基于算法實驗教學(xué)的高中數(shù)學(xué)優(yōu)課開發(fā)策略

任建寶 劉輝

【摘要】算法是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容，在算法的教學(xué)過程中結(jié)合上機實驗既是創(chuàng)新教學(xué)之舉，也與“一師一優(yōu)課，一課一名師”活動中的教學(xué)設(shè)計要求相吻合.在相關(guān)優(yōu)課的開發(fā)過程中，應(yīng)該注意自主性、探究性、互動性、合作性和評價性等策略.

【關(guān)鍵詞】算法;實驗教學(xué);高中數(shù)學(xué);優(yōu)課;策略

【基金項目】山西省教育科學(xué)“十三·五”規(guī)劃課題“基于算法的高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)研究”（GH-17306）;山西省教育科學(xué)“十三·五”規(guī)劃課題“提升區(qū)域教研的有效性策略研究”（課題編號：GH-17279）.

一、研究背景

“一師一優(yōu)課，一課一名師”是教育部主導(dǎo)的以信息化和現(xiàn)代化教育為背景，以“互聯(lián)網(wǎng)+教育”為前景的大型教學(xué)和研究活動，對全國各地信息化教學(xué)和教科研水平的提升有巨大作用.通過幾年的努力，國家“一師一課”平臺上擁有了上萬節(jié)優(yōu)課視頻，這些優(yōu)課包含了中小學(xué)所有學(xué)科，涵蓋了各學(xué)科的部分章節(jié)，為全國各地提供了較多的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，也有力地推動了各地教育信息化工作的進(jìn)展[1].2018年1月11日，教育部辦公廳發(fā)布了“2018年‘一師一優(yōu)課、一課一名師活動方案”（以下簡稱“方案”）[2]，啟動了新一輪的“一師一優(yōu)課，一課一名師”評選活動.方案中明確指出：“教師所提交的網(wǎng)上曬課內(nèi)容應(yīng)包括：一堂利用信息技術(shù)開展課堂教學(xué)的完整教學(xué)設(shè)計”.這就意味著曬課的教學(xué)活動中，必須使用信息技術(shù)，而且要將信息技術(shù)與教學(xué)活動深度融合.

二、算法實驗教學(xué)的意義

在高中數(shù)學(xué)的優(yōu)課開發(fā)中，可以與信息技術(shù)結(jié)合的案例有很多，比如，可以利用幾何畫板進(jìn)行動態(tài)圖形演示，利用幾何畫板進(jìn)行幾何體的旋轉(zhuǎn)與組合演示，利用圖形計算器可以讓學(xué)生參與圖形的繪制與零點的探究等.然而在新課標(biāo)的算法教學(xué)實踐中，算法雖然源于計算機編程，但在教學(xué)過程中讓學(xué)生進(jìn)行上機實驗的活動很少.受高考算法考查方式的導(dǎo)向、計算機機房與教師的編程水平的限制等原因，教師更偏向于從理論方面進(jìn)行算法的講解.所以教師可以以此為突破點，設(shè)計算法的實驗教學(xué)優(yōu)課，既與“方案”中的教學(xué)設(shè)計要求相吻合，又能起到創(chuàng)新教學(xué)的效果.

三、優(yōu)課開發(fā)策略

（一）自主性

在教學(xué)設(shè)計以及教學(xué)實踐過程中，要以學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生的自主發(fā)展.比如，可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，首先讓學(xué)生先自主學(xué)習(xí)算法知識，然后思考相關(guān)問題，在實驗課中讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行上機實驗，這樣可以保證學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間.在上機操作中也可以讓學(xué)生先行進(jìn)行上機實驗，學(xué)生有問題再進(jìn)行解答.總的說來就是在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知和意愿進(jìn)行學(xué)習(xí)和實驗，保證充足的自主學(xué)習(xí)和實驗時間，從而保證學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性.

（二）探究性

上機實驗的目的就是讓學(xué)生進(jìn)行探究.比如，算法中各種邏輯結(jié)構(gòu)的運行原理，各種運算符號的優(yōu)先級等.比如，循環(huán)結(jié)構(gòu)中的直到型和當(dāng)型循環(huán)是算法學(xué)習(xí)中的一個難點，通過上機實驗，可以讓學(xué)生輸入兩種結(jié)構(gòu)的程序代碼，通過改變條件得到不同的運算結(jié)構(gòu)，從這個過程中理解兩種模型的區(qū)別與聯(lián)系.再比如，運算符中的“/”和“＼＼”的區(qū)別，學(xué)生通過輸入不同的數(shù)字利用兩個符號分別進(jìn)行運算，探究兩種符號的作用.當(dāng)然，學(xué)生還可以通過上機驗證自己編寫好的程序，比如，驗證某一年是平年還是閏年，可以有多種方法，學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計的算法進(jìn)行上機驗證，探究其正確性.

（三）互動性

在實驗教學(xué)中，教師應(yīng)該與學(xué)生展開充分的互動.教師可以通過教學(xué)平臺展示學(xué)生的成果，也可以為學(xué)生展示典型的錯誤引發(fā)學(xué)生的注意.在學(xué)生有問題時及時給予解答和幫助.除此之外，教師應(yīng)該加強巡視，了解學(xué)生的掌握情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，為不同水平的學(xué)生制訂不同難度的任務(wù)，讓更多的學(xué)生被關(guān)注，從而達(dá)到注重學(xué)生差異，能調(diào)動不同層次的學(xué)生積極參與的目的.

（四）合作性

上機操作學(xué)生可能需要更多的幫助.在平時的教學(xué)活動中，學(xué)生有疑惑可以先跳過接著往下聽，但在上機操作中，一旦學(xué)生有一個符號輸錯，程序就可能不能運行，所以學(xué)生需要得到及時的幫助.教師除了自己對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)外，可以發(fā)揮小組合作的作用，將學(xué)生按信息技術(shù)能力和算法認(rèn)知水平的強弱進(jìn)行分組，在小組內(nèi)出現(xiàn)問題可以先在小組內(nèi)自行討論解決，萬一不能解決再請教教師，這樣可以降低教師的勞動強度，發(fā)揮學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力.

（五）評價性

“一師一優(yōu)課、一課一名師”活動優(yōu)課評價指標(biāo)中的一條評價指標(biāo)是：信息技術(shù)應(yīng)用能有效支持學(xué)生學(xué)習(xí)、師生互動和教學(xué)評價.這意味著信息技術(shù)在優(yōu)課中的一個重要體現(xiàn)是進(jìn)行教學(xué)評價.在傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行評價較難實現(xiàn)，但是在算法的上機實驗中，可以借助程序驗證系統(tǒng)對學(xué)生編寫的程序進(jìn)行運行和檢查，還可以借助考試系統(tǒng)隨機分發(fā)給學(xué)生試題，讓學(xué)生通過在線考試系統(tǒng)進(jìn)行答題，即時給出成績和評價.

四、結(jié)?語

將信息技術(shù)應(yīng)用于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)是一個非常具有研究價值的主題，而在算法模塊的教學(xué)過程中用上機實驗的方式進(jìn)行教學(xué)是一種比較有創(chuàng)新性的教學(xué)模式，如果將其應(yīng)用于優(yōu)課開發(fā)，應(yīng)用上述原則進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，則能使所開發(fā)的優(yōu)課符合新課標(biāo)的教學(xué)理念并且具備較強的創(chuàng)新性，也能為高中數(shù)學(xué)的實驗教學(xué)提供很好的范例.

【參考文獻(xiàn)】

[1]周清松.一師一優(yōu)課的問題及思考[J].中小學(xué)電教，2017（10）：18-20.

[2]教育部.教育部辦公廳關(guān)于開展2018年“一師一優(yōu)課、一課一名師”活動的通知[EB/OL].http：∥www.moe.gov.cn/srcsite/A06/jcys_jyzb/201802/t20180201_326327.html.