高中信息技術(shù)教育中算法思維培養(yǎng)研究

謝艷梅

摘 要：在信息技術(shù)發(fā)展的推動下，算法思維能力越來越受到重視，成為學(xué)生的必備素質(zhì)之一。主要分析了高中信息技術(shù)中算法思維培養(yǎng)的方法，期望能夠?qū)崿F(xiàn)算法思維培養(yǎng)的目標，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù)；算法思維；方法

一、算法與算法思維的含義

1.算法

當前，計算機技術(shù)已應(yīng)用到各個行業(yè)和領(lǐng)域，對行業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展發(fā)揮了巨大的促進作用。人們在使用計算機時需要分析和處理問題，首先需要將文本語言通過一定的算法轉(zhuǎn)化為計算機語言，通過一定的模塊進行解決。算法就是一種指令，在輸入相應(yīng)的指令后，計算機就會給出一定的結(jié)果，這個過程和方法就是算法。

2.算法思維

算法思維是思維方式的一種，具有較強的邏輯性，其本質(zhì)是數(shù)學(xué)思維。擁有算法思維的人能夠?qū)?fù)雜問題簡單化，促進問題的解決。例如，有拖地、燒水、泡茶三件事情要做，拖地需要30分鐘，燒水需要5分鐘，泡茶需要3分鐘。在這個事件中，使用算法思維能夠讓人先燒水，同時拖地，水燒好之后停止拖地進行泡茶，這一系列事件所花費的時間其實只有拖地的時間，而如果不使用算法思維，會增加這幾個事件的時間?？梢?，算法思維是數(shù)學(xué)思維的一種，其中也包含了哲學(xué)思維，是人類智慧的體現(xiàn)。

二、高中信息技術(shù)教育中算法思維的培養(yǎng)意義

1.有利于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力

算法讓人體驗到事件的順暢解決，并且隨著算法的不斷優(yōu)化，人們能夠更好地探索未知事物，更好地解決實際問題。培養(yǎng)學(xué)生的算法思維能夠讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決數(shù)學(xué)問題，選擇更好的方法學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，做出科學(xué)的判斷。另外，數(shù)學(xué)思維也能夠讓學(xué)生感受生活的未知，提升數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。特別是對于一些領(lǐng)域，能夠通過計算機解決就表示其也能夠利用數(shù)學(xué)方法解決，這種方法也是可以運用的。

2.有利于提高學(xué)生的邏輯思維能力

算法思維的邏輯分析能力主要體現(xiàn)在思維的存在形式和規(guī)律中，例如一個人的說話方法、習(xí)慣等。只有具備良好的邏輯思維能力，才能夠讓其說話更科學(xué)合理。從算法的本質(zhì)看，其各個步驟都是有順序的，這也是算法的條件，對算法進行編輯能夠讓學(xué)生按照一定的邏輯分析問題，而不是雜亂無章，使問題條理化、結(jié)構(gòu)化。例如日常生活的時間分配、勞動分配等都能夠幫助人們更好地完成腦力勞動，高效地解決實際問題。

三、高中信息技術(shù)教育中算法思維的培養(yǎng)方法

1.設(shè)置相應(yīng)的問題情境

算法思維具有較強的問題性，只有在具體的問題情境中才能夠體現(xiàn)算法思維的重要性。因此，教師應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的問題情境，將學(xué)生引入問題情境，利用算法思維解決實際問題，進而培養(yǎng)思維能力。例如，在學(xué)習(xí)《信息加工與表達》時，教師就可以通過“韓信點兵”的例子讓學(xué)生自己設(shè)計算法進行計算，當然這有一定的難度，需要教師給予適當?shù)囊龑?dǎo)。這樣就容易讓學(xué)生理解計算機語言，并教會學(xué)生將問題的求解過程轉(zhuǎn)化為流程圖，更好地理解算法的概念，學(xué)會使用算法思維。

2.搭建問題結(jié)構(gòu)框架

例如，在學(xué)習(xí)《Photoshop》時，如果教師僅僅依靠說明書教學(xué)生“濾鏡”“摳像”等問題，學(xué)生很難學(xué)會實際操作。這時教師就可以設(shè)置具體的問題，構(gòu)建問題結(jié)構(gòu)，教師可以向?qū)W生演示名片的制作、廣告牌的制作等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生想為自己制作一張名片。同時，教師應(yīng)把任務(wù)分解，將不同的素材分層次體現(xiàn)，例如字體、背景、頭像等如何制作，讓學(xué)生掌握關(guān)鍵步驟的操作，注重引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考制作方法和步驟。最后教師要說明注意事項。這樣通過任務(wù)分解，讓學(xué)生構(gòu)建了一定的知識框架，一步步完成任務(wù)，符合了算法思維的要求，同時也培養(yǎng)了學(xué)生踏實的學(xué)習(xí)態(tài)度。

3.多符號表達算法過程

算法思維是一種思維形式。只有通過其他形象的媒介才能夠讓學(xué)生理解。在不同的算法層級中，會使用到不同的符號。例如在學(xué)習(xí)多媒體制作軟件時，教師就可以使用流程圖讓學(xué)生掌握作品的制作步驟，通過一些符號將抽象的步驟表達出來。當然，每個學(xué)生都對符號有自己的傾向，教師要支持和鼓勵學(xué)生使用自己的獨特表達方式，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的算法思維和能力。

4.幫助學(xué)生挖掘知識點背后的算法機制

學(xué)習(xí)不能淺嘗輒止，要觸及深層次的思維。例如，在統(tǒng)計英文單詞個數(shù)時，學(xué)生看到“I love English”時就會說出其中有三個英文單詞，但很少有學(xué)生會問“人的大腦是如何得到3這個數(shù)字的”。這時，教師就需要讓學(xué)生明白其中的算法思維，即字母后面出現(xiàn)了一個空格就被認為一個單詞。計算機思維的過程是通過代碼運行的，我們很難看到。因此，教師要善于挖掘知識點背后的機制，培養(yǎng)學(xué)生的算法思維。例如，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)排序時，教師可以利用學(xué)生的考試成績進行教學(xué)，展示給學(xué)生“總成績排名”的步驟，然后向?qū)W生展示其中的原理，即通過對比兩個數(shù)字，將大的放在前面，小的放在后面，通過兩兩比較后就能夠排序。

5.使用多元化的評價方式

在算法思維的培養(yǎng)過程中，教師可以使用多元化的評價方式促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)動機、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力等，多角度評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，更好地培養(yǎng)學(xué)生的算法思維。例如，在學(xué)習(xí)“信息資源管理”時，教師不僅要評價學(xué)生對管理方式的掌握，同時還要對學(xué)生的上課學(xué)習(xí)過程進行評價，讓學(xué)生學(xué)會將這些管理方式運用到實際學(xué)習(xí)和生活過程中。

算法思維的培養(yǎng)是高中信息技術(shù)教育的重要任務(wù)之一。在高中信息技術(shù)教育過程中，教師應(yīng)充分利用學(xué)科優(yōu)勢通過多樣化的方法和措施培養(yǎng)學(xué)生的算法思維，使學(xué)生感受到算法思維的魅力，促進其在日常學(xué)習(xí)和生活中應(yīng)用算法思維，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻：

[1]黃龍強.在高中信息技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生算法思維能力的研究[D].華中師范大學(xué)，2016.

[2]陳曉紅.普通高中信息技術(shù)教育中的算法思維培養(yǎng)策略研究[D].南京師范大學(xué)，2007.

編輯 高 瓊