基于QBASIC環(huán)境下的數學(xué)算法教學(xué)

摘要：筆者根據信息教學(xué)中算法教學(xué)的內容和數學(xué)教學(xué)中算法教學(xué)的安排，倡導將兩者結合起來(lái)教學(xué)，并進(jìn)行了研究。本文介紹了研究的內容以及成果。
關(guān)鍵詞：QBASIC環(huán)境；算法教學(xué)；特點(diǎn)；研究?jì)热�；研究成果；啟示與建議
        一、信息技術(shù)課程中的要求
        在新課程標準執行之前，江蘇省的信息技術(shù)課程中開(kāi)設了“VB程序設計初步”，并且這一部分內容也納入了學(xué)生的信息技術(shù)考試內容當中，在其考試說(shuō)明中提到“了解算法的基本概念；理解程序的三種基本結構：順序結構、分支結構和循環(huán)結構”；對“程序設計的簡(jiǎn)單應用”這一部分內容也要求學(xué)生達到理解水平，要求學(xué)生會(huì )修改程序。
        采用新課程標準之后，在信息技術(shù)課程中，算法和程序設計作為信息技術(shù)課程的選修內容開(kāi)設。另外，在教育科學(xué)出版社出版的普通高中課程標準實(shí)驗教科書(shū)《信息技術(shù)基礎》必修本中，第二章的2.2.2節中出現流程圖的知識，第三章的第2節中有算法設計的內容，但沒(méi)有基本程序語(yǔ)言的教學(xué)。在這一章節中，將算法定義為解決問(wèn)題的方法和步驟。而且，在這一章中，給出了一個(gè)排序程序的實(shí)例，要求學(xué)生上機運行。（信息技術(shù)基礎，p44）
從教學(xué)時(shí)間上來(lái)看，信息技術(shù)課程的這些知識的教學(xué)計劃安排均先于數學(xué)課程中的算法的教學(xué)計劃安排。學(xué)生在信息技術(shù)課程中可以先接觸到流程圖和代碼方面的有關(guān)知識。
        因此，如果能夠讓信息技術(shù)課程和數學(xué)課程的涉及算法內容有效地整合起來(lái)，將算法在中學(xué)數學(xué)課程中的內容與其在中學(xué)信息技術(shù)課程中內容進(jìn)行平衡與協(xié)調，應該是算法學(xué)習的一種有效途徑。
        二、QBASIC的特點(diǎn)
        QBasic是第三代的結構化的程序設計語(yǔ)言，它的基本特點(diǎn)如下：
        1.輸入輸出語(yǔ)句
        (1)輸入語(yǔ)句：
        INPUT[“提示信息”；]< 變量表>
        (2)輸出語(yǔ)句：
        PRINT [<表達式>]
        2.選擇結構 
        條件語(yǔ)句：
        IF　 <條件>　 THEN
        <語(yǔ)句組1>
        ELSE
        <語(yǔ)句組2>
        END IF
        多分支語(yǔ)句SELECT 
        3.循環(huán)結構
        (1)FOR循環(huán)
        FOR <變量>= <初值> TO <終值> STEP <增量>
        <循環(huán)體>
        NEXT <變量>
        (2)WHILE循環(huán)
        WHILE <條件>
        <循環(huán)體>
        WEND 
        (3)DO循環(huán)
        DO WHILE <條件>
        <循環(huán)體>
        LOOP 
        4.可以不需要行號
        5.具有良好的編輯環(huán)境
        6.與Visual BASIC完全兼容
        7.盡管QBASIC是DOS環(huán)境下的軟件，但在WINDOWS98、WINDOWS 2000、WINDOWS XP的視窗環(huán)境下也能運行。因此，只要有計算機機房的學(xué)校，只要對系統稍做配置，都能使學(xué)生通過(guò)QBASIC實(shí)現算法的上機嘗試，而且，這個(gè)嘗試過(guò)程中，無(wú)須擔心學(xué)生對計算機操作系統使用的熟練程度。
        另一方面，在前面對教材的分析中提到，QBASIC同教材中所采用的偽代碼比較接近，教材中的偽代碼不需要做太大變化，學(xué)生能夠將其改寫(xiě)成一個(gè)可以上機執行的程序，學(xué)生不需要另外去學(xué)習程序設計語(yǔ)言的相關(guān)知識。
        三、研究的方法和對象
        本研究以本校高一年級的兩個(gè)平行班級的學(xué)生作為研究對象。在研究設計上，實(shí)驗的介入時(shí)間是以該任課教師的教學(xué)進(jìn)度為準，課時(shí)安排由該任課教師安排。本研究的實(shí)驗組在學(xué)習完算法基本語(yǔ)句后，參與上機運行，所用的計算機環(huán)境是WINDOWS 2000+QBASIC，將QBASIC顯示狀態(tài)設置成全屏幕狀態(tài)，學(xué)生打開(kāi)計算機后直接進(jìn)入到QBASIC的界面。教學(xué)種，教師采用的一般課堂教學(xué)方式和上機輔助相輔進(jìn)行，在課堂教學(xué)種，在對給定的流程圖和代碼分析上，采用研究者提出的兩人合作活動(dòng)方式，即一個(gè)學(xué)生沿流程線(xiàn)或代碼逐步執行指令，另一個(gè)學(xué)生則根據當前流程圖或代碼指令，記錄此時(shí)變量的值。這個(gè)活動(dòng)過(guò)程模擬計算機的執行過(guò)程。
        四、研究結果與發(fā)現
        在分析算法的時(shí)候，實(shí)驗班的學(xué)生對輸出結果的處理方式上更接近計算機的輸出結果。如下面這道題目： 
                 在未參與上機實(shí)習的班級中，不少學(xué)生將解答寫(xiě)成 ，而實(shí)驗班中，更多的學(xué)生將解答寫(xiě)為1，-3，和計算機程序輸出結果一樣。實(shí)驗中發(fā)現，由于有計算機幫助檢驗算法的可行性和正確性，參加過(guò)上機實(shí)習的學(xué)生在對算法問(wèn)題的處理上，首先注重的是分析解決問(wèn)題的步驟。其次，他們看到計算機上輸出的結果時(shí)，他們覺(jué)得很成功，在這種成就感驅動(dòng)下，他們繼續提出問(wèn)題：這個(gè)算法能不能解決其它問(wèn)題？這個(gè)算法能不能再修改得更簡(jiǎn)單點(diǎn)？等等此類(lèi)問(wèn)題。由此學(xué)生自發(fā)地去考慮算法的通用性問(wèn)題。
        五、啟示與建議
        1.教學(xué)的建議
        (1) 算法思想的滲透
        這一次的教學(xué)計劃安排中將必修3安排在必修1，2，4，5的后面，因此在前面的教學(xué)中，教師要有目的地滲透算法的思想。以江蘇版教材為例，在必修1中就已經(jīng)介紹了用二分法求方程的近似值的方法。下表中列出了部分教材中可以滲透算法內容的教學(xué)內容：
        下表是可以滲透算法內容的教學(xué)內容
         
        教師可以采用自然語(yǔ)言的方式，在教學(xué)中有意識地使用分步描述問(wèn)題解決的步驟�？梢詫⒘鞒虉D的結構展示給學(xué)生，將一些問(wèn)題用流程圖的方式分析給學(xué)生，使學(xué)生在開(kāi)始算法前，就已經(jīng)體驗到程序框圖在解決問(wèn)題中的作用，為學(xué)生在算法學(xué)習提供一個(gè)良好的前提基礎。
        從前面的調查數據分析中也可以看到，在對具體算法的分析上，用自然語(yǔ)言描述的算法學(xué)生更容易理解，相對而言，偽代碼也比較接近自然語(yǔ)言，因此，在算法的教學(xué)過(guò)程中，注意算理的自然語(yǔ)言的表述，在解決具體問(wèn)題過(guò)程與步驟上仍要注意自然語(yǔ)言的表達，在平時(shí)的教學(xué)中，將一些可用算法處理的問(wèn)題用算法表示出來(lái)。
        (2)注意循環(huán)結構和循環(huán)語(yǔ)句的教學(xué)處理
        常見(jiàn)的循環(huán)結構有兩種，由于江蘇版的教材中只講直到型循環(huán)結構，而將當型循環(huán)結構放在了習題的“探究•拓展”這一部分之中，而在后面的循環(huán)語(yǔ)句的教學(xué)內容，又只介紹了FOR語(yǔ)句和WHILE語(yǔ)句，在算法案例當中，兩個(gè)案例流程圖都采用了當型循環(huán)結構。由此，學(xué)生在學(xué)習循環(huán)語(yǔ)句時(shí)，覺(jué)得難以將循環(huán)結構和循環(huán)語(yǔ)句聯(lián)系在一起。在前面的例子中也可以看出，學(xué)生在已經(jīng)正確畫(huà)出流程圖的情況下，不能將流程圖和偽代碼聯(lián)系起來(lái)。
        因此，在教學(xué)中，最好能夠將兩種循環(huán)結構都介紹給學(xué)生，并且，將兩種循環(huán)結構所對應的循環(huán)語(yǔ)句也都介紹給學(xué)生。在不增加學(xué)生更多負擔的思想下，可以只介紹兩種循環(huán)結構，讓學(xué)生可以互化兩種循環(huán)結構，這樣學(xué)生在用偽代碼表示循環(huán)結構的時(shí)候，不會(huì )因為碰到的是當型循環(huán)結構而難以用WHILE語(yǔ)句將它描述出來(lái)。
        其次，學(xué)生在處理循環(huán)問(wèn)題的時(shí)候，往往不能夠插入一個(gè)恰當的條件讓循環(huán)終止。因此，在教學(xué)中，除了讓學(xué)生注意對循環(huán)體中變量的設計處理外，還要注意循環(huán)條件的分析處理。一般來(lái)說(shuō)，需要學(xué)生不僅僅分析循環(huán)的前幾步的情況，還要對最后接近條件成立和不成立時(shí)的后幾步的循環(huán)做出分析。
        (3)注意滲透中國古代算法
        課程標準中明確指出了“通過(guò)閱讀中國古代數學(xué)中的算法案例，體會(huì )中國古代數學(xué)對世界數學(xué)發(fā)展的貢獻�！敝袊�古代數學(xué)以算法為主要特征，取得了舉世公認的偉大成就，著(zhù)名數學(xué)家吳文俊教授通過(guò)對中國古代數學(xué)的分析，發(fā)揚中國古代數學(xué)的優(yōu)良傳統，創(chuàng )造了世界所公認的機器證明的“吳方法”，徹底改變了數學(xué)機械化領(lǐng)域的面貌。
參考文獻：
[1]沙有威.對高中階段算法教學(xué)的思考【EB/OL】.信息技術(shù)教學(xué)網(wǎng).
[2]周大勇.在信息技術(shù)課堂中調整學(xué)生創(chuàng )新心理的策略探討[J].教師，2009(9).
[3]楊華.搞好“QBASIC程序設計”教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì )[J].中國職業(yè)技術(shù)教育,2002（5）.

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