生對于算法的深入理解和把握[3]。

4.分散滲透算法思想教學。對高中學生進行分散滲透算法思想教學的目的在于將算法的有關內(nèi)容融入其他課程中，由此引導學生通過算法解決其他相關問題。由于高中教學中諸多課程的內(nèi)容具有相關性，且諸多通過概念、公式或者定理解決問題的過程均體現(xiàn)了算法的應用過程，且算法過程可以通過程序框圖或者程序語言進行表示。因此高中數(shù)學教師需要根據(jù)教材內(nèi)容，根據(jù)學生情況選取適當?shù)臐B透算法，可通過程序框圖來表示算法，幫助學生更好地理解算法思想。

四、結(jié)語

我國教學改革過程的重要特色體現(xiàn)在將算法教學納入高中數(shù)學課程中，該舉措有利于社會發(fā)展和學生的全面發(fā)展，算法的學習對當代學生而言具有十分重要的價值。文章通過分析算法的含義和特征，在綜合算法結(jié)構(gòu)的基礎上分析高中數(shù)學教師進行算法教學的相關措施。

參考文獻：

[1]呂艷鴻.高中數(shù)學新課程中算法教學現(xiàn)狀的調(diào)查與分析[J].亞太教育，2015，30：56.

[2]張洪兵.新課程背景下高中數(shù)學算法教學的應用[J].才智，2015，29：137.

[3]王莉莉.談高中信息技術(shù)與數(shù)學教學在算法內(nèi)容上的整合[J].學周刊，2014，35：117.

（作者單位：河北省衡水市第十三中學）