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基于计算机算法的新型教学模式

作者：邹军日期：2015-12-30 11:02 来源：未知

【文章摘要】
伴随着计算机的快速更新换代，最原始的软硬件已不能满足人类的额外需求，为了提高计算机多方面的功能，人们提出了计算机算法这一概念。“算法”这一名词的产生，给计算机的处理分析业务的能力带来巨大的变化，在算法的基础上，计算机可通过各式各样的算法结构，完成难度不同的复杂工作。而提出计算机算法教学这一课题，明确“计算机算法”的含义是非常必要的，并且阐明“计算机算法教学”是理论性及实践性较强的一种新型教学模式这一观点，有助于我们去了解如何快速高效的学习一门课程。
【关键词】
算法；新型；教学模式
0 前言
对于各大高校的学生来说，当我们踏入学校大门的那一刻，就渐渐的不自觉的去了解算法思想。将时间往前推移，算法这一概念，其实在我们很小的时候，就有不同层次的接触，只是那时我们还不懂什么是“算法”，它能拿来干什么，它有多大作用等等一系列的问题。算法涵盖范围很广，例如，我们小学就开始学习的加减乘除运算，竖式的笔算，乘法口诀，还有，比如我们从某一地点，去往另一地点，整个行进过程，可能会有许多途径供我们选择，到底走哪一条路，更节省时间与体力，这种确定的选择也是一种算法。然而算法的思维特性，我们却是知之甚少的，这是因为算法的概念是人们在长期的探索中不断总结与提炼而得出的，算法的复杂多变性，也随着时间的推移，不停的变更，因此，想要很好的掌握是很难的。当下高校的教学模式过于老化，学生学习的能力受到限制，因而，未将学生固有的学习潜力发挥利用。为了充分调动学生的学习能力，活跃学生的思维能力，通过计算机算法框图的格式教学是很有效的教学手段，即“计算机算法教学”。
1 关于计算机算法教学法的概述
算法（Algorithm）是指对一个问题或者方案解决的方法与思维的精确描述，它能通过特定的步骤或是方法，对我们所想要解决的问题，进行逐步，精细的刻画，以求得到问题的答案。
早在20世纪50年代初期，兰达在研究算法教学的过程中，利用思维的多样性，心理学的复杂性，思考角度的不一性，对学生掌握解决问题的能力以及对问题结构的操作能力，进行了透彻的分析。在研究期间，他着重去了解学生在解答问题时的思考模式，解决办法。结果发现通过自己长期累积的经验确定的思考模式，应用于学生实际环境中时，缺乏客观性。后来，他综合控制论、信息论、数理逻辑等多方面的信息，重新探讨思考的模式。在此基础之上，提出了解答问题的两大模式，即算法式模式与非算法式模式（1962年曾称为概率模式，1975 年称为启发式模式）在美国数学教授 Gilbert Strang 出版的《应用数学导论》中，也分析了数学与计算机算法之间的联系与区别，通过数学的严谨，严密的逻辑思维（包含联想，猜想，发散思维，跳跃思维，局部与整体，替换等思路），将计算机算法的思维应用于教学之上，采用计算机算法中的众多框架图，一步接一步来形成教学框图，绝对称得上是教学的改革创新。
2 计算机算法教学法的含义
为什么采用算法的思想以及过程去进行教学？这样的行为会产生怎样的影响和效果？首先，我们得明确计算机算法有哪些特性，才能知道适合于教授学生他们哪些想要的东西。算法具有五大特性，即确定性，可行性，输入，输出，有穷性。确定性就好像老师在教学的时候，自己心中得有个确定的目标——给学生传授怎样的知识，才是完成了我的教师任务。可行性就如老师在教学过程中，所采用的一些方法与思想，用于学生的身上，是否合适，是否合理。输入和输出就如老师按照设想的去教授，
学生按照自身去获得，从而达到一种平衡的理想状态。有穷性就如教师在教学的过程中，必须注意适度与适量，要了解到过多的干预，会造成负面的影响。
当然，在实际的教学过程中，会从算法中，选择合适的思想以及方法，变相的应用于教学之中。在以往的教学方法中，人们从未尝试过计算机算法的教学模式。计算机算法教学法就是通过算法的普遍思路将整个教学过程规格化，每一步之间相互联系，相互约束。此过程针对不同类型的学生，采用不同的算法思维去教学，做到因人施教，使得学生及老师的固有价值发挥到极致，从计算机算法的角度来看，在教学的整个流程中，充分体现了算法流程图的特点，而教学算法的诸多约束因素，其实质是与教学实际环境相关联，依靠于教学的内容及目的与算法结构相结合衍变产生。
3 计算机算法教学法的原理及特点
在著名的算法教学研究中，兰达认为，算法是对一系列的解题结构分析而确定的方法操作，这种操作是给学生大脑的智力发育而提出来的。算法教学就是利用计算机算法中的思维结构与分析方法，来教学生理解整个思考过程，使他们从中学到理论化的思考模式，进而提升学生自身的各方面能力。
而各大高校的教学方法大同小异，但改变某一门课程的本质，演变为一种教学模式甚少。计算机算法教学，借助数学严谨的逻辑，步步紧扣的方法将教育提升，其中，算法思维的意识、方法、能力，是计算机算法教学的主要特征。大部分教学算法结构并非计算机算法本身规范得出的计算机结构，应用于教学时，会进行微小的变动，以适应不同的教学，计算机算法智能化进步到一定时期，将来也有可能成为教学很重要的手段之一。
4 计算机算法教学法是新型教学模式
为了提高学生的学习效率和质量，一种高效的学习方法与思路，是不可缺少的。在教学过程中，如何灵活运用算法的思想去教学生学习知识，这很重要，因此，深入务实了解计算机算法的深层次含义，并变向地运用于实际环境教学中是前提。兰达虽然十分重视算法以及算法教学的作用，但他认为不是所有的问题都能建立或必须应用算法来解决。事实上，有些问题或因其算法难以确定；或虽能确定算法，但实际并不需用这种算法。因此，教学上除了要重视建立算法模式及实施算法式教学以外，还应重视建立启发式模式及实施启发式教学。
计算机算法教学时一种新型的教学方案，在培养学生构筑算法思维模式的同时，还应该注重培养创新，变革的跳跃思维。随着计算机算法流程框架图教学的不断改进应用，使得学生思考问题，解决问题，创新等能力显著提高，
5 结束语
从上面阐述的观点可以看出，培养学生如何去思考一个问题，如何去解决一个问题，如何去创新一个问题的能力是计算机算法教学的主要目的和思想，算法作为计算机处理实际问题的一种重要手段，同时，也成为了教学思维的一种重要依据，为了更好、更高效率、更具备质量，计算机算法教学是可供选择的新型教学模式之一。
【参考文献】
[1]穆瑞辉，计算机算法设计研究与思考 [J]，数学技术与应用，2012（12）
[2]陈明，计算机算法基础课程教学改革的研究与实践[J]，福建电脑，2011（1）
[3]何钦铭，陆汉权，冯博琴，计算机基础教学的核心任务是计算机思维能力的培养 [J]，中国大学教学，2010（9）
[4]李廉，计算思维-概念与挑战[J]，中国大学教学，2012（1）