信息技術(shù)常態(tài)課中對(duì)小學(xué)生算法思維的培養(yǎng)

杭曉峰 鈕桂娟

[摘 要]

在教學(xué)小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科課程的同時(shí)，教師應(yīng)注重將算法思維主線貫穿于整個(gè)教學(xué)過程。結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)材料，從處理一般問題出發(fā)，提高學(xué)生算法思維的條理化、邏輯化和程序化的能力，從而找到解決相似問題的方法，讓課堂走出“技術(shù)應(yīng)用”的困惑。

[關(guān)鍵詞]

小學(xué)信息技術(shù);算法思維;問題解決

我國(guó)小學(xué)階段一直都在尋找著相同類型的解決問題的最好的辦法，從而達(dá)到最好的效果?！八惴ㄋ季S”簡(jiǎn)單地說，就是解決問題的一種方法以及步驟，“算法思維”強(qiáng)調(diào)的是解決問題的條理化、邏輯化以及程序化，注重的是解決問題的一般性。計(jì)算機(jī)的誕生為人類的探索添加了一個(gè)重要的工具，對(duì)大家研究問題的方法和能力產(chǎn)生了很大的影響?！八惴ā笔怯?jì)算機(jī)板塊的重要基礎(chǔ)，它無論在科學(xué)技術(shù)與社會(huì)發(fā)展中都起到了非常重要的作用?！八惴ㄋ季S”是“計(jì)算思維”的重要組成部分，特別是在當(dāng)下的信息如此發(fā)達(dá)的多元化時(shí)代，顯得更加的重要。

算法是小學(xué)時(shí)期數(shù)學(xué)學(xué)科的必修課程內(nèi)容，但是現(xiàn)如今，信息技術(shù)學(xué)科課程的體系與內(nèi)容在小學(xué)中嚴(yán)重缺乏對(duì)算法思維的培養(yǎng)重視程度。所以，如何從培養(yǎng)算法的思維開始出發(fā)，并結(jié)合學(xué)校的現(xiàn)實(shí)教學(xué)材料，如何從處理實(shí)際問題開始出發(fā)，找到處理問題的方法，如何讓課堂走出“技術(shù)應(yīng)用”的困惑。如何讓培養(yǎng)算法的思維主線能夠貫穿整個(gè)教學(xué)課程，從而打造出學(xué)科的靈魂本體，這些都是每一位信息技術(shù)教師需要主要進(jìn)行思考的問題。本文從四個(gè)角度對(duì)這些問題進(jìn)行說明與分析。

一、從軟件的基礎(chǔ)應(yīng)用當(dāng)中找出算法題材

計(jì)算機(jī)的發(fā)明，是為了能夠讓人們從比較繁瑣、復(fù)雜的勞動(dòng)中解脫出來。Windows 系統(tǒng)的操作流程能夠讓人更容易理解，也更加地便于操作，易于用戶更加快速地學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)。當(dāng)要處理的信息比較多的時(shí)候，視窗操作的局限性就顯露的比較明顯。比如：在“應(yīng)用軟件的設(shè)置”當(dāng)中，用戶要通過窗口進(jìn)行操作，需要頻繁地點(diǎn)擊“單選”等選項(xiàng)。如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)Windows服務(wù)器的IIS有一千個(gè)網(wǎng)站要統(tǒng)一進(jìn)行修改所有網(wǎng)站的參數(shù)，那么通過窗口的方式操作，要重復(fù)點(diǎn)擊幾千次的鼠標(biāo)，這將是一個(gè)非常繁重的機(jī)械重復(fù)動(dòng)作。此類操作可以通過修改文本配置的方法進(jìn)行有效的處理，而且還能化繁為簡(jiǎn)，縮小步驟的繁瑣程度，減少錯(cuò)誤率，UNIX系統(tǒng)通常都會(huì)以文本的形式來保存軟件的配置，自帶VI等文本編輯軟件，功能多元化并且還能使用正則表達(dá)式來進(jìn)行查找替換，這種操作形式深受程序員們的喜愛。所以，教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行 WORD 教學(xué)的時(shí)候，教師可以通過找出教材里的“查找”“替換”功能，來作為培養(yǎng)學(xué)生算法思維的教學(xué)內(nèi)容。

比如：在教學(xué)中，在一篇 WORD 的文章里，要把所有的“我”改成“他”，把“我們”改成“你們”。教師要先給學(xué)生講述明白， WORD 的讀取功能，如果先進(jìn)操作，把“我”替換成“他”，那么軟件會(huì)將文章里所有的“我們”都會(huì)變成“他們”。所以在進(jìn)行替換“我們”變?yōu)椤澳銈儭钡臅r(shí)候，直到查找不到要替換的詞匯。從而可以延伸到拓展，讓學(xué)生考慮好，有沒有思路把 word 文章中出現(xiàn)的素質(zhì)一次性全部刪除？小學(xué)生的思想認(rèn)知大多在此階段還沒有成形，但是在大多數(shù)小學(xué)生，對(duì)于新奇的事物還是非常有好奇心的，而且有自己的解惑興趣，所以教師要有自己的耐心，要為學(xué)生一點(diǎn)點(diǎn)地講解。通過這種簡(jiǎn)單的例子，能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到和學(xué)的選擇步驟的重要性，為以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。再比如：教師進(jìn)行 Power Point 教學(xué)的時(shí)候，如果學(xué)生就是單純地想要學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的技術(shù)應(yīng)用，肯定是非常枯燥的，因?yàn)镻PT的教學(xué)內(nèi)容無論何時(shí)都是相差無幾的。所以，教師從培養(yǎng)學(xué)生的算法思維開始出發(fā)，可以將“母版——模板——幻燈片”三者比作一脈相承的關(guān)系。學(xué)生只有明白當(dāng)中的概念本質(zhì)，才能更好地制作出優(yōu)質(zhì)的幻燈片。

二、從實(shí)際問題解決中培養(yǎng)學(xué)生的算法意識(shí)

算法思維比較注重的是解決問題的一般性，講究解決相類似的一類問題。在信息技術(shù)當(dāng)中，“信息獲取”這一章節(jié)中，大多數(shù)的教師在進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，基本都是直奔搜索引擎、輸入關(guān)鍵詞、下載技巧等主要知識(shí)，這樣很容易讓學(xué)生養(yǎng)成盲目進(jìn)行收集的習(xí)慣。信息時(shí)代面對(duì)大量信息儲(chǔ)存，掌握獲取信息的一般方法就顯得非常重要。所以，本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)就要鞏固起處理實(shí)際問題的基礎(chǔ)，讓學(xué)生清楚地了解到信息的需求與來源，并要驗(yàn)證信息來源的可靠性。教師要幫助學(xué)生建立起一套信息獲取的一般方式，這樣有助于幫助學(xué)生們培養(yǎng)出良好的搜索習(xí)慣，快速查找到有用的信息。小學(xué)生大多數(shù)對(duì)于所有事態(tài)的認(rèn)知都是未知的，所以教學(xué)的時(shí)候，教師如果能創(chuàng)造出真實(shí)的情景，讓學(xué)生從現(xiàn)實(shí)中感到迫切的需要，從解決問題開始出發(fā)，不但能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能有助于加深學(xué)生對(duì)其知識(shí)點(diǎn)的理解。

比如：可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出“如果學(xué)生在某個(gè)旅行社進(jìn)行工作，某單位準(zhǔn)備組團(tuán)去古鎮(zhèn)旅行，這時(shí)候需要學(xué)生提供旅行景點(diǎn)的路線圖以及價(jià)位來提供參考”。當(dāng)教師說完之后，學(xué)生會(huì)馬上把自己的立場(chǎng)轉(zhuǎn)化成旅行社的員工立場(chǎng)，并制定方案。而教師要提醒學(xué)生，在旅行社工作的人員，這種電話會(huì)每天都能接到很多個(gè)，應(yīng)該早就總結(jié)出了一套方法能夠提高工作效率。通過這樣的方式幫助學(xué)生建立出（確定信息需要——確定信息來源——抓住信息重點(diǎn)——評(píng)定信息）一套獲取信息的方式。教師也能夠從另一個(gè)角度來培養(yǎng)學(xué)生，把問題從繁化簡(jiǎn)。當(dāng)接到“旅游業(yè)務(wù)”之后，教師可以讓學(xué)生把這個(gè)繁瑣的問題，歸為幾個(gè)小問題，然后逐個(gè)去處理，比如歸類成“景點(diǎn)路線”“住宿問題”“用餐標(biāo)準(zhǔn)”“交通方式”等小問題。教師在教學(xué)過程里，可以運(yùn)用小組合作為探究的方法從而展開教學(xué)，讓學(xué)生自己選擇感興趣的小問題在網(wǎng)上自行查找資料，然后每一個(gè)小組總結(jié)出各自的旅行方式以及價(jià)位，教師總結(jié)哪個(gè)小組設(shè)計(jì)出的計(jì)劃最合理。

這樣能夠讓學(xué)生把學(xué)習(xí)的知識(shí)貼近生活且運(yùn)用到生活里，這樣更有助于學(xué)生的知識(shí)吸收。

三、從程序設(shè)計(jì)中體驗(yàn)出算法的價(jià)值

“算法與程序設(shè)計(jì)”的學(xué)習(xí)當(dāng)中，教學(xué)不能把算法單單地想象成程序語言的學(xué)習(xí)和程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，而是要讓學(xué)生理解且體會(huì)到算法的思維，理解到算法的重要性與可靠性。從而加強(qiáng)學(xué)生邏輯思維的調(diào)理性。教師在運(yùn)用“農(nóng)夫過河”“雞兔同籠”等常見且經(jīng)典的故事、激起學(xué)生的興趣并且?guī)胍脮r(shí)，應(yīng)該要從通過簡(jiǎn)單的例子以不同的算法、不同的數(shù)據(jù)測(cè)試對(duì)比中，直觀地讓學(xué)生感受到算法的執(zhí)行效率。讓學(xué)生親自感受到這一類問題采用合理算法的必要性。

比如：一些簡(jiǎn)單的數(shù)列求和，這樣可以采用直接相加的方式就能很快地處理，但是要解決一類連續(xù)自然數(shù)求和問題，可以運(yùn)用“S：=S+I”的程序算法。再比如：在數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)習(xí)過程中，小學(xué)生對(duì)于搜索字段的關(guān)鍵詞重要性認(rèn)識(shí)比較模糊，教師可以建立出一個(gè)幾萬條記錄的表格，并對(duì)同一字段進(jìn)行搜索的前后查詢時(shí)間進(jìn)行清晰的對(duì)比，讓學(xué)生感覺到搜索字段的成效，讓他們真正地理解到“算法”就是“速度”，而“速度”就是“效率”。

四、同數(shù)學(xué)模型類比中提高學(xué)生算法思維

數(shù)學(xué)中小學(xué)時(shí)期的方程也是人們?yōu)榱私鉀Q這一類的問題所建立出來的模型與方法。在信息課堂上，如果教師能夠科學(xué)地發(fā)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的教材與數(shù)學(xué)方程模型進(jìn)行類比，或者是通過教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中的小小改變，讓學(xué)生在掌握信息技術(shù)的時(shí)候，還能加深對(duì)數(shù)學(xué)模型的理解和構(gòu)建。比如：在信息編程加工中，說明了算法的概念，很多教師可能是因?yàn)閷W(xué)生在小學(xué)時(shí)期還小的原因，教師并不是很重視概念的問題，但是學(xué)生在沒有任何知識(shí)構(gòu)建的時(shí)候，只能通過一遍遍的演練才能在心里有一個(gè)大概的模框。所以，教師可以把數(shù)學(xué)中解開一元二次方程的例子進(jìn)行引入。讓學(xué)生進(jìn)行思考，在教授“數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體之間的關(guān)系”的時(shí)候，進(jìn)行一對(duì)一的映射，就能用方程來幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架。

總而言之，算法是計(jì)算思維的基礎(chǔ)，也是核心。所以，如何充分地挖掘出最合理的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出最合理的教學(xué)方案，是每一位信息技術(shù)教師主要研究的課題。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]張?jiān)品?常態(tài)課也可以上得精彩——以一堂初中英語課為例[J].江蘇教育研究，2012（7）.

[2]王榮良.計(jì)算思維對(duì)中小學(xué)信息技術(shù)課程的影響初探[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2012（27）.

（責(zé)任編輯：張華偉）