《算法与程序设计》教学的困境与突围

钟高瑛

摘要：在學生核心素养培养和教学改革的推动下，学生学习能力、知识应用能力及情感的熏陶越来越受到重视。《普通高中信息技术课程标准》强调教学内容要与社会生活相融合，要培养学生学以致用及发现问题解决问题能力。算法本身源于生活，如果能将社会生活以恰当的方式融入算法教学，在课堂上创设生活化教学情境，让学生在生活情境中体验、探究、感悟、分享和交流。

关键词：算法思维    培养教学    生活化情境

算法源于生活中人们对司空见惯的处理日常事物顺序的提炼。教师上课所遵循的教学环节与步骤，学生解决某一类题目常用的解题方法与步骤，人们生活中处理某类问题的流程与规程，这些都属于算法方式。算法思维是一种思维方式，是指具备清晰的说明问题及规则的思维能力。算法思维培养可以理解为培养学生发现确定问题、分析出问题的构成要素、提炼出解决问题的步骤，从而使学生具备对问题进行分解与化简的能力，最终能为问题的解决提供相对有效的途径与方法。因此，具备算法思维的人往往是具备化整为零的能力，能够将繁杂的问题分解成一个个单一的小问题，使问题条理化、简单化，进而将问题转化为解决一个个小问题。

一、算法教学的程式化与重构

“算法”模块教学课堂画风通常是教师在讲台上挥汗如雨，学生在台下或呆若木鸡或一脸茫然。学生普遍反映由于算法内容不实用，难以理解，学习有心理障碍，很难激发强烈的学习主观能动性，上课提不起兴趣;算法教材偏重理论，缺乏实际生活联系，趣味性不强，如果照本宣科必然导致课堂枯燥，磨灭学生学习兴趣;高考科目学习压力大，无暇顾及算法作业，头脑中的知识衔接总是出现断点。

教师要在教学过程中灵活运用各种教学策略，促进学生理解，从而帮助学生在问题的分析和思考中形成正确的思维方式。教师可以采用直观教学、探究教学策略，促进学生对算法结构理解;采用比较教学策略，促进学生对算法语句理解;采用游戏教学策略，激发学生学习热情。如在讲算法语句时，笔者喜欢将算法结构写在左边，让学生翻译并在右边写上算法语句，简单明了的方式，既活跃了课堂气氛，又温故知新。

如在《算法描述与设计》一课中，将牧师过河游戏引入课堂。牧师过河问题属于人工智能学科中经典问题，这是一款相对比较熟悉的游戏，它可以锻炼学生的观察力、敏捷度、逻辑思考能力，是属于休闲益智类教育游戏。分析步骤时同学们跃跃欲试，打过此款游戏的同学神采飞扬、眉飞色舞、摩拳擦掌，恨不能立即开展武林切磋。没打过的同学若有所思，积极开动大脑，不甘落后，课堂气氛被瞬间激活，同学们上课热情高涨。

二、教学内容与流程的固化与突破

“算法”模块教学中“难教亦难学”的困境集中体现如下：教师大多采用传统的教学方法，先讲解后演示。学生在听或者看的过程中难以集中注意力，学习热情和学习兴趣基本扼杀在畏难情绪中，老师讲解或演示很难达到预期的效果。教材中涉及到很多基础知识与理论内容，若不花时间讲解，学生将会云山雾罩，摸不着头脑，课堂内容无法理解，课堂进度艰难爬行;若是详加细解，一是时间不允许，二是学生耐心不足，课堂容易出现骚动。课时少，内容多，课时安排时间间隔长，学生课后巩固难，遗忘率高。模块中涉及到大量有关于数据、语句、过程及函数等基础知识，教师需要详细讲解，学生反复训练才能加以熟练应用。一个完整算法的讲解至少需要两节课或更长时间，而要达到让大部分学生能自主编写程序，教师需要投入数倍于时间。

因此在教学设计中，教师依据生活中具体的场景设计任务，通过任务驱动方式，激发学生学习热情与动力，使学生在解决问题过程中获得成就感，引导学生在解决具体问题时学会主动运用算法思维，从而发展学生有条理思考与表达的能力。

在讲述《交换》时，教师需要引进中间变量这个概念，在导入环节中创设情境，学生们兴趣盎然。教师乘时乘势讲解算法中的两数交换思想，中间变量的概念不再生硬干瘪而是鲜活地印在学生头脑里。为了加强中间变量的理解，笔者在课堂上往往会接着让大家做一个小游戏。两只手各拿一支笔，且每只手上只能拿一支笔，问如何实现手中笔的对调。很多学生说对抛空中交换，学生在亲身实践中发现并不靠谱，空中换笔时往往只能接住一支笔，另一支不是飞了就是掉了，学生自然而然就想到要借助第三方进行中转，此时就引入中间变量的概念，学生心领神会无需赘言。

三、算法教学与生活的剥离与重建

生活化情境，是指教师在教学过程中利用学科与生活固有的联系，巧妙地将教学内容赋予生活含义，积极地联系学生已有的知识和生活经验，有针对性地创设贴近学生日常生活的教学氛围，从而激发学生的求知欲和好奇心。生活化情境创设是指教师利用各种手段和方法来营造出轻松活跃的教学情境，充分利用生活化教学情境的价值，使教学在积极的情感和和谐的环境中开展，引发学生情感共鸣，从而促进学生对教学内容的深入理解，提高教学效率。同时，在这过程中促进学生思想、情感、认知能力以及个性等方面获得全面发展，实现最终的教学目的。在课堂教学中，教师使用生活化的语言和生活化的场景设计，使教学过程贴近学生日常生活，把抽象的算法设计转化为形象的具体问题，培养学生去思考、解决实际问题，从而提高学生逻辑思维能力。

例如循环结构从一个古老的故事开始：古印度达依尔麦粒故事，引出算法思维中循环的概念，并且设置课堂讨论：请你建立一个毕业旅游基金，从高一起第一个月存50元，第二个月存51元，第三个月存52元……依次类推，请问到高三毕业时能够存多少钱呢？可以实现毕业旅游梦想吗？在讲述“穷举法”时，由猜密码导入教学，引导学生探讨密码被破解之谜，课堂教学气氛热烈，热情高涨。这样的教学情境创设贴近学生生活，情境和任务设计思路浑然天成，穷举的算法思想自然而然流淌而出。

在算法教学中，创设生活化教学情境是从学生特点、兴趣及生活经验出发，这种情境可以增强学生参与课堂主动性，因为学生在自己感兴趣或熟悉的事物面前能够表现得更主动、积极、自信。此外，生活化教学情境给课堂营造出轻松愉悦的氛围，压抑与紧张不再，师生、生生交流互动频频。教师在情境中适时对学生进行引导与启发，激励学生主动探求新知识，主动构建知识链。总之，创设生活化教学情境，给学生创造了一个展现自我与表达交流的舞台，有利于学生学科素养的全面提升，有助于教师教学观念、教学方法的更新和专业知识的发展。

参考文献：

[1].曹雪丽.高中“算法与程序设计”教学四部曲[J].中小学信息技术教育，2012（7）.

[2].喻文喜.“程序生活化”的误区及其反思[J].中小学电教，2009（12）.

[3].成满红.高中生物生活化教学情境创设的策略研究--以《分子与细胞》模块为例[D].扬州：扬州大学，2017：17.

（作者单位：西藏自治区工布江达县中学）

责任编辑：潘中原