手持图形技术在高中算法教学中的探索与实践.docVIP

手持图形技术在高中算法教学中的探索与实践 上海市松江一中 周钢 摘要：算法是数学的重要组成部分，是计算机理论与技术的基础，在现代生活中有着广泛的应用，上海二期课改新教材将算法列为了必修内容。《课程标准》中对《算法初步》提出了学习要求和活动建议。如何在教学中能让学生迅速、全面体会算法的思想，提高其学习兴趣和积极性，我们发现手持图形技术有着无与伦比的优越性。它具有程序功能强大，简单易懂，方便操作，可以让学生充分体会到由数学的算法到计算机（器）使用的算法的过渡过程，是信息技术与高中数学课程整合的最佳方式。本文将研究手持图形技术与算法教学整合的价值与意义及如何实现这种技术在算法教学的探究与实践，并通过典型案例来说明手持图形技术在算法教学中的重要性。 关键词：算法教学 手持图形技术 整合 一、手持图形技术在数学教学中具有很强的优势 手持图形技术是指可以在掌上操作运行的信息技术，主要包括掌上电脑、图形计算器、数据库、传感器等设备以及相关的网络和软件。对于中小学，手持图形技术主要指图形计算器以及相关的软件和附属设备。图形计算器是一种集数值计算、函数图象显示、编程、数据分析等功能于一身的掌上计算器，是根据数学学科特点、针对提高学生收集处理信息、分析问题、解决问题的能力而设计的，是手持技术中最重要的数学学习工具之一。它与其它信息技术相比具有以下优势： 1．图形计算器可以广泛进入数学课堂，容易实现“数学大众化”。它与普通的投影仪配套即可用于教师的演讲，不需要专门的机房和技术管理人员。相对便宜的价格容易做到人手一机，从而使学生能够积极参与，自行探索，获得亲身体验，真正形成以学生主体的学习环境。 2．图形计算器可以让课堂成为一个活动的实验室。由于图形计算器可以动态显示“数”“形”关系，极大减轻计算负担，进入直观认识有助于学生将重点放在数值分析、观察图像、探索问题上，通过自主式、探究式的实验性学习，用他们熟悉的、喜欢“玩”的方式解决一些问题，亲身体验用所学的数学知识解决问题所带来的乐趣、成功。这种实验活动在传统学习中是很少见的，它是技术带来的技术革命，可以让学生亲身经历数学知识的形成、建立模型和探索规律的过程。 3．图形计算器可以帮助学生树立更为全面、正确的数学观。图形计算器像“随身听”一样可以放入衣服口袋，使学生在任何场所都可以它来探索数学概念、论证数学事实以及解决数学问题，并通过静与动的不同方式，宏观与微观的不同视角，尤其是在数学事实与其它学科、现实背景的紧密联系中，更深入全面地理解数学的内涵实质。 二、手持图形技术与算法教学整合的意义 1．借助手持图形技术优化算法教学，降低教学难度，促进知识形成。 算法是数学及其应用的重要的组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术的飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用。在算法教学中，要求学生借助具体事例体验程序框图在解决问题的过程，通过模仿、操作、探索，学习设计程序表达解决问题的过程，体验算法的基本思想以及算法的重要性欲有效性，发展有条理的思考与表达的能力，提高逻辑思维能力。学生借助图形计算器可以轻松体验算法思想及验证程序的正确性，理解框图的运行机制，使学生在一种积极的、建构性的、积累性的、探索性的学习环境中沟通互助。 算法语言有三种基本语句：(1) 输入、输出与赋值语句；(2) 条件语句；(3) 循环语句。在教材中所使用的是QBASIC语言，利用图形计算器的编程系统可以将其改成TI程序语言。TI程序语法与QB程序语法有着很多相似之处，学生易于学习，也易于掌握。学生借助图形计算器更易于理解程序语言的作用。 如：编写一个程序计算的值 借助图形计算器，学生自己动手操作，亲身体验，从而优化了课堂教学，降低了《算法初步》程序语言的教学难度，提高了学生对程序语言学习的趣味性。同时，借助图形计算器的适时性与灵活性，有利于培养学生的思维能力，增强学生对知识获取的力度。 2．借助手持图形技术，加深对算法概念的理解，培养学生的算法思想。 从广义上说，算法就是解决一个问题的步骤和方法。从狭义上说，特别是中学阶段，我们在算法初步所涉及的算法，是针对计算机能实现的算法。例如我们在课堂教学要求写出“整数n(n2)是否为质数”的算法时，可以先让学生自己尝试写出算法，然后在图形计算器上进行操作验证，让学生充分理解算法的概念，明确算法解决这一问题的步骤，真正懂得算法思想。 本题算法如下： 第一步：给定大于2的整数n； 第二步：令i=2； 第三步：用i除以n，得到余数r，判断余数r是否为0，若是，则n不是质数，结束算法；否则将i的值增加1，仍用i表示； 第四步：判断i是否大于(n-1)，若是，则n是质数；否则返回第三步。 通过对这题的分析、解读，可以让学生对算法思想理解更充分、透彻，并能明确一个算法具有哪些