高中信息技術(shù)課程“算法及其描述”教學(xué)思路探究

王芳

【摘 要】本文論述高中信息技術(shù)課程“算法及其描述”的教學(xué)思路：運用多媒體技術(shù)展示已學(xué)知識，引入新課;預(yù)留空白給學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自主性;開展課堂互動，加深記憶，牢固掌握所學(xué)知識;組織開展訓(xùn)練活動，深化理解算法本質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù) 算法及其描述 教學(xué)思路

【中圖分類號】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）22-0139-02

高中信息技術(shù)教材中“算法及其描述”涵蓋算法、算法的描述兩節(jié)內(nèi)容。學(xué)生只有深入理解算法，把握算法的描述方法，才能為后續(xù)“程序設(shè)計”知識的學(xué)習(xí)做好鋪墊。在教學(xué)中教師應(yīng)積極采取有效的教學(xué)思路，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，使其以高漲的熱情投入學(xué)習(xí)活動中，順利地完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

一、運用多媒體技術(shù)展示已學(xué)知識，引入新課

在高中信息技術(shù)課程“計算機(jī)解決問題的過程”這一節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生已學(xué)習(xí)用Python語言編寫從A市到B市耗時最少的旅行路線問題的算法程序。但教學(xué)的重點在于提高學(xué)生運用計算機(jī)解決問題的意識上，并未對算法知識進(jìn)行系統(tǒng)的講解。為了消除學(xué)生的學(xué)習(xí)陌生感，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生一起回顧上一節(jié)課所學(xué)知識，自然地引入“算法及其描述”的內(nèi)容教學(xué)中。

在課堂上，教師運用多媒體技術(shù)展示上一節(jié)課學(xué)習(xí)的程序內(nèi)容，然后告訴學(xué)生相關(guān)程序代碼即為算法。課堂上要求學(xué)生認(rèn)真閱讀課本，提問學(xué)生算法的概念，尤其注重與學(xué)生一起分析探究活動的內(nèi)容，進(jìn)一步厘清其對算法概念的認(rèn)識。探究活動給出了求解方程6x+5y+4z=50的正整數(shù)解的個數(shù)t的實現(xiàn)步驟。教學(xué)中可將課本中的算法分三個部分進(jìn)行講解。第一步部分，屬于算法的開始，即先分別給x、y、z賦值1，即為算法的初始化。第二部分，判斷x、y、z的值是否滿足方程，若滿足則t的值加1，變?yōu)?，以此類推。第三部分是迭代。當(dāng)x、y、z的值不滿足方程，則分別對x、y、z加1再次代入方程進(jìn)行驗證，直到將所有滿足方程的正整數(shù)解找出來。當(dāng)學(xué)生對求解方程6x+5y+4z=50的正整數(shù)解的個數(shù)t的算法有個初步認(rèn)識后，為使其更好地掌握算法的特征，要求其認(rèn)真回顧算法內(nèi)容，繼續(xù)討論與總結(jié)算法特征。學(xué)生通過觀察算法x、y、z循環(huán)結(jié)束的條件分別為x>8，y>10，z>12，從這一點看出算法是有窮盡的，并不是無休止地執(zhí)行下去。算法內(nèi)容表述清晰，沒有歧義，表明算法具有確定性。另外，算法中已經(jīng)給出了x、y、z、t的初始值，因此并不需要輸入數(shù)據(jù)，便能輸出最終的結(jié)果。教學(xué)中可指引學(xué)生，部分算法是需要有數(shù)據(jù)輸入。當(dāng)然人們編寫算法的目的在于解決問題，因此算法需要有確定的輸出。

新課講解中結(jié)合學(xué)生信息技術(shù)知識儲備，從已學(xué)知識引入新課，要求學(xué)生通過觀察、思考、總結(jié)算法特征，使其參與到算法知識的形成中，既能很好地激活高中信息技術(shù)課堂教學(xué)活力，又能給學(xué)生留下清晰的印象。教學(xué)實踐表明，大部分學(xué)生能夠當(dāng)場掌握算法的特征，達(dá)到預(yù)期的授課效果。

二、預(yù)留空白給學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自主性

高中生已經(jīng)具備一定的自學(xué)能力，因此在進(jìn)行該部分知識教學(xué)中，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從“要學(xué)生學(xué)”向“鼓勵學(xué)生學(xué)”轉(zhuǎn)變，給學(xué)生預(yù)留更多自主學(xué)習(xí)的機(jī)會，如此能夠避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感，給學(xué)生帶來良好的學(xué)習(xí)體驗。在進(jìn)行“描述算法的常用方法”教學(xué)時，可組織學(xué)生開展自學(xué)活動。具體實現(xiàn)過程如下。

首先，為學(xué)生制訂明確的自學(xué)目標(biāo)，并合理安排自學(xué)時間。眾所周知，高中信息技術(shù)課堂時間有限，為順利地完成課堂教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)提前做好充分準(zhǔn)備，為學(xué)生制訂“能夠詳細(xì)的敘述算法的常用描述方法”“熟練掌握流程圖中的圖形、名稱、功能”“能夠說出三種描述方法的優(yōu)點與缺點”等明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生能夠真正地開展自主學(xué)習(xí)活動。考慮到該部分知識的容量，可將自主學(xué)習(xí)時間控制在15～20分鐘。

其次，鼓勵學(xué)生相互提問，牢固掌握自學(xué)內(nèi)容。自主學(xué)習(xí)過程中不能對學(xué)生不管不問，應(yīng)注重鼓勵學(xué)生相互提問，以更好地對所學(xué)知識有更深印象。如學(xué)生在學(xué)習(xí)流程圖中的圖形、名稱、功能時，考慮到一些學(xué)生容易將圖形的功能混淆，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中相互提問，使學(xué)生通過犯錯、糾錯，能夠正確地區(qū)分出相關(guān)圖形，提高其記憶的正確性。

最后，做好學(xué)生自學(xué)質(zhì)量的檢驗，并注重給予點撥。教學(xué)中為充分了解學(xué)生的自學(xué)情況，教師應(yīng)注重設(shè)計相關(guān)問題檢驗學(xué)生所學(xué)，并針對學(xué)生存在的共性問題，在課堂上給予針對性地講解。例如，在求解方程6x+5y+4z=50的正整數(shù)解的個數(shù)t的流程圖中，一些學(xué)生只會按照順序畫，而需要進(jìn)行判斷、循環(huán)時不知道如何進(jìn)行畫圖，尤其當(dāng)循環(huán)嵌套時很多學(xué)生畫出的流程圖比較亂。課堂上指引學(xué)生先明確迭代終止的條件，畫出主干然后根據(jù)迭代規(guī)律尋找到需要進(jìn)行迭代的內(nèi)容，通過流程線以及相關(guān)條件連接起來即可。在教師的指引下，學(xué)生掌握了流程圖的繪制技巧，大大地增強(qiáng)了其學(xué)習(xí)的自信心。

教學(xué)過程中通過預(yù)留空白給學(xué)生提供自學(xué)機(jī)會，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與自主性，尤其通過檢驗學(xué)生所學(xué)并給予學(xué)生針對性的指引，可使其能夠及時掃清學(xué)習(xí)障礙，避免走進(jìn)理解誤區(qū)，保證了自學(xué)質(zhì)量。

三、開展課堂互動，加深記憶，牢固掌握所學(xué)知識

激活高中信息課堂可獲得事半功倍的教學(xué)效果。激活課堂的方法多種多樣，其中課堂互動是一種常用的思路。通過互動，既能夠激活高中信息課堂，拉近師生間的距離，又能使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識的樂趣，從而更加牢固地掌握所學(xué)知識。課堂上教師與學(xué)生互動時可采取如下方法。

其一，借助問題與學(xué)生互動。借助問題與學(xué)生互動能夠調(diào)動學(xué)生思考的積極性，使其更好地把握所學(xué)知識本質(zhì)。例如用流程圖描述算法時，平行四邊形、菱形圖形的名稱以及功能分別是什么？繪制流程圖時應(yīng)注意哪些細(xì)節(jié)？如何才能提高流程圖繪制的質(zhì)量與效率？課堂上對學(xué)生提出這些問題，不僅有助于他們更好地掌握流程圖的相關(guān)構(gòu)成，而且也能把握流程圖繪制的注意事項，避免其在繪制的過程中走彎路。

其二，故意示錯與學(xué)生互動。課堂上通過故意示錯，可給學(xué)生帶來深刻啟發(fā)，避免其在以后的學(xué)習(xí)中犯下類似的錯誤。如在“求解方程6x+5y+4z=50的正整數(shù)解的個數(shù)t”問題中，可不給某一參數(shù)賦值或故意寫錯某一個參數(shù)終止時的條件，要求學(xué)生思考設(shè)計的算法是否正確，如果不正確說明原因并進(jìn)行改正。如此能夠使學(xué)生認(rèn)識到編寫算法時應(yīng)注意的相關(guān)細(xì)節(jié)，即針對一些確定的參數(shù)需要先進(jìn)行賦值，否則可能會導(dǎo)致算法出錯。

其三，結(jié)合案例與學(xué)生進(jìn)行互動。在與學(xué)生互動時可結(jié)合具體的案例，進(jìn)一步澄清學(xué)生對所學(xué)知識的認(rèn)識，使其能夠編寫出高效的算法，提高程序運行效率。如要求學(xué)生運用求解不定方程知識對方程中6x+5y+4z=50變量x、y、z篩選范圍進(jìn)行簡化，從而使編寫的算法減少判斷煩瑣程度，盡快地得出正確結(jié)果。

高中信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)充分認(rèn)識到課堂互動的重要性，通過認(rèn)真分析教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的實際情況，靈活運用相關(guān)的課堂互動方法，營造寬松活潑的課堂氛圍，更好地吸引學(xué)生的注意力，提高其學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識的興趣。教學(xué)實踐表明，通過借助問題、故意示錯、結(jié)合案例與學(xué)生在課堂上互動，學(xué)生在思考、回答問題上表現(xiàn)得十分積極，圓滿地完成了授課目標(biāo)。

四、組織開展訓(xùn)練活動，深化理解算法本質(zhì)

為使學(xué)生能夠熟練地運用算法相關(guān)知識解決實際問題，提高其學(xué)以致用能力，教師應(yīng)注重組織學(xué)生開展相關(guān)的訓(xùn)練活動，使其更好地掌握算法本質(zhì)，積累相關(guān)的算法設(shè)計經(jīng)驗。如果說算法的描述是運用算法解決問題的基礎(chǔ)，那么算法的結(jié)構(gòu)則是解決實際問題的關(guān)鍵一環(huán)。為使學(xué)生能夠具體問題具體分析，熟練地運用算法結(jié)構(gòu)，編寫出高質(zhì)量的算法程序，教師應(yīng)注重圍繞算法結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)項目對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。

一方面，在進(jìn)行訓(xùn)練前先要求學(xué)生回顧所學(xué)的算法結(jié)構(gòu)知識，把握不同算法結(jié)構(gòu)的特征以及彼此之間的區(qū)別，然后設(shè)計相關(guān)問題要求學(xué)生積極思考，設(shè)計相關(guān)的算法結(jié)構(gòu)。通過訓(xùn)練，學(xué)生掌握不同算法結(jié)構(gòu)之間的組合思路、組合技巧，更加牢固地掌握算法結(jié)構(gòu)，為完成更為復(fù)雜的任務(wù)奠定良好的基礎(chǔ)。另一方面，結(jié)合學(xué)生對該部分知識的掌握情況以及學(xué)生的生活經(jīng)歷，為學(xué)生布置相關(guān)的算法設(shè)計任務(wù)，并根據(jù)任務(wù)的難易程度，明確是學(xué)生單獨完成還是以小組為單位進(jìn)行完成。例如，結(jié)合學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)知識，要求學(xué)生畫出流程圖、編寫算法完成如下任務(wù)：有A、B兩個相同的杯子，其中A杯子裝入茶水、B杯子裝入咖啡，要求編寫算法將兩個杯中的液體互換。該任務(wù)相對比較簡單，因此可要求學(xué)生獨立完成。通過分析可知，該案例可使用算法中的順序結(jié)構(gòu)進(jìn)行，即先分別給兩個變量m、n賦予不同的值，其中變量代表杯子、值代表茶、咖啡。顯然互換時還需要另外一個中間變量，通過中間變量實現(xiàn)m、n值的互換。另外，訓(xùn)練時注重觀察學(xué)生算法設(shè)計情況，掌握其在算法設(shè)計過程中遇到的問題，注重給予指導(dǎo)，使其盡快地找到算法設(shè)計思路，尤其應(yīng)根據(jù)學(xué)生算法設(shè)計質(zhì)量及時表揚，使其嘗到算法設(shè)計的成就感。

在完成“算法及其描述”教學(xué)后，教師應(yīng)及時設(shè)計相關(guān)任務(wù)組織學(xué)生開展相關(guān)訓(xùn)練活動，學(xué)生不僅能很好地鞏固所學(xué)，加深對所學(xué)知識的認(rèn)識與理解，而且有效地鍛煉學(xué)以致用的能力。最終學(xué)生積極思考并認(rèn)真聽取教師給出的意見，對算法相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，順利地完成任務(wù)。

“算法及其描述”在高中信息技術(shù)中占有重要地位。學(xué)生只有牢固掌握算法知識，才能更好地設(shè)計程序解決相關(guān)問題。為提高“算法及其描述”教學(xué)效率，教師應(yīng)注重總結(jié)自身教學(xué)經(jīng)驗，并注重與其他教師交流經(jīng)驗，積極尋找有效的教學(xué)思路。在開展“算法及其描述”教學(xué)中既注重課堂的引入，又鼓勵學(xué)生自學(xué)，并在其學(xué)習(xí)過程中與學(xué)生互動，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，尤其通過組織學(xué)生開展訓(xùn)練活動，鍛煉其思考能力、動手能力，圓滿地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

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【作者簡介】王 芳（1976— ），女，安徽阜陽人，高級教師，研究方向為高中信息技術(shù)教學(xué)與研究。

（責(zé)編 李 言）