高中数学课程中的算法教学设计研究

陈广华
【内容摘要】在高中数学的教学中,算法教学可以分为两种,一种是基于思维探究的书面算法,一种是基于程序的计算机算法,这两种算法相辅相成。算法教学通过对学生思维的培养,养成他们独立思考、深入探索的学习习惯,计算机程序的应用,为学生解决复杂的数学问题提供了可靠的软硬件支持。本文对此进行了分析研究。
【关键词】高中数学 算法 教学设计
高中数学中的算法是指在数学学习的过程中,通过寻找规律和体现流程来解决问题的方法,它能保证解决问题的速度和准确性。与传统的数学教学相比,算法教学更注重学生看待问题时的视角和思维模式,从方法入手,教导学生如何简化问题,如何探索结论。在计算机技术大力发展的今天,计算机程序也为算法教学的进行提供了巨大的支持,老师可以通过计算机编程,或教学生编程,来锻炼学生的逻辑思维能力,学生面对数学问题时有更加灵活多变的处理方法。因此,算法教学已经受到越来越多高中数学教育工作者的青睐。
在高中数学教学中,算法教学可以分为两种,一种是基于思维探究的书面算法,一种是基于程序的计算机算法,这两种算法相辅相成。前者是后者的基础,后者是前者的简化,老师教学时要注意将这两种方法适当的结合起来,充分利用教学资源,在提高学生学习成绩的同时,锻炼他们的思维能力,培养他们积极思考的学习态度。
一、推广算法教学思想
算法教学与传统的数学教学有一些区别,传统数学教学注重模式和结果,对相似问题多采取的是生搬硬套的方法,而算法教学注重逻辑思维和解决问题的流程,着眼于问题的本质。这对学生的要求很高,老师教学起来有一定的难度,首先就是要将算法教学的思想传达给学生,让学生能够转变思想,积极与老师配合。
比如,学习《函数的概念和图象》时,老师不要急于教函数方程的解法,可以通过观察去寻找函数的突破点,或者培养学生首先做出函数图像的学习习惯,通过对抛物线的分析,或者图形的象限区域选择,让问题变得直观,从而方便解答,也更容易找出错误所在。
又比如,在学习《函数与方程》的时候,老师要引导学生注意区分方程的情况,关注问题中所给出的区分条件,如当方程无实根时,求未知数的取值范围,或者当方程有唯一实根时,求未知数的值等等。这些条件是解题过程的思路体现,学生可以根据揣摩这些条件来确定解题的思维,并且这些条件应用在计算机程序上也是最为关键的条件语言。因此,老师在教学过程中就要特别注意教导学生对条件进行区分,掌握各条件的特点和衍射情况,让学生的思维更加清晰活跃。
推广算法教学思想是进行算法教学的前提,只有让学生认识到思维的重要性,领会到算法的实用与便捷,才能让他们对老师的教学充满信心,从而在学习上减少怀疑和消除顾虑。除了在学生中推广算法教学思想,老师还可以向学校提出建议,在硬件上给予支持,普及计算机的使用,开设计算机课程,为算法教学提供有力的帮助。
二、加强计算机程序应用
算法是计算机技术的核心,一段程序最为关键的地方就是熟悉语言流程所代表的意义,如何将语言流程没有疏漏的、完善的表达出来。高中数学的知识复杂繁琐,在应用计算机程序上虽然对学生的思维要求颇高,但反过来,通过计算机程序的阅读和编写,也能让学生的思维更加清楚流畅,起到互相促进的作用。
比如,在学习《等差数列》一章时,因为等差数列特定的规律,就可以利用计算机编程来加快学生吸收知识的速度。以从一加到一百为例,老师可以事先编写程序,以S存放和,从0开始,i表示项数,从1开始,当条件语句i<=100时,s=s+i,同时i=i+1,当不符合条件时,输出结果s。对于这个程序,老师要着重教导学生注意和的叠加和项数的叠加要同时进行,这样学生就能领会到等差数列求和的本质和应该要注意的问题,在利用计算机程序进行计算的过程中,学生能够感受到计算机计算的速度和便捷,对算法教学会产生浓厚的兴趣。
又比如,在学习统计知识的时候,由于统计的数据往往庞大而繁琐,学生即便知道统计的要领,但是在操作上也心有余而力不足。这种情况下,计算机就成了必备条件。通过计算机程序的编写,学生可以快速的对数据进行分类,如归类学生的成绩,90分以上的为第一类,90以下,60以上的为第二类,60以下的为第三类,利用计算机算法,这样的分类不用一秒就能完成。又如,在绘制图表方面,计算机根据程序语言绘制的图表快速而精确,能够做到直接生成,大大减少了工作量,而且在程序编写过程中,学生会对统计的知识进行复习和巩固,如果程序表现的结果有误,也能第一时间去查漏补缺,大大提高了学生学习的效率。
计算机程序的应用是算法教学的一个主要体现,它让算法变得直观清楚,不仅提高了老师的教学效率,也让学生的学习变得灵活。在计算机程序的应用上,数学的教育可以与计算机的教育相结合,因为在大学、硕士乃至博士生的学习中,计算机与数学是密不可分的,在数学、计算机、工程、生化等领域,两者都发挥着巨大的作用。因此,老师可以通过计算机竞赛,数学编程竞赛等实践活动,让学生深入的领会算法教学的精髓,为学生以后的学习打好基础。
三、结语
算法教学通过对学生思维的培养,养成他们独立思考、深入探索的学习习惯。通过对计算机程序的应用,为学生解决复杂的数学问题提供了可靠的软硬件支持,让学生的学习过程变得简洁而有效率。因此,算法教学应该被广泛的应用于高中数学的教学中,在提高学生成绩和思维的同时,与时俱进,开发更加先进的教学方法。
(作者单位:江苏省盐城市时杨中学)
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