高中數(shù)學(xué)算法的認(rèn)知

時(shí)間:2022-06-06 04:42:31

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高中數(shù)學(xué)算法的認(rèn)知

算法簡單地說是一類問題有效的解題方法,它是由基本運(yùn)算及規(guī)定的運(yùn)算順序所構(gòu)成的完整的解題步驟。它強(qiáng)調(diào)的是通性通法,不關(guān)注問題的特殊性。機(jī)械地按照某種確定的步驟行事,通過一系列簡單計(jì)算操作,完成復(fù)雜計(jì)算的過程,被人們稱為“算法”過程。現(xiàn)代意義上的“算法”通常是指可用計(jì)算機(jī)解決的某一類問題的程序或步驟,這些程序或步驟必須是明確和有效的,且能在有限步驟內(nèi)完成。描述算法可用不同的方式,可以用自然語言、基本語句描述,也可以使用程序框圖直觀地表示算法的整個(gè)結(jié)構(gòu)。算法教學(xué)是控制學(xué)生解題過程的一種教學(xué)方法。

其代表人物為前蘇聯(lián)心理學(xué)家л.н.蘭達(dá)。他認(rèn)為使學(xué)生掌握了思考活動(dòng)的一般方法就可以發(fā)展學(xué)生的智力。在高中教學(xué)中引入算法正是對蘭達(dá)所提出的算法教學(xué)的最直接的應(yīng)用。算法教學(xué)過程遵循了人類邏輯推理過程———由特殊到一般的歸納過程,再由一般到特殊的演繹過程。學(xué)生在算法學(xué)習(xí)過程中要充分體會(huì)這種邏輯思維方法,這對于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決數(shù)學(xué)問題的程序化能力有極大的益處,使學(xué)生在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)會(huì)有意識地尋求一種通法,在思維的鍛煉中提高條理性和嚴(yán)密性,使學(xué)生形成合理的思考方式。算法教學(xué)中記憶性的學(xué)習(xí)比較少,更多的是給學(xué)生一個(gè)自由探索發(fā)展個(gè)性的平臺(tái)。學(xué)生在教師提出問題后有目的地探索解決問題的方法并對結(jié)果進(jìn)行調(diào)試和檢驗(yàn)。在這個(gè)過程中,學(xué)生理解知識、整合、內(nèi)化,并使得思維得到進(jìn)一步發(fā)展。算法教學(xué)采用逐步滲透、逐級強(qiáng)化提高的螺旋式結(jié)構(gòu)。

在必修1中的二分法是算法最早出現(xiàn)的問題,在必修2中的直線與圓的方程的性質(zhì)的研究中進(jìn)一步滲透,在必修3第一章中正式學(xué)習(xí),在第二章統(tǒng)計(jì)和第三章概率提出了算法思想的應(yīng)用問題;在必修4的弧度制中進(jìn)一步提出了其應(yīng)用;對于文科的學(xué)生在選修系列1-2中又追加了程序框圖和流程圖,實(shí)際上算法已經(jīng)成為高中數(shù)學(xué)的一條主線。算法除了作為數(shù)學(xué)3的內(nèi)容之外,其思想還應(yīng)滲透在整個(gè)高中數(shù)學(xué)課程中。比如在數(shù)學(xué)2的解析幾何初步中,對利用公式計(jì)算的幾何問題進(jìn)行分步求解,其中就蘊(yùn)涵程序化解題思想。因而在數(shù)學(xué)1、數(shù)學(xué)2中的教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)注意逐步滲透算法思想,讓學(xué)生逐步體會(huì)程序化解題的方法,為數(shù)學(xué)3的算法教學(xué)做好鋪墊。在數(shù)學(xué)3的算法教學(xué)中,要鼓勵(lì)學(xué)生盡可能運(yùn)用算法知識解決接觸過的相關(guān)問題,例如:設(shè)計(jì)算法求方程的近似解,讓程序化思想成為學(xué)生思考問題的習(xí)慣,在往后相關(guān)內(nèi)容(如制作隨機(jī)數(shù)表、數(shù)列的前n項(xiàng)和)教學(xué)中,也要注意體現(xiàn)數(shù)學(xué)與算法的有機(jī)結(jié)合,有意識地引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)算法思想,使其體會(huì)到掌握算法思想對提高數(shù)學(xué)能力的重要性。

新課標(biāo)中算法內(nèi)容的引入,是適應(yīng)信息技術(shù)高速發(fā)展的需要。算法體現(xiàn)了通用化、機(jī)械化、程序化等特點(diǎn),在算法教學(xué)中有以下幾點(diǎn)建議:

(1)同時(shí)走好算法表示的三條路,即自然語言、程序框圖、算法語句。在教學(xué)中,可以結(jié)合具體的算法實(shí)例,分析用自然語言表示算法的步驟,繪制相應(yīng)算法的程序框圖,并編寫相應(yīng)框圖的算法程序。注意三條途徑的目的是體會(huì)其中的算法思想。

(2)剖析清楚教材中的幾例典型算法實(shí)例,例如解一元二次方程、二元一次方程組,質(zhì)數(shù)的判定,按大小順序輸出三個(gè)數(shù),1~100的累加,二分法求方程近似解,分段函數(shù)的求值等。

(3)學(xué)習(xí)程序框圖時(shí),先結(jié)合一個(gè)流程圖的實(shí)例,認(rèn)知基本的程序框及功能,并分析其中的邏輯結(jié)構(gòu)。各種邏輯結(jié)構(gòu)(順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、當(dāng)循環(huán)結(jié)構(gòu)、直到循環(huán)結(jié)構(gòu))的學(xué)習(xí),都應(yīng)當(dāng)配合一個(gè)具體的例子逐步分析,特別是循環(huán)結(jié)構(gòu),要一次次循環(huán)分析,讓學(xué)生徹底理解框圖的功能,提高邏輯思維能力。

一線教師面臨的首要任務(wù)是熟悉教材,一些教師在以往的高中數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,往往是一堂課一堂課地備課,新的課程標(biāo)準(zhǔn)告訴我們要樹立整體把握的理念。整體把握高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,了解高中數(shù)學(xué)新課程的整體脈絡(luò)主線,有利于高中數(shù)學(xué)教師對高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容形成全局性的認(rèn)識,有利于教師恰當(dāng)設(shè)計(jì)在單元教學(xué)中的起始課,有利于教師用發(fā)展的眼光看待“一步到位”做法的弊端。算法作為新增加的內(nèi)容,不僅要滲透于數(shù)學(xué)各部分知識,更需要把算法與信息技術(shù)相整合,將算法轉(zhuǎn)化為程序語句,在計(jì)算機(jī)上具體實(shí)施算法,使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識算法、理解算法。

作者:焦仲民工作單位:隴西縣第三中學(xué)