在高中信息技术课程中培养学生算法思维能力的研究

摘要

高中信息技术课程作为与信息时代发展联系最为紧密的学科，应该根据时代发展的需要挖掘该课程的核心教育价值。高中信息技术课程目标不仅要着眼于信息技术基础知识与操作技能，更重要的是培养学生的思维能力。众所周知计算机通过各种程序解决问题，而算法是计算机程序的“灵魂”。所以，学习信息技术背后所蕴含的思维方式即“算法思维”才是信息技术课程最大价值追求。本文试图以“算法思维”为主线，探讨了算法思维能力的内涵、价值、培养策略。
　　本论文主要包括六个部分:
　　绪论部分:主要介绍研究的选题缘由、研究意义，梳理和总结了国内外相关研究和当前研究的不足以及研究方法。
　　第一部分:阐述了算法思维相关定义以及培养学生算法思维能力的价值所在。首先，通过查阅文献，归纳出算法思维的定义。其次，对算法思维相关概念进行辨析。最后，澄明了培养学生算法思维能力的价值。
　　第二部分:对算法思维的本质进行了深入的剖析。首先，分析出算法思维的特性:问题性、程序性、可操作性、确定性、创造性。其次，阐述了算法思维能力的外在表现:结构化分解、符号化表征、创造性设计、择优化评价。最后，提出算法思维的五大层级。
　　第三部分:通过学生问卷以及教师访谈，调查了当前高中信息技术课程中算法思维能力培养的现状以及存在的问题:教师具有一定算法思维意识、学生算法思维水平较低、《算法与程序设计》模块缺失等，并对问题成因进行了分析。
　　第四部分:针对上述现状以及成因，笔者从培养算法思维能力出发，对当前高中信息技术课程体系建构提出了几点建议:首先，课程目标设计以培养学生算法思维能力为核心;其次，课程模块以《算法与程序设计》为重点;再次，课程实施以探究学科方法为抓手;最后，课程评价以学科思维为导向。
　　第五部分:算法思维能力的培养最终要落实到教学中，笔者最后针对算法思维的特性，提出了培养算法思维能力的教学策略:设置问题情境，搭建问题结构框架，多样化符号表达算法设计，探究学科知识背后的算法机制。

目录

声明

摘要

绪论

(一)研究缘由

(二)研究意义

(三)研究综述

(四)研究方法

一、研究概述

(一)算法与算法思维的概念

1．算法的概念

2．算法思维的概念

3．算法思维能力的概念

(二)相关概念辨析

1．算法思想与数学思想

2．算法思维与数学计算

3．算法思维与计算机运算

(三)培养学生算法思维能力的价值

1．更好地适应信息化生活

2．促进学生深入理解信息技术知识

3．强化问题解决的一般性思维形式

4．塑造缜密严谨的行事风格

(四)蕴含算法思维的教学理论

1．“算法启发”教学策略

2．信息加工教学策略

二、算法思维及算法思维能力的特质

(一)算法思维的特性

1．问题性

2．程序性

3．可操作性

4．确定性

5．创造性

(二)算法思维能力的表现

1．结构化分解

2．符号化表征

3．创造性设计

4．择优化评价

(三)算法思维能力的层级

三、高中信息技术教学中培养学生算法思维能力的现状

(一)调查方案

1．调查目的

2．调查对象

3．调查内容

(二)调查结果

1．教师具有一定的算法思维意识

2．“算法与程序设计”模块缺失

3．学生的算法思维层级较低

4．算法思维形式与能力之间存在矛盾

(三)原因分析

四、基于发展学生算法思维能力的课程建构

(一)课程目标以培养学生算法思维为核心

(二)课程模块以“算法与程序设计”为重点

(三)课程实施以探究学科方法为抓手

(四)课程评价以学科思维为导向

五、培养学生算法思维能力的教学策略

(一)设置问题情境

(二)搭建问题结构框架

(三)多种符号表征算法设计过程

(四)挖掘知识背后的算法机制

结语

参考文献

附录

致谢