信息基礎(chǔ)及算法新授課課型體系

蔣毅非

隨著現(xiàn)代科技的日新月異，我們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的信息時(shí)代，信息無(wú)處不在，它出現(xiàn)和滲透在了我們生產(chǎn)和生活中的每個(gè)角落。

信息社會(huì)里，計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)控制的智能系統(tǒng)幾乎滲透到了人們工作、生活的所有領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)如此神奇，主要?dú)w功于算法及實(shí)現(xiàn)算法的計(jì)算機(jī)程序。

那什么是計(jì)算機(jī)算法呢？對(duì)于計(jì)算機(jī)裝置而言，算法通常是以一步接一步的方式來(lái)詳細(xì)描述如何將輸入或者預(yù)定初始值轉(zhuǎn)化為所要求的輸出的過(guò)程，或者說(shuō)，算法是對(duì)計(jì)算裝置中執(zhí)行的計(jì)算過(guò)程的具體描述。

算法是解決“做什么”和“怎么做”的具體步驟的描述。一個(gè)算法必須有有窮性、確定性，有零個(gè)或多個(gè)輸入、有一個(gè)或多個(gè)輸出 、可行性這五個(gè)特征。

算法的描述方法有自然語(yǔ)言、流程圖、和偽代碼等。算法的基本控制結(jié)構(gòu)包括順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。

我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生學(xué)習(xí)算法呢？因?yàn)樗惴ㄊ墙鉀Q問(wèn)題的重要手段，所以讓學(xué)生學(xué)好信息基礎(chǔ)，學(xué)好信息技術(shù)中的計(jì)算機(jī)算法是時(shí)代所需，是一個(gè)重要的任務(wù)。

為了讓學(xué)生更好的掌握信息基礎(chǔ)及算法，我們采取新授課課型體系。

什么是新授課課型體系呢，新授課課型體系主要是指教師在上課時(shí)采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法，在學(xué)生自主探究的基礎(chǔ)上結(jié)合小組協(xié)作，講練結(jié)合來(lái)突破重難點(diǎn)。

為什么要采用新授課課型體系呢？因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)課程中很多教學(xué)內(nèi)容具有概括、抽象、專業(yè)的特點(diǎn)，教師在課前準(zhǔn)備中感覺(jué)比較棘手，在教學(xué)過(guò)程中知識(shí)點(diǎn)容易講不透徹，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中也容易感到非?？菰铮y于理解，提不起興趣，這大大影響了教師教與學(xué)生學(xué)的效果。所以我們?cè)谑谡n時(shí)要把基本概念、原理與實(shí)際運(yùn)用有機(jī)結(jié)合，將抽象的知識(shí)形象化地表達(dá)，理論聯(lián)系實(shí)際，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率。

比如說(shuō)有一節(jié)教學(xué)任務(wù)是通過(guò)洗衣機(jī)的洗衣流程讓學(xué)生認(rèn)識(shí)算法并學(xué)會(huì)描述“洗滌算法”。

首先讓學(xué)生了解并描述一下日常手工洗衣的流程，然后再采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，讓學(xué)生根據(jù)算法的有窮性，確定性，由零個(gè)或多個(gè)輸入，有一個(gè)或多個(gè)輸出，可行性這五個(gè)特征描述出來(lái)洗衣機(jī)“快洗”模式的洗衣流程。

平日里手工洗衣的流程有以下四個(gè)步驟。1，在盛有衣服的盆中加入適量的水和洗衣粉，攪拌均勻。2，搓揉衣服。3，用清水漂洗。4，將衣服從盆里拿起，擰干。

以上步驟可以稱為“手工洗衣算法”。

洗衣機(jī)的洗衣流程實(shí)際上是對(duì)手工洗衣流程的模擬，是對(duì)“洗衣算法”的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)“手工洗衣算法”是無(wú)法直接讓機(jī)器完成的，因?yàn)闄C(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)的算法，必須具有一定的特征。算法中的每一個(gè)步驟必須有明確的定義。例如，某洗衣機(jī) 的“快洗”模式的洗衣流程如下 ：

算法是解決“做什么”和“怎么做”的具體步驟的描述。算法的特征主要包括有窮性，確定性等。所以上圖中的流程還不能稱為洗衣機(jī)的“洗衣算法”，因?yàn)槊恳徊經(jīng)]有定義洗衣機(jī)可以明確執(zhí)行的細(xì)節(jié)。以第二步“洗滌”為例，為這一步單獨(dú)設(shè)計(jì)的“洗滌算法”可以用自然語(yǔ)言描述如下：

2.1電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)30秒；

2.2停2秒；

2.3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)30秒；

2.4停2秒。

這樣，“洗滌算法”中的每一步，洗衣機(jī)都能夠理解和正確執(zhí)行，并且在有限的時(shí)間內(nèi)結(jié)束。

上面對(duì)“洗滌算法”采用了自然語(yǔ)言的描述方式。除自然語(yǔ)言外，也可以采用框圖和箭頭組成的流程圖來(lái)描述“洗滌算法”。如：

流程圖是最常用的算法的描述方法。流程圖的主要特點(diǎn)是清晰直觀。但是如果用流程圖來(lái)描述整個(gè)“快洗”模式的算法，圖就有些龐大。

還有一種可以用來(lái)描述算法的方法是偽代碼。偽代碼可以比較容易地由開(kāi)發(fā)人員轉(zhuǎn)換為能被機(jī)器執(zhí)行的指令?！跋礈焖惴ā钡膫未a描述如下。

i=0

WHILE i<5

電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)30秒

停2秒

電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)30秒

停2秒

i=i+1

通過(guò)這幾步循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解什么是算法，算法的特征是什么以及算法的描述方法都有哪些。

教師可以在課堂上布置一些思考與討論題，讓學(xué)生更深地理解算法的特征。

最后布置一些題對(duì)學(xué)生進(jìn)行鞏固測(cè)試。

所以通過(guò)以上學(xué)習(xí)內(nèi)容我們總結(jié)出，新授課課型體系的一般教學(xué)結(jié)構(gòu)包括教師教學(xué)環(huán)節(jié)和學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)兩個(gè)環(huán)節(jié)。

1.教師教學(xué)環(huán)節(jié)

（1）創(chuàng)設(shè)情境;（2）引導(dǎo)探究;（3）總結(jié)建構(gòu);（4）鞏固測(cè)試。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

（1）分析問(wèn)題：（2）自主探究;（3）自主建構(gòu);（4）總結(jié)提升

傳統(tǒng)的上課模式也就是老師單純地講，學(xué)生單純地聽(tīng)已經(jīng)不能滿足信息技術(shù)學(xué)習(xí)的需要，新授課課型體系可以讓學(xué)生更好地掌握信息基礎(chǔ)及算法。