高中信息技術(shù)教育中的算法思維培養(yǎng)策略研究

王慶良

摘 要：隨著國內(nèi)信息技術(shù)水平的不斷提升，社會各行各業(yè)都在積極使用計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)，因此社會對具有信息素養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)人才產(chǎn)生了更大的需求。2003年國家正式將算法與程序設(shè)計(jì)設(shè)置為信息技術(shù)的五個(gè)選修模塊之一，從簡單的問題出發(fā)設(shè)計(jì)解決簡單問題的算法，從而提高現(xiàn)階段高中生的邏輯思維能力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展?；诖吮疚膶Ω咧行畔⒓夹g(shù)教育中算法思維的培養(yǎng)策略進(jìn)行深入探析。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù)教育;算法思維;培養(yǎng)策略

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2021）23-0061-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.23.030

對高中信息技術(shù)教育而言，如何能培養(yǎng)并有效提高學(xué)生的算法思維能力是教師的重點(diǎn)研究課題之一。在此過程中，教師既要保證學(xué)生熟練掌握專業(yè)知識，同時(shí)也要與時(shí)俱進(jìn)滿足時(shí)代發(fā)展需求。教師需要更新教育理念，對教學(xué)模式進(jìn)行全方位的創(chuàng)新，構(gòu)建出一套完整的高效教學(xué)體系，為學(xué)生提供實(shí)踐操作機(jī)會，為學(xué)生的未來學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、算法思維的概念

算法思維是指人在解決或完成任務(wù)的過程中對問題和任務(wù)起點(diǎn)、邊界、限定范圍有明確的認(rèn)知，擁有算法思維的人即使不能快速得到問題的答案，也能按照縝密的思維邏輯進(jìn)行分析，最終循序漸進(jìn)地解決問題。算法思維是過程的表達(dá)方式，它由一系列已經(jīng)規(guī)定好的操作步驟組成，用于解決特定的問題，高中生擁有算法思維能在學(xué)習(xí)中形成清晰的思路，從而找到有效的解決途徑，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、算法思維的教育意義

（一）提高數(shù)學(xué)思維品質(zhì)

已經(jīng)形成定式的算法思維是沒有缺陷的，但是我們在認(rèn)真探析其形成過程時(shí)會發(fā)現(xiàn)，無論是處于哪一個(gè)發(fā)展階段的人，想要熟練地運(yùn)用算法思維解決實(shí)際問題都需要經(jīng)歷感知、觀察、分析、總結(jié)歸納這一完整的過程，他們的思維品質(zhì)也隨著發(fā)現(xiàn)、分析、使用的過程而逐漸提升。與此同時(shí)我們還應(yīng)當(dāng)明確一點(diǎn)，所謂算法是在數(shù)學(xué)理論之上產(chǎn)生，因此形成算法思維也意味著數(shù)學(xué)思維品質(zhì)的提高，由此更能體現(xiàn)出在授課過程中著重培養(yǎng)學(xué)生算法思維的重要性，保證學(xué)生在具有良好數(shù)學(xué)思維品質(zhì)的前提下為社會做出更多的貢獻(xiàn)。

（二）提高邏輯思維能力

邏輯思維能力是指在做事的過程中會使用具有一般規(guī)律的思維，有具體的方法、形式和風(fēng)格。在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力是一項(xiàng)重要任務(wù)，培養(yǎng)算法思維能夠有效提高教學(xué)效率。學(xué)生如果能夠經(jīng)歷算法化的過程也能對算法精神有更深層的感悟，那么無論是在學(xué)習(xí)還是日常生活中都能快速梳理問題中各類信息之間的關(guān)系，最終按照固有順序進(jìn)行整合，使邏輯思維能力得到有效提升。

三、高中信息技術(shù)教育中的算法思維培養(yǎng)策略

（一）立足生活實(shí)際，了解算法思想

課程改革要求尊重學(xué)生的主體性，保證學(xué)生積極參與每一項(xiàng)課堂活動。為了滿足這一要求，教師需要更新教育理念，從生本的角度出發(fā)篩選教學(xué)內(nèi)容，將培養(yǎng)學(xué)生的主觀意識和思維能力作為首要目標(biāo)，做到教學(xué)內(nèi)容和生活實(shí)際的有機(jī)融合，課上為學(xué)生展示生活化案例，并要求他們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣去解決問題。在此期間學(xué)生能夠?qū)λ惴ㄋ季S的定義形成深入了解，為后續(xù)的教學(xué)工作作好鋪墊，保證高效教學(xué)[1]。

在這過程中教師也可以組織多元化的探索活動，采取問題引導(dǎo)、小組合作的教學(xué)方法。學(xué)生通過對解決問題過程的詳細(xì)分析能夠在腦海中形成一個(gè)流程圖，深入理解流程中每一個(gè)分支的組成結(jié)構(gòu)以及知識內(nèi)涵。同時(shí)教師再進(jìn)行針對性的指導(dǎo)，從實(shí)踐操作的角度去促進(jìn)學(xué)生邏輯思維能力、分析問題能力以及實(shí)踐操作能力的提升，引導(dǎo)學(xué)生明確認(rèn)知算法思維在信息技術(shù)知識學(xué)習(xí)過程中的重要性，從而真正了解算法思想，從主觀意識上接受自身算法思維的形成。

（二）布置數(shù)學(xué)題目，形成算法思維

算法思維是在數(shù)學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)上形成的，學(xué)生在解答數(shù)學(xué)問題的過程中會總結(jié)出解題原理以及解答方法，從而構(gòu)建出一個(gè)獨(dú)特的思想體系，這一體系正是算法思維，由此可見數(shù)學(xué)題目對算法思維的重要意義[2]。

高中信息技術(shù)課程將培養(yǎng)學(xué)生的算法思維視為首要教學(xué)目標(biāo)，但是在這樣的前提下教師難以將數(shù)學(xué)與信息技術(shù)教學(xué)進(jìn)行真正地融合，導(dǎo)致學(xué)生只能憑借自己的想象而非實(shí)踐操作去解決問題，形成的算法思維形式化嚴(yán)重，不能對未來學(xué)習(xí)和發(fā)展起到促進(jìn)作用。在這樣的情況下，教師需要從大量的數(shù)學(xué)題目中挑選一些具有典型特點(diǎn)的算法體系，應(yīng)用在程序設(shè)計(jì)的過程中。因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)原理與數(shù)學(xué)題目的解答方法相同，所以二者的算法思維具有一致性。學(xué)生的思維品質(zhì)得到最大程度的鍛煉，同時(shí)他們的行事邏輯能力也隨之提高，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生算法思維的理想目標(biāo)。

（三）解決復(fù)雜問題，提升教學(xué)價(jià)值

算法思維的形成和提升與學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與學(xué)習(xí)興趣有直接關(guān)系，他們會在興趣的基礎(chǔ)上產(chǎn)生高漲的學(xué)習(xí)動力。但是我們通過對教學(xué)課程設(shè)計(jì)的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，教師在設(shè)計(jì)授課計(jì)劃時(shí)往往會忽略動因，缺少這一關(guān)鍵因素就難以在信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)算法思維，降低教學(xué)價(jià)值。此時(shí)教師需要在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)合理利用Java、Python、Foxpro、VB語言的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)專屬的問題驅(qū)動方法，并要求學(xué)生使用算法思維依次處理這些問題，以此調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性。

在算法思維提升的過程中，學(xué)生除需具備解決一般程序設(shè)計(jì)中的三種基本結(jié)構(gòu)組成的問題外，還需要了解其原理和具體的解答流程。教師必須重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)形成獨(dú)有思維體系的重要性，深化學(xué)生的算法意識，保證他們在學(xué)習(xí)過程中始終算法思維一致，并將其完美地融合到日常生活之中，最終實(shí)現(xiàn)理想化教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。