[信息技术常态课中对学生算法思维的培养] 信息技术算法

信息技术常态课中对学生算法思维的培养

算法是数学学科必修课程的学习内容，而作为计算机领 域的基石，“算法与程序设计”只是高中信息技术课程选修 模块。教学内容虽蕴涵了算法思维，但还是以程序设计内容 为主。目前，信息技术学科课程体系和内容结构从小学到高 中都缺乏对算法思维培养的重视。因此，如何从培养算法思 维出发，结合学校实际活用教材，如何从解决实际问题出发， 寻求解决问题的一般方法，如何让课堂充满思考，走出“技 术应用”的泥潭，如何以培养算法思维为主线贯穿整个课程， 塑造学科的灵魂，这些是每位信息技术教师都需要思考的问 题。笔者从以下四个方面对此阐述一些个人体会。

● 从软件技术应用中，挖掘算法题材因此，在学习Word时，教师可以挖掘教材里的“查找” “替换”功能作为培养算法思维的教学内容。例如，在一篇 文章中把所有“我”改为“他”，把“我们”改为“你们”。

先让学生明白，如果先操作“我”替换为“他”，则文章中 的“我们”会先被替换成“他们”。当要替换“我们”为“你 们”的时候，将查找不到要替换的对象。进而可延伸拓展让 学生思考有没有办法把文章中出现的数字一次性删除？简 单的例子不仅能让学生体验合理选择操作步骤的重要性，还 为日后学习正则表达式奠定了基础。

又如，在PowerPoint教学时，学生如果单纯学习简单的 技术应用，必将索然无味，因为从小学到初中乃至高中学的 内容都相差无几。因此，教师可以从培养算法思维出发，当 教学母版与模板时，可将“母版—模板—幻灯片”三者比作 是一脉相承的继承与遗传关系。学生只有弄清概念的本质， 才能更快、更好地批量制作有特色的幻灯片。

● 从解决实际问题中，培养算法意识 教学时，教师如果能创设真实情境，让学生从现实中迫切需要解决的问题出发，不但能激发学生的学习兴趣，还能 加深其对知识点的理解。例如，可以创设如“假如你在某旅 行社工作，接到某单位准备国庆组团去北京旅游的电话，需 要你提供旅行路线及报价以供参考”，这时学生会把自己的 角色转换为旅行社员工，并着手制定方案。而教师应提醒学 生，在旅行社工作可能每天都会接到几十个类似的电话，应 总结出一套方法才能提高效率。通过这样的方式帮助学生逐 渐建立“确定信息需求—确定信息来源—选择方法获取信息 —评价信息”的一套获取信息的一般方法。

此外，上例也可以从另一角度来培养学生把大问题划分 为若干小问题的解决问题的一般能力。当接到“组团旅游的 业务”后，可以让学生把这个大问题分解为查询“景点”“住 宿”“用餐”“交通”等若干小问题进行设计与解决。教师 在教学过程中可采用小组合作探究的方式展开教学，让学生 自主选择感兴趣的小问题分头上网查阅资料，最后每小组汇 总出各自的旅行路线及报价，看哪个小组的设计最为合理。

这样学生在模拟的真实问题情境中，培养了解决问题的一般 能力。

● 从程序设计与测试中，体验算法价值 在“算法与程序设计”模块学习过程中，教师不能把算法单纯地变成程序语言的学习和程序设计的学习，而要让学 生体会算法的思想，理解算法的重要性与有效性，加强逻辑 思维的条理性。教师在采用“农夫过河”“猴子吃桃”“鸡 兔同笼”等经典故事激趣引入时，应通过简明的例子从不同 算法、不同测试数据的对比中直观感受算法的执行效率，让 学生亲历解决一类问题应采用合理算法的必要性。

例如，“几个简单连续自然数的求和”采用直接相加就 可以很快解决，但要解决一类连续自然数求和的问题，则可 以采用“S：=S+I”的程序算法。

又如，在数据库学习中，学生对索引字段的重要性认识 模糊。教师可以新建一个有几万条记录的表，并对同一字段 进行索引前、后查询时间的对比，让学生感受索引字段的作 用，真正懂得算法就是“速度”，就是“效率”，这有助于 学生日后学习“哈希（Hash）”等算法。

● 同数学模型类比中，提升算法思维 数学中的函数和方程也是人们为解决一类问题所建立 的模型与方法。在信息技术课堂中如能合理发掘相应的题材 与数学模型类比，或者通过教学设计的小小改变，使学生在 掌握信息技术的同时，加深对数学模型的理解与建构，将给学生带来思维的碰撞和智慧的启迪。

例如，在“信息的编程加工”中提到了算法的概念，很 多教师直接抛出算法的概念，学生在没有任何知识建构的情 况下，即便是简单的一个概念也可能难以理解。因此，教师 可以从数学中解一元二次方程的例子引入，让学生思考为什 么要解方程，解方程有什么好处等；
在讲授“数据库实体之 间的关系”时，一对一的关系就是数学中的映射，可用函数 来表示帮助学生建构知识。

总之，算法思维是计算思维的核心，学生算法思维的形 成需要教师在教学过程中潜移默化的影响。因此，如何充分 挖掘合适的教学内容，设计合理的教学方法，从重视计算机 技术应用转移到重视算法思维的培养，是值得每位信息技术 教师研究的课题。