高中信息技術教育中的算法思維培養策略研究

馮俊杰

摘要：隨著信息技術的不斷發展，對高中生算法思維的培養越來越受到重視。結合高中生信息技術學習現狀，從簡單的問題出發，設計解決簡單問題的算法，能有效提升當前高中生邏輯思維能力，進一步推動學生的全面發展。文章隊高中信息技術教育中的算法思維培養策略進行了研究。

關鍵詞：高中信息技術;算法思維;培養策略

中圖分類號：A 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-27-146

算法思維是隨著近年來信息技術不斷發展，社會科技變革加快而被提出的一種新的思維能力，本質是基于數學思維形成的邏輯思維能力，成為當前高中信息技術教學中，學生應具備的重要思維能力之一。面對這種新的思維能力，教師也應轉變新的教學方法，創新教學模式，構建完整高效的教學體系，讓學生從簡單問題著手，以實踐解決問題，從而培養算法思維。

一、培養高中生算法思維的意義分析

算法思維具有較強的邏輯性，本質是數學思維。具備良好算法思維的人，能將復雜問題簡化，促進問題更高效、優質的解決。在高中信息技術教學中，培養學生算法思維，有重要的現實意義。第一，當前社會，信息技術飛速發展，算法已經深入人們生活的方方面面。掌握了算法，就掌握了更高效的問題解決能力，也能有效提高信息素養，更好地與社會發展步調一致，適應社會，提高個人核心競爭力。第二，對高中生當下而言，算法思維是數學思維的一種，所以能提高學生數學思維能力的發展。學習、生活處處離不開數學，掌握了良好的算法思維，學生就能更主動、高效、靈活地解決在生活與學習中遇見的各種問題，真正學會學習，并助力終身學習能力的長遠發展。

二、培養高中生算法思維的教學策略

（一）以簡單問題導入算法教學，認識算法

當今時代，算法深入高中生的日常生活，但對于具體算法的概念，卻認識不深刻。因此最初，要讓學生更好地認識算法，教師應根據教學內容，設計一些學生熟悉的簡單問題，導入算法教學[1]。比如生活元素、游戲活動等，用形象、具體的語言，幫助學生理解抽象的算法概念。如粵教版高中信息技術必修一3.2“算法及其描述”教學時，為了讓學生更好地理解算法，教師可以選擇自然語言作為描述對象。例如請學生解決“雞兔同籠”的問題，或解決“打電話”的問題——15分鐘內打15個電話，如果只有一部電話，或多部電話，怎樣最快打完？則學生運用數學思維可以發現兩種常見的解決方法：1、一個人逐一打電話，還必須要將平均通話時長控制在1分鐘以內;2、多個人同時打電話，其中15個人同時打電話效率最高。教師可以引導學生仔細體味分析、解決問題的過程，以及自身思維的運作方式，初步感受算法的概念。

而后，教師可以“打電話”問題為分析對象，融入流程圖、偽代碼等方式，指導學生用不同方法將問題的結果推導出來。最后以代碼的計算機特征，讓學生充分理解算法的通俗意：用計算機求解某一問題的方法，是能被機械地執行的動作或指令的有窮集合。

（二）以教學搭建問題結構框架，培養思維

算法思維與學生的邏輯思維相關，所以對于部分思維能力較弱的學生而言，不具備足夠的透過表象看本質的能力，就難以發展算法思維[2]。比如在PS圖像美化學習中，一些學生只會機械記憶操作過程，不理解背后的原理和邏輯，在獨自實操時，就容易出現遺漏關鍵步驟卻找不出原因的情況。所以教師要有意識根據教學來幫助學生搭建問題的結構框架。讓學生可以根據掌握的結構強化思維的邏輯性，從而促進算法意識和思維結構的培養。比如在學習“數據的可視化表達”教學中，教師可以利用學生熟悉的各類統計圖表，比如折線圖、條形統計圖、扇形統計圖，設計對應的問題情境。讓學生通過這些數學問題分析如何將數據轉化為圖表的關鍵過程，即“數據收集→分析→轉化為圖表信息→展示”。以這種方式讓學生理解算法的結構框架搭建過程。然后請學生用流程圖將其中的關鍵步驟梳理出來，利用數據可視化工具，根據關鍵步驟進行轉化。具體轉化，教師要根據學生的信息水平的不同，設計不同的任務。比如能力較弱的學生，可以選擇用PPT演示文稿的動畫效果，展示一些可視化的數據，例如某圖片從A點到B點的運動距離、軌跡、動畫時長等的設定;能力較強的學生，則可利用PS的有關圖片美化過程（如要實現對圖片的“摳圖”，就要對不同素材分層，并完成必要的字體、背景、頭像等的制作環節），或者3D建模軟件建設物體模型。通過將數據納入到這些成品中，去感受算法的結構框架搭建過程，從而培養算法思維能力。

結語

算法思維看似復雜，但要讓學生具體理解其含義并上手，就需要教師利用教學智慧幫學生進行轉化，從簡單問題的解決出發，逐步培養學生的算法意識。也要結合教學，注意逐步引導學生搭建算法結構框架，利用框架之間的緊密聯系，讓學生快速把握算法的關鍵環節，提高算法的邏輯性思考能力，促進算法思維的提升。

參考文獻

[1]邵志英.基于算法思維培養策略的教學實踐與探究[J].考試周刊，2020，{4}（22）：119-120.

[2]沈金露.高中信息技術教育中算法思維培養分析[J].高考，2019，{4}（24）：100.