計(jì)算思維指導(dǎo)下的高中算法設(shè)計(jì)教學(xué)與實(shí)踐

俞靈杰

摘要：隨著素質(zhì)教育的不斷發(fā)展進(jìn)步，在高中教育階段不僅僅注重學(xué)生自身基礎(chǔ)知識的掌握和夯實(shí)，更應(yīng)是應(yīng)當(dāng)從學(xué)生未來發(fā)展的角度出發(fā)，促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的不斷提升。本文從計(jì)算機(jī)思維對于學(xué)生的幫助的角度出發(fā)，結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐，對于計(jì)算機(jī)思維指導(dǎo)下的高中算法設(shè)計(jì)教學(xué)做出了一些探索實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)思維;算法與程序設(shè)計(jì);教學(xué)實(shí)踐

著名前微軟董事長兼CEO比爾蓋茨曾經(jīng)說過：“編程可以幫助拓展你的思維，養(yǎng)成良好的思維方式，并且?guī)椭闼伎?。這種思維方式是適用于所有領(lǐng)域的思維方式?！北葼柹w茨所說的思維方式就是計(jì)算機(jī)思維，計(jì)算機(jī)思維不僅僅可以鍛煉學(xué)生的邏輯思維、批判思維能力，更是可以讓學(xué)生在日常解決問題的過程中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式，并且將這種思維方式融入到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)過程中，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

1 計(jì)算機(jī)思維對于學(xué)生的教育意義

1.1 促進(jìn)創(chuàng)新，拓展思維方式

計(jì)算機(jī)思維顧名思義就是通過學(xué)生熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)這一工具機(jī)型解決問題的思維方式，在高中階段利用計(jì)算機(jī)解決問題不僅僅是通過簡單的網(wǎng)絡(luò)搜索進(jìn)行資料查詢，更是需要通過編程、程序設(shè)計(jì)等方式進(jìn)行，程序設(shè)計(jì)不僅僅要求學(xué)生具備較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)素養(yǎng)，還需要學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮膯栴}具象化，進(jìn)而寫入到程序中，幫助學(xué)生進(jìn)行問題的解決。編程實(shí)質(zhì)上就是將思維可視化的過程，教師通過計(jì)算機(jī)思維的培養(yǎng)能夠讓學(xué)生在編程過程中逐漸的找出自身的思維漏洞，并且不斷的補(bǔ)足和完善。其次，計(jì)算機(jī)思維更是一種創(chuàng)新思維，計(jì)算機(jī)思維不局限于傳統(tǒng)的思維模式，而是需要學(xué)生字啊解決問題的過程中進(jìn)行創(chuàng)造性的問題解決，這不僅拓展了學(xué)生解決問題的角度，更是可以驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)的進(jìn)行問題的探究解決。

1.2 工程思維，驅(qū)動(dòng)綜合提升

程序的設(shè)計(jì)編程可以說是一個(gè)系統(tǒng)的工程，不論是大項(xiàng)目還是學(xué)生設(shè)計(jì)的小游戲，都需要程序各個(gè)部門之間嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐浜虾瓦\(yùn)行才能夠保證整個(gè)程序的有效運(yùn)行。因此，計(jì)算機(jī)思維可以看成是一種工程思維，工程思維的典型特征就是嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，這就需要學(xué)生在程序設(shè)計(jì)的過程中能夠?qū)τ谧陨碜髌返倪壿嬓杂谐浞直ＷC的同時(shí)也能夠減少整個(gè)程序BUG的出現(xiàn)，保證程序的嚴(yán)謹(jǐn)性。另一方面，計(jì)算機(jī)思維更是一種綜合性應(yīng)用的思維，計(jì)算機(jī)思維不僅僅鍛煉了學(xué)生的計(jì)算機(jī)素養(yǎng)，更是在編程過程中涉及了數(shù)學(xué)、英語等多學(xué)科的知識，這些知識的運(yùn)用十分有助于學(xué)生綜合運(yùn)用知識能力的提升。

2 計(jì)算機(jī)思維指導(dǎo)下的高中算法設(shè)計(jì)教學(xué)策略

2.1 情景創(chuàng)設(shè)，啟發(fā)計(jì)算機(jī)思維

高中算法與程序設(shè)計(jì)課程的案例內(nèi)容是和學(xué)生自身的實(shí)際生活息息相關(guān)的，因此筆者就會(huì)借助學(xué)生生活中的實(shí)際情景來進(jìn)行課堂的導(dǎo)入，這樣不僅有利于降低學(xué)生的知識陌生感，更是可以讓學(xué)生在熟悉的情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性。例如，筆者在“順序結(jié)構(gòu)”這一知識點(diǎn)教學(xué)過程中，就會(huì)通過情境來引導(dǎo)學(xué)生理解順序結(jié)構(gòu)：“現(xiàn)在有兩個(gè)桶，一個(gè)桶能夠裝7升水，另一個(gè)桶則能裝5升水，怎么利用這兩個(gè)桶兩處6升水？”然后讓學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，學(xué)生在這一個(gè)熟悉的數(shù)學(xué)問題的情境中進(jìn)行分析探究，不僅僅能夠深刻地理解算法對于程序設(shè)計(jì)的重要性，更是明白了操作步驟順序的重要性。

2.2 問題分析，鞏固計(jì)算機(jī)思維

問題分析能力是計(jì)算機(jī)思維的臨沂大重要的內(nèi)容，教師在進(jìn)行教學(xué)的過程中教師應(yīng)當(dāng)積極的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題分析，這樣才能夠逐步的明確學(xué)生解決問題的思路，讓學(xué)生遵循著分析問題的思路進(jìn)行問題的解決。例如，筆者在進(jìn)行“循環(huán)結(jié)構(gòu)”這一知識點(diǎn)教學(xué)的過程中，筆者就會(huì)舉出經(jīng)典的“水仙花數(shù)”來讓學(xué)生進(jìn)行問題的分析，想要尋找出水仙花數(shù)，就必須要將一個(gè)整體的進(jìn)行拆分然后進(jìn)行重新計(jì)算，因此筆者就會(huì)讓學(xué)生自主的進(jìn)行問題的分析，學(xué)生分析之后發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)分析方法：“方法一：用循環(huán)窮舉所有的三位數(shù)并且逐步的拆解，然后用水仙花的定義進(jìn)行判斷。方法二，用循環(huán)嵌套的思想窮舉組成三位數(shù)上的每個(gè)個(gè)位數(shù)上的素質(zhì)，然后根據(jù)基本數(shù)字生成三位數(shù)，最后通過水仙花數(shù)的定義進(jìn)行判斷?！边@樣學(xué)生進(jìn)行問題分析后總結(jié)出的方法能夠極大的鞏固學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的養(yǎng)成。

2.3 合作交流，發(fā)展計(jì)算機(jī)思維

合作學(xué)習(xí)能力是高中階段學(xué)生必不可少的能力之一，教師在進(jìn)行教學(xué)的過程中應(yīng)當(dāng)積極的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作交流，這樣不僅可以激起學(xué)生思維的活躍性，更是可以促進(jìn)學(xué)生差缺補(bǔ)漏，不斷完善自身的思維能力。例如，筆者在進(jìn)行“算法的初步認(rèn)識”這一知識點(diǎn)的教學(xué)過程中，筆者就會(huì)通過課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)來讓學(xué)生進(jìn)行討論：“有四瓶藥，每瓶藥有一百片，每片藥重1g，其中一瓶藥受潮導(dǎo)致每片藥的重量增加了0.1g，現(xiàn)在如何利用電子層來找出受潮的藥。”在設(shè)計(jì)清凈之后筆者會(huì)讓學(xué)生進(jìn)行討論交流，先從多次稱重的方法來進(jìn)行引導(dǎo)，最終引導(dǎo)學(xué)生通過一次稱重就可以找出受潮藥片。

3 結(jié)語

計(jì)算機(jī)思維就是學(xué)生未來發(fā)展的重要思維能力之一，計(jì)算機(jī)思維的本質(zhì)就是能夠幫助學(xué)生逐步的解決問題的本質(zhì)，在高中算法與設(shè)計(jì)教學(xué)過程中能夠明確的將解決問題的思維邏輯通過編程向?qū)W生進(jìn)行展示，因此教師可以在進(jìn)行教學(xué)的過程中逐步滲透計(jì)算機(jī)思維，促進(jìn)學(xué)生的綜合素質(zhì)的全面提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張春然.基于計(jì)算思維的高中算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)初探[J].創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)踐，2019（04）.

（作者單位：浙江省諸暨市湄池中學(xué)）