摘要：本文針對(duì)高中階段目前普遍存在的“算法與程序設(shè)計(jì)”模塊難教難學(xué)的現(xiàn)象，結(jié)合普通高中信息技術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，闡述了“易學(xué)、樂(lè)學(xué)、巧學(xué)、悟?qū)W”的教學(xué)策略。同時(shí)用具體的案例說(shuō)明了“算法與程序設(shè)計(jì)”模塊的教學(xué)對(duì)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)課程核心價(jià)值、促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的作用。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；算法；程序設(shè)計(jì)；教學(xué)策略

“算法與程序設(shè)計(jì)”模塊是普通高中信息技術(shù)課程的重要選修模塊之一，是普通高中信息技術(shù)課程發(fā)展過(guò)程中積淀的精華。在這一模塊中，對(duì)算法的體驗(yàn)和設(shè)計(jì)算法解決簡(jiǎn)單問(wèn)題應(yīng)是教學(xué)的第一重點(diǎn)。祝智庭教授認(rèn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)普通高中信息技術(shù)課程的過(guò)程中，批判性思維、算法思維和創(chuàng)新思維是三種“實(shí)用思維”。通過(guò)“算法和程序設(shè)計(jì)”這一模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能掌握算法與程序設(shè)計(jì)的一般知識(shí)和技能，而且還能讓“算法思維”和“創(chuàng)新思維”得到有針對(duì)性的培養(yǎng)和訓(xùn)練，從而促使其進(jìn)一步發(fā)展，讓學(xué)生逐步形成“像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考問(wèn)題”的能力。

可是，目前普遍的現(xiàn)象是算法與程序設(shè)計(jì)模塊教學(xué)讓很多老師感到頭疼。學(xué)生通常也認(rèn)為這部分內(nèi)容枯燥而乏味，所以一些地方選修這一模塊的人數(shù)比較少。如何化解學(xué)生對(duì)這一模塊學(xué)習(xí)的畏懼心理呢？

我根據(jù)利用Pascal語(yǔ)言開(kāi)展算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)的過(guò)程和經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了“易學(xué)、樂(lè)學(xué)、巧學(xué)、悟?qū)W”的教學(xué)策略，這一策略的實(shí)施，取得了較為良好的效果。

● 易學(xué)：突出算法體驗(yàn)，降低入門難度

在進(jìn)入程序設(shè)計(jì)這個(gè)單元的學(xué)習(xí)之前，絕大部分學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)和Pascal語(yǔ)言一無(wú)所知，甚至?xí)X(jué)得程序設(shè)計(jì)很枯燥很難。學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生困難的原因之一是對(duì)課程不了解，認(rèn)為程序設(shè)計(jì)非常深?yuàn)W，難以理解。因此，在這一模塊的第一節(jié)課，我并沒(méi)有直接與學(xué)生討論程序設(shè)計(jì)的問(wèn)題，而是通過(guò)一些有趣的，與信息技術(shù)和學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的故事或事例來(lái)吸引學(xué)生的注意力，然后通過(guò)一些簡(jiǎn)單的例子，讓學(xué)生體驗(yàn)“通過(guò)設(shè)計(jì)程序解決問(wèn)題”的過(guò)程。例如問(wèn)題：甲、乙、丙三人共有24元錢，先由甲分錢給乙、丙兩人，所分給的數(shù)與各人已有數(shù)相同；接著由乙分給甲、丙，分法同前；再由丙分錢給甲、乙，分法亦同前。經(jīng)上述三次分錢之后，每個(gè)人的錢數(shù)恰好一樣多。求原先各人的錢數(shù)分別是多少？

這個(gè)問(wèn)題有一定的趣味性，而且對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)不難理解，學(xué)生通常都能夠通過(guò)“逆推”的方法得出結(jié)果。這個(gè)“逆推”的過(guò)程就是解決問(wèn)題的“算法”，把“逆推”過(guò)程中的公式寫成表達(dá)式的形式，加上程序首部的變量說(shuō)明就是一個(gè)完整的程序。

在我的教學(xué)設(shè)計(jì)中，這節(jié)課的重點(diǎn)是讓學(xué)生體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程，了解計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的算法，而不是讓學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)句和語(yǔ)法。所以，我把事先寫好的程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所有學(xué)生，并且告訴學(xué)生運(yùn)行程序的方法，讓學(xué)生直接運(yùn)行程序。當(dāng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)上看到這段程序運(yùn)行結(jié)果時(shí)，欣喜之情溢于言表，學(xué)生覺(jué)得“設(shè)計(jì)程序解決問(wèn)題”原來(lái)就這么簡(jiǎn)單！通過(guò)這樣的課，學(xué)生認(rèn)識(shí)了程序，體驗(yàn)了程序設(shè)計(jì)的過(guò)程，看到了程序運(yùn)行的結(jié)果。這樣的課堂上，學(xué)生體驗(yàn)到的是在進(jìn)行思維訓(xùn)練，而不是去堆積枯燥的代碼，逐漸消除了畏難情緒，對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)充滿了期待。

把算法的體驗(yàn)和設(shè)計(jì)作為課程的重點(diǎn)，不僅有利于降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，同時(shí)也能使學(xué)生的“算法思維”得到進(jìn)一步的訓(xùn)練和培養(yǎng)，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中能夠主動(dòng)、合理地設(shè)計(jì)算法，尋求解決問(wèn)題的最佳途徑，讓學(xué)生的“深層次信息素養(yǎng)”得到提升，逐步形成“像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考”的能力，這也正是信息技術(shù)課程的核心價(jià)值。

● 樂(lè)學(xué)：分解復(fù)雜問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生興趣

我們都知道，當(dāng)學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容產(chǎn)生興趣時(shí)，就會(huì)從內(nèi)心發(fā)出向往和強(qiáng)烈的求知欲望，產(chǎn)生積極、主動(dòng)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。培養(yǎng)學(xué)生的興趣，除了引用趣味性的案例，還可以在教學(xué)過(guò)程中加以引導(dǎo)。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)巧妙地設(shè)置層層遞進(jìn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在不斷突破“障礙”的過(guò)程中感受學(xué)習(xí)的快樂(lè)，使學(xué)生在興趣的“驅(qū)使”下，對(duì)程序設(shè)計(jì)樂(lè)此不彼。例如，在“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我在兩課時(shí)的內(nèi)容之間給學(xué)生設(shè)置“障礙”。第一課時(shí)，我提問(wèn)：在屏幕上畫一個(gè)由10個(gè)圈圈組成的圖形。課堂伊始我便把在屏幕上畫一個(gè)圓的程序交給學(xué)生，此時(shí)學(xué)生很快就能猜到Circle函數(shù)中各個(gè)參數(shù)的含義，在他們進(jìn)一步了解了屏幕分辨率與像素點(diǎn)的分布后，基本上都能使用手工修改圓心坐標(biāo)或半徑的方式完成這個(gè)任務(wù)。圖1為學(xué)生編程繪制的作品。

雖然學(xué)生采用的是“手動(dòng)畫圓”的辦法，但從學(xué)生畫圓的結(jié)果來(lái)看，學(xué)生不僅畫出了圓，而且對(duì)于圓的大小和位置做了精心的設(shè)計(jì)，當(dāng)我展示這些由“圈圈”組成的美麗圖案時(shí)，學(xué)生發(fā)出了驚嘆。由此可以看出，學(xué)生在程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅理解了相關(guān)的知識(shí)，還融入了自己的創(chuàng)意，這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程顯然是饒有趣味的。

到了第二課時(shí)，我提出這樣的問(wèn)題：畫一個(gè)由100個(gè)圓組成的圖形怎么畫？當(dāng)學(xué)生認(rèn)為過(guò)程實(shí)在是太繁瑣而面露難色時(shí)，我告訴學(xué)生：“凡是重復(fù)性的工作，計(jì)算機(jī)一般都會(huì)有解決的辦法，重復(fù)就是循環(huán)?！蔽医又故玖擞醚h(huán)語(yǔ)句畫10個(gè)同心圓的程序，學(xué)生看懂程序后馬上會(huì)說(shuō)：“老師，別說(shuō)100個(gè)圓，1000個(gè)、10000個(gè)都沒(méi)有問(wèn)題！”

“老師，如何同時(shí)改變圓心坐標(biāo)和半徑呢？”有學(xué)生提出了這個(gè)問(wèn)題。結(jié)合學(xué)生學(xué)過(guò)的解析幾何知識(shí)，一個(gè)通過(guò)循環(huán)變量計(jì)算圓心坐標(biāo)和半徑的表達(dá)式很容易就得出來(lái)了。圖2為學(xué)生作品。

我在處理“循環(huán)結(jié)構(gòu)”這一部分內(nèi)容時(shí)，沒(méi)有讓學(xué)生一步到位達(dá)成最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因?yàn)閷W(xué)生的接受能力存在困難。我將學(xué)習(xí)目標(biāo)分成兩個(gè)，讓學(xué)生在獲得成功、產(chǎn)生學(xué)習(xí)成就感之時(shí)學(xué)習(xí)興趣得以激發(fā)。

創(chuàng)新思維通常以靈活性、獨(dú)創(chuàng)性、流暢性、細(xì)致性或發(fā)散思維為特征。在這兩節(jié)課的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)解決“畫圈圈”這一問(wèn)題，不僅學(xué)習(xí)了Pascal語(yǔ)言中函數(shù)、表達(dá)式、循環(huán)結(jié)構(gòu)等知識(shí)，還借助解析幾何的知識(shí)，發(fā)揮了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，得到了具有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)結(jié)果。

算法的多樣性、程序設(shè)計(jì)的靈活性，為學(xué)生進(jìn)行獨(dú)創(chuàng)性的思維活動(dòng)、編寫個(gè)性化的程序提供了有效的平臺(tái)，也為發(fā)展他們的創(chuàng)新思維創(chuàng)設(shè)了條件。事實(shí)證明，我們只要教會(huì)學(xué)生必要的程序設(shè)計(jì)知識(shí)，學(xué)生就能編寫出很多個(gè)性化的程序。這個(gè)新想法、新程序不斷涌現(xiàn)的過(guò)程，就是學(xué)生積極思考，創(chuàng)新求異的過(guò)程。

● 巧學(xué)：構(gòu)建課程體系，化解學(xué)習(xí)困難

對(duì)于算法與程序設(shè)計(jì)這一模塊，我沒(méi)有照搬教材，而是利用eClass網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)教材進(jìn)行了二次處理，構(gòu)建了自己的“網(wǎng)上教室”。在我的算法與程序設(shè)計(jì)網(wǎng)上教室中有學(xué)習(xí)范例、學(xué)習(xí)資源、交流空間和評(píng)價(jià)工具。學(xué)生的學(xué)習(xí)主要通過(guò)參考范例、研究資源、相互交流完成，學(xué)生利用評(píng)價(jià)工具提交作業(yè)。教師對(duì)作業(yè)進(jìn)行及時(shí)的批改、展示和點(diǎn)評(píng)，學(xué)生也可以相互鑒賞，互相點(diǎn)評(píng)。

圖3是“畫圈圈”學(xué)習(xí)內(nèi)容的一部分。在我的“網(wǎng)上教室”中，“程序設(shè)計(jì)”這部分的內(nèi)容與現(xiàn)行教材完全不同。沒(méi)有傳統(tǒng)教材中，先介紹數(shù)據(jù)類型、命令和函數(shù)，再介紹語(yǔ)法、算法的知識(shí)呈現(xiàn)順序，而是以問(wèn)題為核心，以解決問(wèn)題的思想方法為主線，以解決問(wèn)題的過(guò)程為載體，讓學(xué)生在活動(dòng)的過(guò)程中學(xué)習(xí)算法與程序設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。

例如，在“畫圈圈”這一例子中，除了給出的范例之外，在“網(wǎng)上教室”的學(xué)習(xí)內(nèi)容中還提供了相關(guān)的資源鏈接，學(xué)生可以通過(guò)閱讀、研究這些資源來(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)（而不是通過(guò)教師的說(shuō)教或講解）。

命令、函數(shù)和語(yǔ)法都是“死”的，解決問(wèn)題的“思想”和算法卻是活的。應(yīng)該讓學(xué)生從閱讀程序、理解算法入手，嘗試修改程序，進(jìn)而解決問(wèn)題。這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程，沒(méi)有“滿堂灌”的講解，教師只需對(duì)關(guān)鍵的內(nèi)容稍作說(shuō)明；學(xué)生也不用面對(duì)大量枯燥的文字，只要帶著問(wèn)題有針對(duì)性地閱讀，在“網(wǎng)上教室”的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我常常能夠感受到學(xué)生愉悅的心情和思想的火花。

● 悟?qū)W：及時(shí)因勢(shì)利導(dǎo)，提升情感體驗(yàn)

根據(jù)課程目標(biāo)的要求，我們的教學(xué)不僅要讓學(xué)生掌握一定的知識(shí)和技能，體驗(yàn)解決問(wèn)題的過(guò)程和方法，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力，同時(shí)還要讓學(xué)生獲得愉快的情感體驗(yàn)，形成科學(xué)的態(tài)度，養(yǎng)成正確的價(jià)值觀。

在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程的起步階段，學(xué)生還是碰到不少困難。由于是初次接觸Pascal語(yǔ)言，沒(méi)有編寫程序的經(jīng)驗(yàn)，所以學(xué)生會(huì)被各種簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤所困擾，如保留字拼寫錯(cuò)誤、用了中文標(biāo)點(diǎn)、漏了分號(hào)和冒號(hào)等。但是當(dāng)學(xué)生一個(gè)一個(gè)改正錯(cuò)誤，直到程序能夠正常運(yùn)行的時(shí)候，他們感到開(kāi)心極了。

學(xué)生編寫的程序，往往含有比較多的邏輯錯(cuò)誤。對(duì)于其中比較典型的錯(cuò)誤，教師可以挑選出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生一起糾正。但是如果對(duì)所有的錯(cuò)誤教師都要一一糾正，不僅占用太多時(shí)間而且很不必要。教師可以要求學(xué)生將編寫的程序輸入到計(jì)算機(jī)，進(jìn)行上機(jī)調(diào)試。對(duì)于語(yǔ)法上的錯(cuò)誤，教師可以幫助解決；對(duì)于邏輯上的錯(cuò)誤，如得到了不正確的結(jié)果，應(yīng)該讓學(xué)生獨(dú)立分析、修正、改進(jìn)程序。

對(duì)于程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的收獲并不僅僅在知識(shí)和技能上。幫助學(xué)生從程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)過(guò)程中總結(jié)出學(xué)習(xí)的規(guī)律，提煉出人生的感悟，進(jìn)而把這些收獲遷移到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)，甚至影響其一生。學(xué)生走出了我們的教室，即使忘記了所學(xué)的語(yǔ)句或程序，忘記了程序設(shè)計(jì)的方法，但能夠留下比這些更為寶貴的精神財(cái)富，這也許就是新課程所追求的第三維目標(biāo)吧。

恰當(dāng)?shù)靥幚碚n程的內(nèi)容，采用有效的策略激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程作出及時(shí)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，這樣可以使我們的課程得到順利的實(shí)施。