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算法教学

科普小知识2022-09-27 16:54:24
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算法教学有利于培养学生的逻辑思维能力,理性精神和实践能力,发展解决问题的程序化能力,有利于学生理解构造性数学,为学生未来的学习特别是信息技术方面的学习提供支持。

中文名:算法教学

1、简介

亦称算法式教学。控制学生解题过程的一种教学方法其代表人物为苏联心理学家Л.Н.兰达。

早在20世纪50年代初期,兰达从思维的构造观点出发,研究构造心理学的执行原则,探讨了思考活动的结构—操作问题。他认为,使学生掌握了思考活动的一般方法,就可以形成和发展学生的智力。因此,他着手探索学生解题的合理思考模式问题。开始,他企图通过经验分析法来确定合理思考模式,结果发现所定的思考模式,缺乏可靠的客观检验标准。后来,受到控制论、信息论与数理逻辑的启示,改用模拟—实验法来探讨合理思考的模式。在此基础上,他于20世纪60年代初,提出了用来控制解题过程的两种思考模式,即算法式模式与非算法式模式(1962年曾称为概率模式,1975年称为启发式模式)。1961年,兰达在其《学生的合理思维方法和算法教学问题》一文中,介绍了他在算法教学方面的初步实验成果。


2、教学探讨

分散难点,逐层深入

算法的顺序、条件分支及循环三种结构由易到难,逐层深入。循环结构是算法教学的重点和难点,要注意分散难点,做到循序渐进。例如:在讲算法含义时,不妨举这样的例子,如:韩信点兵,电视娱乐“猜数”游戏(竞赛者如在规定时间内猜出0~8000元之间的商品价格)等,来渗透一点循环结构的知识;而在教循环结构时,也可以从简单的循环为例,一点点增加难度;到了教条件语句和循环语句时,再逐步加深。

此外,要注意函数思想在循环结构中的作用,函数是数学的重要概念,具有很强的包摄性,既可以利用算法来解决函数值的计算问题,也可以利用函数观点来理解算法问题,在理解循环结构中,函数观点起了很大作用。例如,在Y=2X,定义域为{-3,-2,-1,0,1,2,3},把左和右端点都看作步骤的函数,过程处理,既有利于学生利用已有的知识来理解算法,把算法知识纳入已有的认知结构中,也有利于学生通过算法的学习,进一步加深对函数概念的理解。

注意通法,鼓励解题灵活性和多样性

总结解决问题的一般规律和基本程序是非常重要的,但在教学中还应让学生认识解题的灵活性和多样性,同一个问题的算法可能有多种,也可能有不依赖于计算机就可以解决的简单方法,要鼓励学生多思考,例如:对于题目“给出求1+2+3+4+5+6的一个算法”就可以解决一类题目,如:12+22+32+42+52+6;1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6;1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6;1×2+2×3+3×4+4×5+5×6;1×2×3×4×5×6;12×22×32×42×52×62等许多题目,用时教学生观察,分析差异性,得到解决这一类问题的通法。

把握重点,区分算法教学和程序语言教学

算法教学和程序语言教学有非常密切的联系,所设计的算法正确与否要通过编程并且运行程序进行验证,借助于程序语言可以使算法得以实现;反之要设计程序就必须弄清算法原理,可以说,算法教学是程序语言教学的基础,程序语言教学是算法教学必要的延续,两者相辅相成,然而,上述两者在教学重点上有所不同,算法的教学重点在于:体现算法的思想──程序化思想,培养学生的逻辑思维能力,培养学生思维的条理性。而程序语言教学却是计算机语言教学,教学重点是让学生学会编程。两者各有特色,相互联系,在算法教学时可以充分结合程序语言教学,鼓励学生尽可能把自己的算法在计算机上实现,但不可本末倒置,不要把算法内容简单处理成程序语言的学习或程序设计。

在整个高中数学课程中渗透算法思想

算法除了作为数学3的内容之外,其思想还应渗透在整个高中数学课程中。比如在数学2的解析几何初步中,把利用公式计算的几何问题进行分步求解,其中就蕴涵着程序化解题思想。因而在数学1、数学2中的教学中,应当注意逐步渗透算法思想,让学生逐步体会程序化解题的方法,为数学3的算法教学做好铺垫。而在数学3的算法教学中,则要鼓励学生尽可能运用算法知识解决接触过的相关问题,例如:设计算法求方程的近似解,让程序化思想成为学生思考问题的习惯.在往后相关的内容(如制作随机数表、数列的前n项和)的教学中,也要注意体现数学与算法的有机结合,有意识地引导学生体会算法思想,使其体会到掌握算法思想对提高数学能力的重要性。

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