高中数学课程中的算法及其教学设计研究

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算法是我国《高中数学课程标准》新增的内容。本文对算法的概念、算法的课程价值、部分发达国家的中学数学教学大纲中的算法进行了理论研究,同时以LOGO为数学教育平台,在实验基础上对算法的教学设计进行了研究。研究表明: (1) 算法思想是信息时代社会公民生活的一种需要,是数学发展的一种动力,是计算机科学的核心,算法在教育中也有着广泛的应用;它具有限性、确定性、输入、输出、能行性的特点。学生要适应信息社会发展的需要,必需具备算法思想,达到《高中数学课程标准》中的算法课程目标。 (2) 英、法、美、日、德五个发达国家的高中数学都有算法内容,按偏重于算法与数学的整合、算法与计算机的整合、算法课程内容的独立三种不同形式组织课程。 (3) LOGO程序语言具有强有力的龟图仪,具有模块化、结构程序化、可扩展性、交互性和灵活性的特点,LOGO与算法和数学有着密切联系,国内外LOGO专家的研究表明,LOGO是一种理想的算法学习工具。 (4) 笔者通过算法在LOGO数学实验中的教学设计典型课例的实验研究表明,用LOGO进行算法教学,能激发学生学习算法的热情,学生在LOGO操作过程中能逐步体会算法的思想,进一步提高自己的逻辑思维能力;利用算法在LOGO软件的实现,学生能感受到基本算法语言在计算机上的具体实现;结合程序框图表示解决问题的全过程的学习,学生能达到有步骤地思考问题的能力;学生用LOGO编制和修改程序,这种算法的思想方法渗透到高中数学的函数单调性的学习中,有明显的促进作用;学生通过LOGO数学教育平台学习算法,发展了用算法思想方法分析和解决问题的能力。(5)根据算法课程的内容和教学模式,可以按基于算法形成、发展、理解;基于算法多样化;基于算法修改这三种教学设计类型进行算法的教学。(6) LOGO平台下的算法教学应该遵循教师引导、学生自主探索、自己设计算法;问题驱动激发算法学习动机;注重LOGO网络学习环境设计;算法学习的评价多元化这四条原则。研究表明:算法进入高中课程是必要的,基于LOGO平台的算法教学设计是可行的、有效的。
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