如何运用现实例子开展《算法与程序设计》教学

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   《算法与程序设计》是信息技术新课程的一门选修课。在高中阶段,随着新课程的实施和社会信息化时代的来临,信息技术课的教材中增加了程序设计的内容,使得我们的中学生也接触到了程序设计,这对学生解决问题能力的培养起到促进作用。但是,程序设计对一些没有程序设计基础的学生来说,接受起来特别困难,刚开学的时候学生还比较感兴趣,但是随着教学进度的推移,内容越来越抽象,难度增大,学生的兴趣也就随之锐减。如果再按传统教学模式进行教学,必然会被学生“抛弃”。如何循循引导学生,激发他们的学习兴趣,培养学生的创新能力,笔者从教学角度认为,课堂的例子是关键,多运用现实的现实例子开展《算法与程序设计》教学。以下几点供大家探讨。
  一、把握算法与程序设计教学的核心目标
   算法与程序设计课程的教学目标不是为了培养“小程序员”,而是使学生能用程序设计的方式进行思考。因此,教师在教学过程中,必须强调解决问题的方法,程序设计只是实现这个目的的一种手段。解决这个问题的方法就是程序设计中的算法。
   所谓算法,简单说就是解决问题的步骤。如果长篇大论地解述概念的话,还不如用现实的例子更形象。例如:中学语文有一篇《统筹方法》的课文,讲的就是“烧水泡茶”的步骤问题。方法一:第一步,烧水;第二步,水烧开后,洗刷茶具;第三步,沏茶。方法二:第一步,烧水;第二步,烧水过程中,洗刷茶具;第三步,水烧开后沏茶。通过这个事例,让学生比较这两个解决问题的方法有什么不同,并分析哪一种方法更优。
  二、激发学生的兴趣,增强自信心
   就算法与程序设计而言,学生处在同一起跑线上,以前都没有学过。尤其是对一些在其它课程学习中有困难的学生来说,这是一次让他们找回自信的机会。我在第一节课的时候向学生介绍比尔?盖茨、金山公司创始人求伯君、“熊猫烧香”作者李俊,还包括国内的许多IT人物的传奇经历,通过这些例子让他们一开始就拉近与这门课的距离,知道程序设计的用途,同时让学生不要害怕计算机编程,要让他们明白,计算机只不过是帮助我们完成任务的工具,我们有能力学会编程。又如,大多数人有个错误的理解,认为只有数学好的人才学得会程序设计,才能编出好的程序。其实并非如此,计算机能为你完成全部数学任务,那是它的工作之一。特别是鼓舞了那些数学差的学生,使他们有信心来学习编程,帮助他们排除了畏难的情绪。
  三、教学过程中,让枯燥的程序算法转变为贴近生活、有趣味性的实际生活实例
   在程序设计课程的教学中,鉴于学生对程序设计比较陌生,如果直接讲授,学生的接受能力不好,造成无法理解。在教学实践中,我发现用类比的方法讲解这方面的有些知识特别有效,学生能够很轻松地通过类比的方法接受知识。
   在学习程序结构的过程,我用类比的方法去讲授程序的三大基本结构之——循环结构。一步一步引导学生去理解这种结构。
   首先,我提出课题,循环结构是程序三大结构之一,循环就是反复。我把反复这个概念提出来,让学生们思考,在我们的日常生活中,有哪些东西(事情)是反复。其次,我就让学生展开讨论,把平时见到反复的情况列举一下。课堂气氛比较活跃,同学们都展开思维,去例举生活中的反复。经过一定时间的讨论之后,最后,我提出一种日常生活中的反复,也就是学生的日常作息。我先举出每一天同学们的作息情况:“清晨起床,洗刷,做早操,上早自习,吃早餐,上午上课,中午午餐,午休,下午上课,课外活动,晚餐,晚自习,回寝室休息,第二天又起床……”,提出这种情况,同学们都亲身经历,然后我下结论:你们看,你们每一天做着类似的事情,一天又一天,周而复始,这就是“反复”。按下来,我又进一步说明,这种“反复”也就是“循环”,那么在这个循环中,我们在做什么?计算机又做什么呢?然后同学们又开始思考,我们在循环中做的事情,计算机能不能做,如果不能做,它又在做什么呢?很显然,这又引出另一个基本概念——循环体。我又很自然地根据同学们的思考,得出了循环体的含义——就是我们在反复做的整体。我们每天的作息就是我们处理的循环体。计算机的循环体又是什么呢?是我们能做的事情吗?当然不是,那是什么?那应该是计算机反复做的事情。那么计算机又是做的什么?它又是去怎样做的呢?很自然地,我引出了循环结构的语法定义——它的基本格式以及这种结构的基本功能。就这样通过一步一步的类比,一步步引出正题,同学们也正确理解了这种结构。
   因此,在教学活动中,采用类似这种类比方法的教学方法,可以收到良好的效果,只要我们在工作中多发现、多探索,会找到各种各样的好方法,为我们的教学服务。
   在程序设计的教学过程中,应该想办法让枯燥的程序算法转变为有趣味性的、接近生活的实际实例中来。如在讲解For…Next型循环时,我引用了我国古代数学家张丘建在“算经”里提出一个世界数学史上有名的百鸡问题:鸡翁一,值钱五,鸡母一,值钱三,鸡雏三,值钱一,百钱买百鸡,问鸡翁、母、雏各几何?这样一来,学生即有了学习兴趣,又可以根据现实生活中的实际情况来解决问题:一个鸡翁值五钱,百钱最多能买100/5=20个鸡翁,设能买a个鸡翁,则循环变量a的取值范围是1~20,所以学生好容易写出第一个循环语句:For a=1 to 20。同理学生可以写出第二、第三个循环语句:For b=1 to 33、For c=1 to 300。这样一来,学生即解决了问题,又学会了循环结构的程序设计。所以在教学过程中,联系实际,运用现实生活中的例子作为程序设计的活教材可以收到事半功倍的效果。
   总之,在程序设计这样枯燥的教学中,要强调理论与实践相结合,多运用现实生活中活生生的、富有趣味性的问题作为程序设计的例子,循循引导学生,学生从例子中摸索,老师再把例子进一步升华,这样才能取得事半功倍的效果,才能真正激发学生学习程序设计的兴趣,才能真正培养学生的创新能力。
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