高中信息技術教育中算法思維培養研究

謝艷梅

摘 要：在信息技術發展的推動下，算法思維能力越來越受到重視，成為學生的必備素質之一。主要分析了高中信息技術中算法思維培養的方法，期望能夠實現算法思維培養的目標，促進學生的全面發展。

關鍵詞：高中信息技術；算法思維；方法

一、算法與算法思維的含義

1.算法

當前，計算機技術已應用到各個行業和領域，對行業和領域的發展發揮了巨大的促進作用。人們在使用計算機時需要分析和處理問題，首先需要將文本語言通過一定的算法轉化為計算機語言，通過一定的模塊進行解決。算法就是一種指令，在輸入相應的指令后，計算機就會給出一定的結果，這個過程和方法就是算法。

2.算法思維

算法思維是思維方式的一種，具有較強的邏輯性，其本質是數學思維。擁有算法思維的人能夠將復雜問題簡單化，促進問題的解決。例如，有拖地、燒水、泡茶三件事情要做，拖地需要30分鐘，燒水需要5分鐘，泡茶需要3分鐘。在這個事件中，使用算法思維能夠讓人先燒水，同時拖地，水燒好之后停止拖地進行泡茶，這一系列事件所花費的時間其實只有拖地的時間，而如果不使用算法思維，會增加這幾個事件的時間。可見，算法思維是數學思維的一種，其中也包含了哲學思維，是人類智慧的體現。

二、高中信息技術教育中算法思維的培養意義

1.有利于提高學生的數學思維能力

算法讓人體驗到事件的順暢解決，并且隨著算法的不斷優化，人們能夠更好地探索未知事物，更好地解決實際問題。培養學生的算法思維能夠讓學生發現和解決數學問題，選擇更好的方法學習數學，做出科學的判斷。另外，數學思維也能夠讓學生感受生活的未知，提升數學的學習興趣。特別是對于一些領域，能夠通過計算機解決就表示其也能夠利用數學方法解決，這種方法也是可以運用的。

2.有利于提高學生的邏輯思維能力

算法思維的邏輯分析能力主要體現在思維的存在形式和規律中，例如一個人的說話方法、習慣等。只有具備良好的邏輯思維能力，才能夠讓其說話更科學合理。從算法的本質看，其各個步驟都是有順序的，這也是算法的條件，對算法進行編輯能夠讓學生按照一定的邏輯分析問題，而不是雜亂無章，使問題條理化、結構化。例如日常生活的時間分配、勞動分配等都能夠幫助人們更好地完成腦力勞動，高效地解決實際問題。

三、高中信息技術教育中算法思維的培養方法

1.設置相應的問題情境

算法思維具有較強的問題性，只有在具體的問題情境中才能夠體現算法思維的重要性。因此，教師應設置相應的問題情境，將學生引入問題情境，利用算法思維解決實際問題，進而培養思維能力。例如，在學習《信息加工與表達》時，教師就可以通過“韓信點兵”的例子讓學生自己設計算法進行計算，當然這有一定的難度，需要教師給予適當的引導。這樣就容易讓學生理解計算機語言，并教會學生將問題的求解過程轉化為流程圖，更好地理解算法的概念，學會使用算法思維。

2.搭建問題結構框架

例如，在學習《Photoshop》時，如果教師僅僅依靠說明書教學生“濾鏡”“摳像”等問題，學生很難學會實際操作。這時教師就可以設置具體的問題，構建問題結構，教師可以向學生演示名片的制作、廣告牌的制作等，激發學生的學習興趣，讓學生想為自己制作一張名片。同時，教師應把任務分解，將不同的素材分層次體現，例如字體、背景、頭像等如何制作，讓學生掌握關鍵步驟的操作，注重引導學生觀察和思考制作方法和步驟。最后教師要說明注意事項。這樣通過任務分解，讓學生構建了一定的知識框架，一步步完成任務，符合了算法思維的要求，同時也培養了學生踏實的學習態度。

3.多符號表達算法過程

算法思維是一種思維形式。只有通過其他形象的媒介才能夠讓學生理解。在不同的算法層級中，會使用到不同的符號。例如在學習多媒體制作軟件時，教師就可以使用流程圖讓學生掌握作品的制作步驟，通過一些符號將抽象的步驟表達出來。當然，每個學生都對符號有自己的傾向，教師要支持和鼓勵學生使用自己的獨特表達方式，以更好地培養學生的算法思維和能力。

4.幫助學生挖掘知識點背后的算法機制

學習不能淺嘗輒止，要觸及深層次的思維。例如，在統計英文單詞個數時，學生看到“I love English”時就會說出其中有三個英文單詞，但很少有學生會問“人的大腦是如何得到3這個數字的”。這時，教師就需要讓學生明白其中的算法思維，即字母后面出現了一個空格就被認為一個單詞。計算機思維的過程是通過代碼運行的，我們很難看到。因此，教師要善于挖掘知識點背后的機制，培養學生的算法思維。例如，在學習數據排序時，教師可以利用學生的考試成績進行教學，展示給學生“總成績排名”的步驟，然后向學生展示其中的原理，即通過對比兩個數字，將大的放在前面，小的放在后面，通過兩兩比較后就能夠排序。

5.使用多元化的評價方式

在算法思維的培養過程中，教師可以使用多元化的評價方式促進學生自主學習，培養學生良好的學習動機、學習興趣和學習能力等，多角度評價學生的學習效果，更好地培養學生的算法思維。例如，在學習“信息資源管理”時，教師不僅要評價學生對管理方式的掌握，同時還要對學生的上課學習過程進行評價，讓學生學會將這些管理方式運用到實際學習和生活過程中。

算法思維的培養是高中信息技術教育的重要任務之一。在高中信息技術教育過程中，教師應充分利用學科優勢通過多樣化的方法和措施培養學生的算法思維，使學生感受到算法思維的魅力，促進其在日常學習和生活中應用算法思維，提高學生的綜合素質。

參考文獻：

[1]黃龍強.在高中信息技術課程中培養學生算法思維能力的研究[D].華中師范大學，2016.

[2]陳曉紅.普通高中信息技術教育中的算法思維培養策略研究[D].南京師范大學，2007.

編輯 高 瓊