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浅谈在新课改背景下算法与程序设计课堂中有效问题情境的创设管理论文

来源:教师站 作者:佚名 2017/9/11 0:10:38

这篇教育管理论文浅谈在新课改背景下算法与程序设计课堂中有效问题情境的创设管理论文,由中国教师站(cn-teacher.com)为您整理,供广大学校管理者在教育教学研讨过程中参考。

【摘要】一个好的问题情境,能拨动学生的思维之弦,激活学生的求知欲,调动学生学习的积极性,使看似枯燥、抽象的知识充满亲和力和吸引力,从而使学生更加自主地参与到知识的获取和问题的解决过程之中。本文通过借鉴数学等其他学科的优秀教学方法,着重探讨了如何从教材、学生实际及信息技术学科特点出发,创设有效问题情境,以吸引学生的注意力,激发学生的学习动机,让学生在具体的情境中学习算法与程序设计,提高课堂教学效率。
【关键词】问题情境,有效,创设,算法与程序设计
新课程特别强调要培养学生[本文转载自中国教师站cn-teacher.com]的创新精神和实践能力,大力倡导自主、合作、探究的学习方式,其实也就是强调要引导学生去发现问题、提出问题并解决问题。《高中信息技术课程标准》在实施建议中也提出:教师要从问题解决出发,让学生亲历处理信息、开展交流、相互合作的过程。而学习算法与程序设计的目的,是通过构建算法,利用编程技术把对问题及其解法的认识用编程语言正确地表达出来,即编出一个能够在计算机上运行的程序以解决问题,这其实就是一个发现问题、提出问题、解决问题的过程,也即生疑、质疑、解疑的过程。
那么,教师如何有效地引发学生在学习算法与程序设计过程中生疑、质疑,进而去解疑呢?这关键在于教师要善于根据实际情况创设一定的问题情境,吸引学生的注意力,启发和引导学生的思维活动,激发学生的学习动机,让学生在具体的情境中学习算法与程序设计。
一、什么是问题情境
奥苏泊尔的有意义学习理论认为:创设一定的问题情境,能够使学生对知识本身发生兴趣,进而产生认识需要,产生一种要学习的倾向,从而能够激发学生的学习动机。所谓“问题情境”,是把学生置于研究新的未知的气氛中,使学生在提出问题、发现问题、解决问题的动态过程中主动参与学习。这种学习活动不仅是让学生将已有的知识灵活运用于实际,而且要从这个学习过程中有所发现,获得新的知识和方法。
对未知事务的需要是产生问题情境的基本条件。在问题情境中,当学生借助于已有的知识、经验难以理解和认识未知事物时,无法解决新的问题时,才能激发起学生对新知识的学习兴趣和探索欲望。学生具有了学习新知识的欲望,就会主动去思考、去学习、去行动,就会更加自主地参与到知识的获取过程和问题的解决过程之中。
二、创设有效问题情境的途径
创设问题情境是指在教学活动中,根据教学内容、学生已有经验等具体情况,营造一种现实而富有吸引力的学习气氛,揭示事物的矛盾或引起学生主体内心的冲突,以激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。
1、根据学生已有的兴趣创设问题情境
古人云:“知之者不如好之者,好知者不如乐之者。”兴趣是最好的老师。兴趣是一种无形的动力,当我们对某件事情或某项活动感兴趣时,就会很投入,而且印象深刻。要学好算法与程序设计,也是如此,也非常需要这样的兴趣动力。
在初学者的印象中,算法与程序设计是枯燥乏味、遥不可及的,尤其在高中时代,它属于非主流学科,大部分学生往往为了要学而学,而不是为了想学而学。所以,能让学生对这门课产生兴趣是关键。我们知道,玩游戏一向是学生们所热衷的,所以在上算法与程序设计的第一课时,就可以根据学生的这种即有兴趣,以游戏为引子去激发他们的学习热情和兴趣。比如可以在正式上课之前展示一个游戏(如《学生活动手册》中的“守护泡泡大作战”),然后抛出“同学们想不想知道这个游戏是怎么编的”、“同学们是不是想把自己正在玩的游戏做一些改进以满足自己的需要”等诸如此类的问题,吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,使其产生学习算法与程序设计的动力。
2、以设疑激疑为依托创设问题情境
学起于思,思起于疑。学生的积极思维,往往是从疑问开始的,有了疑问,才会进一步思考、探索,激起求知欲。教师若能根据这一心理特征,以问题引路,故布疑阵,创设矛盾,设置悬念,则会强烈地激发学生探求问题奥妙的积极性,诱导学生由疑到思,由思到知。比如在教学块if语句的时候,以求解一元二次方程根的问题为例,我们可以引导学生从他们最熟知的顺序结构出发,根据出现的矛盾逐步调整、过渡到分支结构,直至完成这项任务。
针对“求解一元二次方程的根”这个问题,可以先让学生用顺序结构写出如下程序代码:
Private Sub Command1_Click()
Dim a, b, c, d, x1, x2 As Double
a = Val(Text1.Text)
b = Val(Text2.Text)
c = Val(Text3.Text)
d = b * b - 4 * a * c
x1 = (-b   Sqr(d)) / (2 * a)
x2 = (-b - Sqr(d)) / (2 * a)
Text4.Text = Str(x1)
Text5.Text = Str(x2)
End Sub
随后请学生调试、运行该程序,可提醒学生依次在二次项系数a、b、c对应的文本框中输入1、2、1和1、1、1,运行程序。验证结果发现,输入前者无任何错误迹象,但输入后者却弹出如下错误对话框:
 
这就激起了学生的疑惑,引发了学生的思考。教师此时可引导学生单击上述错误对话框中的“调试”按钮,并观察代码窗口,会发现“x1 = (-b   Sqr(d)) / (2 * a)”这条语句被指示出错。然后再要求学生根据这一提示信息找出出错的原因。经过仔细比较,并结合已经具备的数学知识,学生恍然大悟,问题也便迎刃而解。
当学生将程序改进,添加了判断变量d的取值的条件语句之后,输入1、2、1和1、1、1均没有问题之时,教师可让学生输入另外一组数据进行验证,如:0、1、1,这时又出现了错误,大部分学生就会自主地用上述方法自己去找出出错的原因及解决的办法。
这样通过一步步的设疑激疑,引导学生逐步将程序完善、优化,最终解疑,不仅可以激发学生的学习热情,调动他们的学习积





极性,其解决问题后的成就感也会油然而生,同时也使他们懂得了如何调试、修改、优化程序,对后续学习大有益处。
3、从学生的已有知识出发创设问题情境
在引入新知识点时,如果能从学生的经验和已有知识出发,精心创设有效的问题情境,不仅能承上启下,使学生有准备、有目的、有期待地进入新课的学习,还可以集中学生的注意力,激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性、主动性和创造性,引导学生进入最佳的学习状态。
比如在引入循环语句for语句时,我们可以这样依次设立如下三个问题,创设情境:
问题一:写出求1+2+3+…+10的和的程序代码。
问题二:写出求1+2+3+…+100的和的代码。
问题三:写出求1 2 3 … n的和的代码。
当引导学生用s=s 1,s=s 2,……,s=s 10这10条赋值语句完成问题一时,教师可顺势提出问题二和问题三。面对问题二和问题三,学生已经有点不再甘心于用解决问题一的方法来解决它们。当学生出现这种心理时,教师可提示学生观察解决问题一的10条赋值语句,并要求他们找出这些语句之间的异同点。学生经仔细观察,便会发现这些语句之间的规律:即都是将s与一个数相加之后的和再赋值给s,而且所加的那个数是从1依次递增到10的自然数。当基本的规律已看出,教师可以引导学生用通式s=s i来表示这10语句,并注明i的变化规律。此时,如何用语句来表示变量i的依次变化成了首要问题,这也是引出for循环语句的恰当时机。所以,经过这一系列引导,新知识点的引出便水到渠成。
在以上的推导归纳过程中,学生不仅对for循环语句有了较深刻的认识,同时也学会了如何分析问题并解决问题。在此基础上,学生若再面对教师提出的诸如求1 1/2 1/3 … 1/n的和、求21+22+23+…+264的和的问题,处理起来则会比较得心应手。
像这样从学生现有的知识结构出发来创设问题情境,引导学生自己推导归纳出新的知识点,能使学生循序渐进地获取知识,感受学习的连贯性、整体性和实用性,形成较为完整的知识体系。在这个过程中,学生就会渐渐地懂得思考问题的方法,其知识迁移能力、思维能力也能得到潜移默化的改进。
4、借用学生的生活经验来创设问题情境
苏霍姆林斯基说过:“在人的心灵深处,总有一种把自己看做发现者、研究者和探索者的固有需要。”所以,在课堂上,教师要给学生提供必要的时间、空间和相应的条件,借用学生的生活经验,让学生全员参与、全程参与、全方位参考。
比如,排序算法是《算法与程序设计中》较难理解的一种算法,如果纯粹地以数字为例进行介绍,给予学生的印象不会太深刻,而且会显得过于抽象,不通俗易懂。所以针对这一现象,我们可以充分利用学生对排队这一活动的熟悉程度来引出排序算法,加深学生对排序算法的直观印象,促进学生对排序算法的理解。具体可以这样操作,在提出排序算法之前,教师可在班级内随机抽取4名高矮不一的学生随机站立,并在这四名学生背后依次贴上40、30、20、10这四个数(高的同学对应大的数,矮的同学对应小的数),然后请这四位学生演示以不同的方法从矮到高的排队过程,教师可在一旁指导学生先按照冒泡排序的方法进行排队演示,并记录他们演示过程中的每一次移动。
通过这样的演示活动,学生对排序算法就会产生相对直观的认识,也不会对排序算法望而生畏,对排序算法的理解也将更加清晰明了。
5、通过学生的认知冲突来创设问题情境
教学中,平铺直叙地讲解一般不会引起学生的学习兴趣。如果能根据新知识点的特点,通过创设情境,设置认知冲突,揭示矛盾,使学生不能用已学知识来解决问题,从而使学生产生强烈的求知欲望。
比如在引入循环语句中的do语句时,可以创设这样一个问题情境,即请学生写出问题“当n至少为多少时,1 2 3 … n的和大于100”的程序代码。面对这个任务,学生一开始肯定会想办法用已学的for语句来解决问题,结果却发现无法确定循环变量的终值n(因为n正是问题中所要求的值),从而产生强烈的求知欲望。此时,教师可不失时机地引出do语句。
像这样通过展示新旧知识之间的矛盾创设问题情境,引起学生的认知冲突,激起学生的求知欲望,便可以很自然地让学生从需要中进入新知识的学习。所以教师若能根据教学实际,适时地通过学生的认知冲突来创设有效问题情境,则可大大提高课堂教学效率。
总之,一个好的问题情境,能拨动学生的思维之弦,激活学生的求知欲,唤起学生的好奇心,调动学生学习的积极性,使看似枯燥、抽象的知识充满亲和力和吸引力,从而使学生更加自主地参与到知识的获取和问题的解决过程之中。所以,我们要认真挖掘教材和钻研课标,从教材内容、学生已有的经验等具体情况出发,注重知识间的联系,创设趣味性、探究性、拓展性的问题情境,激发学生的学习动机,引导学生主动探究算法与程序设计,从而培养学生[本文转载自中国教师站cn-teacher.com]的应用意识和解决问题的能力,促进学生全面、持续、和谐的发展。

参考文献:
1、陶增乐.算法与程序设计.杭州:浙江教育出版社,2006
2、浙江省普通高中新课程实验工作专业指导委员会.信息技术学科教学指导意见.杭州:浙江教育出版社,2007
3、余锦银.新课引入中有效问题情境的创设.数学教学研究,2008,(10):2-7


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