摘 要:職業教學中,“算法”更重于向學生滲透一種思維:如何解決實際問題。如何在課堂上有效開展教學,拓展學生知識層面,達到培養學生解決問題的能力,就要對“算法”有一定的認知。
關鍵詞:算法;價值;認知
高中新課程標準增設了算法初步的內容,在職業教育教改中“算法”也被引進教學。不同于普通高中的課程設計,在職業教學中,“算法”更重于向學生滲透一種思維:如何解決實際問題。要在課堂上有效開展教學,拓展學生知識層面,達到培養學生解決問題能力的目的,就要對“算法”有一定認知。
一、算法應用的廣泛性
算法對學生來說并不陌生。小學的四則混合運算所遵循的先乘除、后加減的規則以及對括號的處理規則,都是學生最初接觸到的算法實例。初中學習的方程組的解法等,也是算法的典型體現。高中學習的求函數零點的二分法,更成了算法的經典。
其實,算法的應用遠不止于此。例如:數列的求和、質數的判定、最大公約數和最小公倍數的求法、實際工作的安排都涉及算法。
二、算法的歷史背景
“算法”即演算法的大陸中文名稱,出自《周髀算經》;而英文名稱Algorithm來自于9世紀波斯數學家al-Khwarizmi,因為al-Khwarizmi在數學上提出了算法這個概念。“算法”原為“algorism”,意思是阿拉伯數字的運算法則,在18世紀演變為“algorithm”。歐幾里得算法被人們認為是史上第一個算法。
三、算法的應用案例
1.古老傳說:漢諾塔游戲
傳說在宇宙中心(印度北部的佛教圣地)的神廟,有三根柱子,其中一根柱子上有64個直徑不同的金片,且金片是按尺寸大小依次壘上去的,最大的在最先面,另外兩根柱子上什么也沒有。古印度教的天神指示神廟里的僧侶們,要他們將這64個金片移至另外一根柱子上,規定:
?。?)每天只能移動一個金片;
?。?)任何情況下,大的金片都不能放在小的金片上面;
(3)移動過程中神廟中的三根柱子都可以利用。
2.某公司能力測試題
你讓工人工作7天,給工人的回報是一個金條,金條平分成相連的7段,在每天結束時給他們一段金條,如果允許你兩次把金條這段,你如何給你的工人付費?
四、算法的實用價值
1.step by step 的思想價值
算法最重要的在于體現了在一系列有序的步驟之后解決了問題,從而嚴謹地體現了step by step的思維。這樣的學習達到了培養學生解決問題能力的目的。
2.推理思想價值
在漢諾塔游戲中,如何最少步驟地搬運金片是關鍵。計算64個金片的搬運難度很大。學生通過實踐發現當有2片金片時需要3步,3片時需要7步,4片需要15步,5片需要31步,……,以此類推學生能夠計算出64片金片需要264-1步,也學會了處理問題時從淺入深、從易到難的遞推方法。
3.知識提升價值
職業教學中數學是一個難點,學生對數學的認識在于會不會計數、會不會運算,函數、立體幾何、解析幾何在實際生活中不能顯而易見的展現出作用,而算法的引入不僅體現了數學思想,而且更體現了數學的實用價值,使學生對知識的學習有了新的認識。
綜上所述,算法已深入到各行各業以及數學的各個領域。隨著科學的發展,算法必將在未來的科學研究和日常生活中發揮越來越重要的作用。
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