浅谈高中数学算法教学和信息技术的有效结合

2022-04-29王永宁

课堂内外·高中教研 2022年1期

王永宁

摘要：算法蕴含着深厚的数学思维，是数学知识框架的核心。在高中数学教学中，教师可以将算法教学与信息技术结合起来，充分调动学生的学习兴趣，让学生更加深入地学习算法知识。本文主要介绍了高中数学算法教学现存问题，并提出了高中数学算法教学与信息技术结合的主要途径。

关键词：高中数学;算法教学;信息技术

在数学知识体系中，算法是很重要的内容，其体现了算理与数学思维。新时期下，随着现代信息技术的快速发展，计算机已经成为人们日常生活的重要工具，在计算机中，算法是最关键的存在。可以说算法是数学学科与计算机的重合点，在这种情况下，如何加强高中数学算法教学与信息技术的结合是每一名高中数学教师需要思考的重要话题。

一、高中数学算法教学现有问题

就目前而言，在高中数学算法教学中普遍存在学生学习算法知识的兴趣不高的情况。很多高中生对算法概念、理论缺乏深入了解，应用算法知识的思维比较差，课堂教学效果不佳。

首先是在课程上，关于算法方面的阐述不太全面，这就会对学生理解算法知识带来一定困难。同时算法内容与时数存在一定矛盾，如何在相应的时间区域内设置科学的内容是需要深思的问题。

其次有些高中数学教师在教学观念上依旧停留在以往的教学内容上，没有更新调整教学观念，加上教师本身对算法理解得不是很深入，没有在课堂上高效率地完成算法教学。在课堂上高中数学教师更多的是引导学生学习传统的数学知识点，关注学生的数学考试成绩，欠缺算法思想，因而影响到算法教学质量。

此外，在教学资源上存在不足的情况，高中数学教师在算法教学中缺乏充足的参考资源，相关教学配套设施也不足，难以有效开展算法教学活动。算法本身属于时代性教育内容，而在高中数学算法教学活动中，教师很难通过计算机开展算法教学活动，学生缺乏了计算机实践，就会降低算法意识，也没有充分体会到算法的用途，学习主动性会逐渐降低。

二、高中数学算法教学与信息技术的有效结合策略

（一）明确算法概念

在实践中，为了让学生对算法知识有更深的了解，实现算法与信息技术的良好结合，需要指引学生对算法概念有充分的了解。当前高中数学教学中，算法教学无法很好地与信息技术结合，很大一个原因是学生对算法概念不是很了解。对此，在日常教学中，高中数学教师需要进一步明确算法的概念。算法简单来说就是针对某个问题，通过针对性、层次性的措施，让问题能高效、有步骤地进行计算，同时这种计算方法能确保人与计算机都可以达成计算。算法与信息技术结合主要是将抽象的算法理念通过计算机语言描述出来，借助计算机实现算法演算。高中数学教师在算法教学中阐述算法概念时，需要尽可能与学生的日常生活相结合，帮助学生更加深入地理解，避免其产生“算法无用”的想法。

（二）强化算法思想培养

新课程标准对于高中数学算法教学提出了新的要求，教师既要引导学生掌握算则，还需要引导学生理解算理，从而实现对学生算法思想的培养。因此，在日常教学中，高中数学教师需要特别注重学生算法思维培育，包括逻辑选择思想、循环思想、分布递推思想等，促进学生思维能力提升。

如在“等差数列”教学中，教师可以从算法的角度对学生进行指引，求1+2+3+4+5的算法，解析：（1）按照顺序逐一相加，先计算1+2，然后计算第一步运算结果与3相加，接着将第二步运算结果与4相加，最后将第三步运算结果与5相加得出最终结论。（2）通过等差数列求和公式开展计算，第一步取a1=1，d=1，n=5;第二步利用等差数列求和;第三步输入运算结果。（3）通过累积相加程序开展计算，第一步设S=0，I=1;第二步将S+I的值赋予S，I的值增加1;第三步如果I比5大，则输出S，否则运行第二步。高中数学教师在教学中将算法思想渗透到等差数列教学中，指引学生从多个角度对等差数列知识进行思考，这样既能锤炼学生思维能力，又能加深学生对等差数列知识的理解。

（三）借助案例调动学生兴趣

高中数学教师在开展算法教学活动时，需要注意循序渐进，不能过多地讲解理论知识，要结合实例开展教学活动，以方便学生认识。高中数学教师在选择案例时需要特别注意案例尽可能贴近学生的日常生活，或者是数学课上之前学过的知识。如在While循环语句中，教师可以选择数学中的二分法内容，便于学生感知。高中数学教师选择的例子要尽可能有良好背景，趣味性要强，如在我国的《九章算术》《孙子算经》中，有很多有趣的内容让教师选择。如经典的“鸡兔同笼”问题，其具有极强的代表性，教师以此案例为出发点引出算法内容，提高学生的学习兴趣。教师在讲解输入输出语句时，可以让学生思考是否能设计一个二元一次方程组的通用算法，引导学生深入思考，便于输入输出语句知识讲解。高中数学教师要特别注意，选取的案例算例不能太难，要逐层次地提高难度，学生刚开始学习算法知识时选择难度高的案例，很容易引起学生的厌学心理。如在刚开始学习时，选择例子“给出求1×2×3×4×5×6的算法”，这样的例子十分简单，并且蕴含了程序化解题思想，对于学生算法思维培养十分有利。

（四）强化算法在计算机中实际运用

在高中数学算法教学中，关于算法检验问题利用计算机无疑是很便捷的，高中数学教师要结合学生的学习状况，指引其合理地应用计算机开展算法检验，强化学生对算法的体验，促使学生能对算法的实际应用有所了解。在条件不允许的情况下，高中数学教师可以借助一台计算机为学生展示具体的算法流程，让学生意识到通过算法命令计算机，能更好地达到最终结果，促使学生体会到数学算法在信息化时代的作用。

高中数学教师在讲解完算法概念后，可以给出学生这样的例子：对于任意给出的大于1的整数m，设计一个程序（步骤）来判断m是否是质数。教师可以指引学生先对质数的概念进行回顾，然后设计针对性的步骤：

1. 判断m是否等于2，如果m=2则m是质数，如果m≠2，执行下一步。

2. 依次检验2至（m-1），是否存在m的因数，如果存在，则判定m不为质数;如果不存在，则m判定为质数。

3. 在计算机中输入程序，指引学生利用实际数字对程序进行论证，判定一个大于1的整数是否是质数。

在高中数学算法教学活动中，教师需要尽可能为学生创设算法检验的平台，引导学生能真正利用计算机进行实践操作，让学生在操作中理解算法知识，改进其算法观念，促进学生对算法知识的理解应用。

三、结语

算法是数学知识的重要组成部分，同时也是计算机科学的核心所在。新时期下算法已经成为一种十分有用的智慧工具，高中数学教师在开展算法教学活动时，需要灵活发挥出信息技术的优势，实现信息技术与算法教学的良好融合，以此引导学生更加深入地学习算法知识，促进学生综合能力的提升。

（责任编辑：莫唯然）

参考文献：

[1]侯彦智. 浅谈信息技术算法教学与高中数学算法教学[J]. 新课程（下），2019（04）：74.

[2]刘淑丽. 新课程下高中数学算法教学的应用浅析[J]. 考试周刊，2019（25）：90.

[3]任建宝，刘辉. 基于算法实验教学的高中数学优课开发策略[J]. 数学学习与研究，2019（01）：44.