高中數(shù)學(xué)“算法初步”的教育價(jià)值

曹娜娜 趙華新

摘 要：隨著高速信息化時(shí)代的發(fā)展。我國(guó)教育信息化程度也越來(lái)越高，數(shù)學(xué)課程與信息技術(shù)的整合逐漸成為數(shù)學(xué)課程發(fā)展的新的趨勢(shì)之一。算法作為計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)及其應(yīng)用的重要組成部分，已成為公民必備的一種數(shù)學(xué)素養(yǎng)。高中數(shù)學(xué)引入“算法初步”，有其積極的教育價(jià)值。

關(guān)鍵詞：算法初步；教育價(jià)值

中圖分類號(hào)：G633.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）09-0045-01

一、算法的概念

“算法”一詞中文來(lái)源于《周髀算經(jīng)》，而英文名稱algorithm來(lái)源于9世界數(shù)學(xué)家阿爾·花拉子米，原意為阿拉伯?dāng)?shù)字的運(yùn)算法則。花拉子米在數(shù)學(xué)上首次提出算法概念，到18世紀(jì)才演變?yōu)楝F(xiàn)在的寫(xiě)法。隨著數(shù)學(xué)的深入發(fā)展，計(jì)算機(jī)的普及，算法被賦予更高的意義與價(jià)值，但對(duì)于算法的定義，目前學(xué)術(shù)界還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。

在《Oxford Concise Dictionary of Mathematics》中對(duì)算法的解釋是：A precisely described routine procedure that can be applied and systematically followed through to a conclusion.即算法是一個(gè)精確描述的且具有實(shí)用性的程序步驟，可以系統(tǒng)地執(zhí)行一個(gè)結(jié)論。

《新課標(biāo)解讀》認(rèn)為“機(jī)械地按照某種確定的步驟行事，通過(guò)一系列簡(jiǎn)單計(jì)算操作，完成復(fù)雜計(jì)算的過(guò)程，被人們稱為‘算法過(guò)程。”

綜合來(lái)看，算法可以理解為解決某類問(wèn)題所采取的明確的、有限的方法或步驟。

二、高中數(shù)學(xué)“算法初步”的課程設(shè)置

2003年，我國(guó)數(shù)學(xué)教育第一次把算法引入高中數(shù)學(xué)課程，“算法初步”安排在高中數(shù)學(xué)必修三中，課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下（以北師大版為例）：

第一節(jié)為算法的基本思想。通過(guò)簡(jiǎn)單的例子，使學(xué)生對(duì)算法有了初步的了解，并能體會(huì)算法思想的文化價(jià)值。

第二節(jié)為算法框圖的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)，其中算法的三種結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)為教學(xué)重點(diǎn)。使學(xué)生對(duì)算法在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)有初步的了解。

第三節(jié)為幾種基本語(yǔ)句。重點(diǎn)介紹了條件語(yǔ)句與循環(huán)語(yǔ)句，學(xué)生能寫(xiě)出一個(gè)簡(jiǎn)單算法的語(yǔ)句。

通過(guò)對(duì)教材的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生體會(huì)算法的程序化思想，而不是簡(jiǎn)單呈現(xiàn)一些算法。在教學(xué)的過(guò)程中滲透算法思想，注重與信息技術(shù)的整合。

三、算法初步的教育價(jià)值

“算法初步”自進(jìn)入高中數(shù)學(xué)課程，便引起了廣大研究者的注意，其教育價(jià)值也越來(lái)越明顯，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）算法思想是高中生必備的一種數(shù)學(xué)素養(yǎng)

隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息化時(shí)代，信息技術(shù)與數(shù)學(xué)關(guān)系更加緊密。算法作為計(jì)算科學(xué)的重要基礎(chǔ)及數(shù)學(xué)的重要組成部分，在社會(huì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步中起著越來(lái)越大的作用，算法思想成為現(xiàn)代人必備的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。對(duì)于高中生而言，為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，需要不斷提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)，而《新課標(biāo)》將“算法初步”引入高中數(shù)學(xué)課程，有利于高中生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升。

（二）培養(yǎng)學(xué)生思維能力的著力點(diǎn)

算法具有概括性、抽象性和精確性的特點(diǎn)，對(duì)中學(xué)生而言，從算法的分析，算法的實(shí)現(xiàn)到算法的優(yōu)化的一個(gè)過(guò)程，就是數(shù)學(xué)思維的一個(gè)提升過(guò)程。算法的每一個(gè)執(zhí)行過(guò)程都在預(yù)設(shè)中，并且可以根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的活動(dòng)推算出下一步的活動(dòng)，設(shè)計(jì)算法時(shí)，不斷思考，使得算法最優(yōu)化，有助于對(duì)思維的條理性與邏輯性的培養(yǎng)。高中“算法初步”的引進(jìn)，是對(duì)于學(xué)生良好思維能力的培養(yǎng)，也是高中數(shù)學(xué)課程中對(duì)學(xué)生思維能力培養(yǎng)的一個(gè)著力點(diǎn)，教師可以在教學(xué)過(guò)程中不斷滲透算法思想，進(jìn)而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。

（三）實(shí)現(xiàn)與高等教育的銜接

算法作為一個(gè)全新的課題被引入到中學(xué)數(shù)學(xué)課堂，教師在教學(xué)過(guò)程中需不斷滲透算法思想，并且與信息技術(shù)的整合也勢(shì)在必行。比如在用二分法求方程的近似解，可以用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，如用C語(yǔ)言很容易求得方程的近似解，教師可以在教的過(guò)程中，編寫(xiě)算法程序，讓學(xué)生切實(shí)感受到計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的強(qiáng)大功能。而高等教育中，尤其是數(shù)值計(jì)算類課程及計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，需要學(xué)生靈活的算法思想及數(shù)學(xué)頭腦，將BASIC等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)語(yǔ)言滲透到高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，是高等教育與初等教育的銜接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)初等教育與高等教育的接軌。

（四）體現(xiàn)一定的文化價(jià)值

算法思想是我國(guó)古代數(shù)學(xué)的主要特征，比如在《九章算術(shù)》、《周髀算經(jīng)》等都蘊(yùn)含著豐富的算法思想，尤其是《九章算術(shù)》開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)古代數(shù)學(xué)構(gòu)造性和機(jī)械化的算法模式，并貫穿于我國(guó)古代數(shù)學(xué)發(fā)展的全過(guò)程之中，算法思想的發(fā)展過(guò)程，就是數(shù)學(xué)文化的形成過(guò)程，在現(xiàn)代高中數(shù)學(xué)中引入算法，其實(shí)也是數(shù)學(xué)文化的吸收與發(fā)展過(guò)程。

四、小結(jié)

總之，高中數(shù)學(xué)“算法初步”的引進(jìn)，有著積極的教育價(jià)值，教師在教學(xué)過(guò)程中，需滲透算法思想，培養(yǎng)學(xué)生的算法意識(shí)，體現(xiàn)算法的文化意義與價(jià)值。

（作者單位：延安大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院）

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