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数学教育必须不断变革以适应社会、数学和教育的发展。高中数学课程新增“算法初步”内容是社会发展的需要,也是数学和数学教育发展的需要。近年来,国内数学教育界对于算法的研究正逐步展开,前期的研究主要涉及课程方面,随着教学实验的不断深入,研究的重心应该逐渐转移到教学上来,在建构理论基础的同时,解决教师在教学实践中遇到的实际问题。调查显示:实验区一些教师对“算法初步”内容的教学目标和教学方式认识不足,对算法教学的资源不足有所抱怨;非实验区教师也存在着对算法概念认识不清、担心算法教学资源匮乏等问题。本文在此背景下,基于“算法初步”内容进行算法教学的初步研究。
本文在第一章介绍了问题的研究背景,对国内的相关研究进行了综述,并探讨了本研究的理论意义和现实意义。
本文在第二章首先考察了“算法”一词的来源,介绍了算法的概念和基本特征。然后,区分了几组容易混淆的概念:“算法”与“计算”;“算法”与“过程”、“程序”;“数学课程中的算法教学”与“信息技术课程中的算法教学”;“算法多样化”与“算法最优化”。最后,回顾了数学史上的算法发展历程。
针对师生对“算法初步”内容理解的困惑,本文在第三章详细分析了“算法初步”的基本内容,包括算法的描述、算法的基本逻辑结构(顺序结构、选择结构、循环结构)和基本算法语句(输入、输出语句,赋值语句,条件语句,循环语句),并给出了教学建议。
针对教学资源匮乏的问题,本文在第四章分别从内容、方法和历史的角度整理了数学教科书、现实生活以及中国古代数学中的相关算法素材,并给出了一些算法实例,希望能对广大教师的算法教学提供参考。