《算法與程序設(shè)計》教學(xué)的困境與突圍

鐘高瑛

摘要：在學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)和教學(xué)改革的推動下，學(xué)生學(xué)習(xí)能力、知識應(yīng)用能力及情感的熏陶越來越受到重視。《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》強調(diào)教學(xué)內(nèi)容要與社會生活相融合，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用及發(fā)現(xiàn)問題解決問題能力。算法本身源于生活，如果能將社會生活以恰當(dāng)?shù)姆绞饺谌胨惴ń虒W(xué)，在課堂上創(chuàng)設(shè)生活化教學(xué)情境，讓學(xué)生在生活情境中體驗、探究、感悟、分享和交流。

關(guān)鍵詞：算法思維 ? ?培養(yǎng)教學(xué) ? ?生活化情境

算法源于生活中人們對司空見慣的處理日常事物順序的提煉。教師上課所遵循的教學(xué)環(huán)節(jié)與步驟，學(xué)生解決某一類題目常用的解題方法與步驟，人們生活中處理某類問題的流程與規(guī)程，這些都屬于算法方式。算法思維是一種思維方式，是指具備清晰的說明問題及規(guī)則的思維能力。算法思維培養(yǎng)可以理解為培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)確定問題、分析出問題的構(gòu)成要素、提煉出解決問題的步驟，從而使學(xué)生具備對問題進行分解與化簡的能力，最終能為問題的解決提供相對有效的途徑與方法。因此，具備算法思維的人往往是具備化整為零的能力，能夠?qū)⒎彪s的問題分解成一個個單一的小問題，使問題條理化、簡單化，進而將問題轉(zhuǎn)化為解決一個個小問題。

一、算法教學(xué)的程式化與重構(gòu)

“算法”模塊教學(xué)課堂畫風(fēng)通常是教師在講臺上揮汗如雨，學(xué)生在臺下或呆若木雞或一臉茫然。學(xué)生普遍反映由于算法內(nèi)容不實用，難以理解，學(xué)習(xí)有心理障礙，很難激發(fā)強烈的學(xué)習(xí)主觀能動性，上課提不起興趣;算法教材偏重理論，缺乏實際生活聯(lián)系，趣味性不強，如果照本宣科必然導(dǎo)致課堂枯燥，磨滅學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;高考科目學(xué)習(xí)壓力大，無暇顧及算法作業(yè)，頭腦中的知識銜接總是出現(xiàn)斷點。

教師要在教學(xué)過程中靈活運用各種教學(xué)策略，促進學(xué)生理解，從而幫助學(xué)生在問題的分析和思考中形成正確的思維方式。教師可以采用直觀教學(xué)、探究教學(xué)策略，促進學(xué)生對算法結(jié)構(gòu)理解;采用比較教學(xué)策略，促進學(xué)生對算法語句理解;采用游戲教學(xué)策略，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。如在講算法語句時，筆者喜歡將算法結(jié)構(gòu)寫在左邊，讓學(xué)生翻譯并在右邊寫上算法語句，簡單明了的方式，既活躍了課堂氣氛，又溫故知新。

如在《算法描述與設(shè)計》一課中，將牧師過河游戲引入課堂。牧師過河問題屬于人工智能學(xué)科中經(jīng)典問題，這是一款相對比較熟悉的游戲，它可以鍛煉學(xué)生的觀察力、敏捷度、邏輯思考能力，是屬于休閑益智類教育游戲。分析步驟時同學(xué)們躍躍欲試，打過此款游戲的同學(xué)神采飛揚、眉飛色舞、摩拳擦掌，恨不能立即開展武林切磋。沒打過的同學(xué)若有所思，積極開動大腦，不甘落后，課堂氣氛被瞬間激活，同學(xué)們上課熱情高漲。

二、教學(xué)內(nèi)容與流程的固化與突破

“算法”模塊教學(xué)中“難教亦難學(xué)”的困境集中體現(xiàn)如下：教師大多采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，先講解后演示。學(xué)生在聽或者看的過程中難以集中注意力，學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣基本扼殺在畏難情緒中，老師講解或演示很難達到預(yù)期的效果。教材中涉及到很多基礎(chǔ)知識與理論內(nèi)容，若不花時間講解，學(xué)生將會云山霧罩，摸不著頭腦，課堂內(nèi)容無法理解，課堂進度艱難爬行;若是詳加細解，一是時間不允許，二是學(xué)生耐心不足，課堂容易出現(xiàn)騷動。課時少，內(nèi)容多，課時安排時間間隔長，學(xué)生課后鞏固難，遺忘率高。模塊中涉及到大量有關(guān)于數(shù)據(jù)、語句、過程及函數(shù)等基礎(chǔ)知識，教師需要詳細講解，學(xué)生反復(fù)訓(xùn)練才能加以熟練應(yīng)用。一個完整算法的講解至少需要兩節(jié)課或更長時間，而要達到讓大部分學(xué)生能自主編寫程序，教師需要投入數(shù)倍于時間。

因此在教學(xué)設(shè)計中，教師依據(jù)生活中具體的場景設(shè)計任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與動力，使學(xué)生在解決問題過程中獲得成就感，引導(dǎo)學(xué)生在解決具體問題時學(xué)會主動運用算法思維，從而發(fā)展學(xué)生有條理思考與表達的能力。

在講述《交換》時，教師需要引進中間變量這個概念，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生們興趣盎然。教師乘時乘勢講解算法中的兩數(shù)交換思想，中間變量的概念不再生硬干癟而是鮮活地印在學(xué)生頭腦里。為了加強中間變量的理解，筆者在課堂上往往會接著讓大家做一個小游戲。兩只手各拿一支筆，且每只手上只能拿一支筆，問如何實現(xiàn)手中筆的對調(diào)。很多學(xué)生說對拋空中交換，學(xué)生在親身實踐中發(fā)現(xiàn)并不靠譜，空中換筆時往往只能接住一支筆，另一支不是飛了就是掉了，學(xué)生自然而然就想到要借助第三方進行中轉(zhuǎn)，此時就引入中間變量的概念，學(xué)生心領(lǐng)神會無需贅言。

三、算法教學(xué)與生活的剝離與重建

生活化情境，是指教師在教學(xué)過程中利用學(xué)科與生活固有的聯(lián)系，巧妙地將教學(xué)內(nèi)容賦予生活含義，積極地聯(lián)系學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗，有針對性地創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生日常生活的教學(xué)氛圍，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心。生活化情境創(chuàng)設(shè)是指教師利用各種手段和方法來營造出輕松活躍的教學(xué)情境，充分利用生活化教學(xué)情境的價值，使教學(xué)在積極的情感和和諧的環(huán)境中開展，引發(fā)學(xué)生情感共鳴，從而促進學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的深入理解，提高教學(xué)效率。同時，在這過程中促進學(xué)生思想、情感、認知能力以及個性等方面獲得全面發(fā)展，實現(xiàn)最終的教學(xué)目的。在課堂教學(xué)中，教師使用生活化的語言和生活化的場景設(shè)計，使教學(xué)過程貼近學(xué)生日常生活，把抽象的算法設(shè)計轉(zhuǎn)化為形象的具體問題，培養(yǎng)學(xué)生去思考、解決實際問題，從而提高學(xué)生邏輯思維能力。

例如循環(huán)結(jié)構(gòu)從一個古老的故事開始：古印度達依爾麥粒故事，引出算法思維中循環(huán)的概念，并且設(shè)置課堂討論：請你建立一個畢業(yè)旅游基金，從高一起第一個月存50元，第二個月存51元，第三個月存52元……依次類推，請問到高三畢業(yè)時能夠存多少錢呢？可以實現(xiàn)畢業(yè)旅游夢想嗎？在講述“窮舉法”時，由猜密碼導(dǎo)入教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生探討密碼被破解之謎，課堂教學(xué)氣氛熱烈，熱情高漲。這樣的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活，情境和任務(wù)設(shè)計思路渾然天成，窮舉的算法思想自然而然流淌而出。

在算法教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)生活化教學(xué)情境是從學(xué)生特點、興趣及生活經(jīng)驗出發(fā)，這種情境可以增強學(xué)生參與課堂主動性，因為學(xué)生在自己感興趣或熟悉的事物面前能夠表現(xiàn)得更主動、積極、自信。此外，生活化教學(xué)情境給課堂營造出輕松愉悅的氛圍，壓抑與緊張不再，師生、生生交流互動頻頻。教師在情境中適時對學(xué)生進行引導(dǎo)與啟發(fā)，激勵學(xué)生主動探求新知識，主動構(gòu)建知識鏈?？傊?，創(chuàng)設(shè)生活化教學(xué)情境，給學(xué)生創(chuàng)造了一個展現(xiàn)自我與表達交流的舞臺，有利于學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的全面提升，有助于教師教學(xué)觀念、教學(xué)方法的更新和專業(yè)知識的發(fā)展。

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（作者單位：西藏自治區(qū)工布江達縣中學(xué)）

責(zé)任編輯：潘中原