高中信息技术教育中算法思维培养研究

谢艳梅

摘 要：在信息技术发展的推动下，算法思维能力越来越受到重视，成为学生的必备素质之一。主要分析了高中信息技术中算法思维培养的方法，期望能够实现算法思维培养的目标，促进学生的全面发展。

关键词：高中信息技术；算法思维；方法

一、算法与算法思维的含义

1.算法

当前，计算机技术已应用到各个行业和领域，对行业和领域的发展发挥了巨大的促进作用。人们在使用计算机时需要分析和处理问题，首先需要将文本语言通过一定的算法转化为计算机语言，通过一定的模块进行解决。算法就是一种指令，在输入相应的指令后，计算机就会给出一定的结果，这个过程和方法就是算法。

2.算法思维

算法思维是思维方式的一种，具有较强的逻辑性，其本质是数学思维。拥有算法思维的人能够将复杂问题简单化，促进问题的解决。例如，有拖地、烧水、泡茶三件事情要做，拖地需要30分钟，烧水需要5分钟，泡茶需要3分钟。在这个事件中，使用算法思维能够让人先烧水，同时拖地，水烧好之后停止拖地进行泡茶，这一系列事件所花费的时间其实只有拖地的时间，而如果不使用算法思维，会增加这几个事件的时间。可见，算法思维是数学思维的一种，其中也包含了哲学思维，是人类智慧的体现。

二、高中信息技术教育中算法思维的培养意义

1.有利于提高学生的数学思维能力

算法让人体验到事件的顺畅解决，并且随着算法的不断优化，人们能够更好地探索未知事物，更好地解决实际问题。培养学生的算法思维能够让学生发现和解决数学问题，选择更好的方法学习数学，做出科学的判断。另外，数学思维也能够让学生感受生活的未知，提升数学的学习兴趣。特别是对于一些领域，能够通过计算机解决就表示其也能够利用数学方法解决，这种方法也是可以运用的。

2.有利于提高学生的逻辑思维能力

算法思维的逻辑分析能力主要体现在思维的存在形式和规律中，例如一个人的说话方法、习惯等。只有具备良好的逻辑思维能力，才能够让其说话更科学合理。从算法的本质看，其各个步骤都是有顺序的，这也是算法的条件，对算法进行编辑能够让学生按照一定的逻辑分析问题，而不是杂乱无章，使问题条理化、结构化。例如日常生活的时间分配、劳动分配等都能够帮助人们更好地完成脑力劳动，高效地解决实际问题。

三、高中信息技术教育中算法思维的培养方法

1.设置相应的问题情境

算法思维具有较强的问题性，只有在具体的问题情境中才能够体现算法思维的重要性。因此，教师应设置相应的问题情境，将学生引入问题情境，利用算法思维解决实际问题，进而培养思维能力。例如，在学习《信息加工与表达》时，教师就可以通过“韩信点兵”的例子让学生自己设计算法进行计算，当然这有一定的难度，需要教师给予适当的引导。这样就容易让学生理解计算机语言，并教会学生将问题的求解过程转化为流程图，更好地理解算法的概念，学会使用算法思维。

2.搭建问题结构框架

例如，在学习《Photoshop》时，如果教师仅仅依靠说明书教学生“滤镜”“抠像”等问题，学生很难学会实际操作。这时教师就可以设置具体的问题，构建问题结构，教师可以向学生演示名片的制作、广告牌的制作等，激发学生的学习兴趣，让学生想为自己制作一张名片。同时，教师应把任务分解，将不同的素材分层次体现，例如字体、背景、头像等如何制作，让学生掌握关键步骤的操作，注重引导学生观察和思考制作方法和步骤。最后教师要说明注意事项。这样通过任务分解，让学生构建了一定的知识框架，一步步完成任务，符合了算法思维的要求，同时也培养了学生踏实的学习态度。

3.多符号表达算法过程

算法思维是一种思维形式。只有通过其他形象的媒介才能够让学生理解。在不同的算法层级中，会使用到不同的符号。例如在学习多媒体制作软件时，教师就可以使用流程图让学生掌握作品的制作步骤，通过一些符号将抽象的步骤表达出来。当然，每个学生都对符号有自己的倾向，教师要支持和鼓励学生使用自己的独特表达方式，以更好地培养学生的算法思维和能力。

4.帮助学生挖掘知识点背后的算法机制

学习不能浅尝辄止，要触及深层次的思维。例如，在统计英文单词个数时，学生看到“I love English”时就会说出其中有三个英文单词，但很少有学生会问“人的大脑是如何得到3这个数字的”。这时，教师就需要让学生明白其中的算法思维，即字母后面出现了一个空格就被认为一个单词。计算机思维的过程是通过代码运行的，我们很难看到。因此，教师要善于挖掘知识点背后的机制，培养学生的算法思维。例如，在学习数据排序时，教师可以利用学生的考试成绩进行教学，展示给学生“总成绩排名”的步骤，然后向学生展示其中的原理，即通过对比两个数字，将大的放在前面，小的放在后面，通过两两比较后就能够排序。

5.使用多元化的评价方式

在算法思维的培养过程中，教师可以使用多元化的评价方式促进学生自主学习，培养学生良好的学习动机、学习兴趣和学习能力等，多角度评价学生的学习效果，更好地培养学生的算法思维。例如，在学习“信息资源管理”时，教师不仅要评价学生对管理方式的掌握，同时还要对学生的上课学习过程进行评价，让学生学会将这些管理方式运用到实际学习和生活过程中。

算法思维的培养是高中信息技术教育的重要任务之一。在高中信息技术教育过程中，教师应充分利用学科优势通过多样化的方法和措施培养学生的算法思维，使学生感受到算法思维的魅力，促进其在日常学习和生活中应用算法思维，提高学生的綜合素质。

参考文献：

[1]黄龙强.在高中信息技术课程中培养学生算法思维能力的研究[D].华中师范大学，2016.

[2]陈晓红.普通高中信息技术教育中的算法思维培养策略研究[D].南京师范大学，2007.

编辑 高 琼