第一篇：新課程算法初步的教學(xué)定位探討

新課程算法初步的教學(xué)定位探討

內(nèi)容摘要：“算法初步”是高中數(shù)學(xué)課程中全新的內(nèi)容，算法思想已成為現(xiàn)代人應(yīng)具備的一種數(shù)學(xué)素養(yǎng)。由于算法初步的新生性,目前我們對它的定位把握不夠，有很多老師把算法課上成了計算機(jī)課，甚至于有些學(xué)校干脆請計算機(jī)老師來教數(shù)學(xué)課中的算法.本文將從新課程標(biāo)準(zhǔn)對算法的要求、學(xué)生認(rèn)知能力及各地的高考要求這三個方面對算法的教學(xué)定位做進(jìn)一步探討研究,并提出了相應(yīng)的教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)；算法初步；教學(xué)定位

一

問題的提出

《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）確定了高中數(shù)學(xué)課程的總目標(biāo)：“使學(xué)生在九年義務(wù)教育基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高作為未來公民所必要的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，以滿足個人發(fā)展與社會進(jìn)步的需要。”在具體目標(biāo)中指出：使學(xué)生“獲得必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，理解基本的數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)結(jié)論的本質(zhì)，了解概念、結(jié)論產(chǎn)生的背景、應(yīng)用，體會其中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想和方法，以及它們在后續(xù)學(xué)習(xí)中的作用，通過不同形式的自主學(xué)習(xí)、探究活動、體驗數(shù)學(xué)發(fā)展和創(chuàng)造的歷程。”

算法初步在新課標(biāo)中是必修模塊數(shù)學(xué)3中的內(nèi)容之一。算法思想源遠(yuǎn)流長，中國古代數(shù)學(xué)中就蘊(yùn)涵了豐富的算法思想。由于西方演繹數(shù)學(xué)的常足進(jìn)步，算法數(shù)學(xué)曾一度被人們所忽略。但隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，算法重新煥發(fā)出了前所未與的活力，在科學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越大的作用，并且日益融入社會生活的許多方面，算法思想已成為現(xiàn)代人應(yīng)具備的一種數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

算法作為新名稱，在以前的數(shù)學(xué)教材中沒有出現(xiàn)，但算法本身，學(xué)生并不陌生，小學(xué)中的加減乘除四則運(yùn)算，初中的解方程的算法，解不等式的算法，因式分解的算法等等，都是同學(xué)們思想的內(nèi)容。由于算法初步是新課程中新增內(nèi)容，所以目前我們對它的定位把握不夠，有很多老師把算法課上成了計算機(jī)課，甚至于有些學(xué)校干脆請計算機(jī)老師來教數(shù)學(xué)課中的算法，所以我們有必要對算法的教學(xué)定位做進(jìn)一步探討研究。二 “算法”內(nèi)容的定位分析

2.1從新課程標(biāo)準(zhǔn)對算法的要求中研究算法教學(xué)定位

《高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“算法是數(shù)學(xué)及其應(yīng)用的重要組成部分，是計算科學(xué)的重要基礎(chǔ)，算法思想已成為現(xiàn)代人應(yīng)具備的一種數(shù)學(xué)素養(yǎng)。在本模塊中，學(xué)生將在義務(wù)教育階段初步感受算法思想的基礎(chǔ)上，結(jié)合對具體教學(xué)實例的分析，體驗程序框圖在解決問題中的作用；通過模仿，操作，探索，學(xué)習(xí)設(shè)計程序框圖表達(dá)解決問題的過程，體會算法的基本思想及算法的重要性和有效性，發(fā)展有條理地思考與表達(dá)的能力，提高邏輯思維能力”。《標(biāo)準(zhǔn)》中特別強(qiáng)調(diào)：“不要將此部分內(nèi)容覺得處理成程序語言的學(xué)習(xí)和程序設(shè)計”。

《高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“本模塊旨在使學(xué)生進(jìn)一步體驗算法思想，了解算法和程序設(shè)計在解決問題過程中的地位和作用；能從簡單問題出發(fā)，設(shè)計解決問題的算法，并能初步使用一種程序設(shè)計語言編制程序?qū)崿F(xiàn)算法解決問題。本模塊為選修模塊。本模塊的教學(xué)，應(yīng)注意與數(shù)學(xué)課程中有關(guān)內(nèi)容的銜接，要強(qiáng)調(diào)理論與實踐的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生注意尋找、發(fā)現(xiàn)身邊的實際問題，進(jìn)而設(shè)計出算法和計算機(jī)程序去解決這些問題。教師要注意發(fā)現(xiàn)對程序設(shè)計有特殊才能的學(xué)生，根據(jù)具體情況為他們提供充分的發(fā)展空間。本模塊強(qiáng)調(diào)的是通過算法與程序設(shè)計解決實際問題的方法，對程序設(shè)計語言的選擇不作具體規(guī)定”。

從這兩門課程的課程標(biāo)準(zhǔn)的對比中可以看出，兩門課程的主要區(qū)別在于：數(shù)學(xué)課程中算法教學(xué)的主要目的是使學(xué)生體會算法的思想，提高邏輯思維能力；信息技術(shù)課程的主要目的是設(shè)計解決問題的算法，并能初步使用一種程序設(shè)計語言編制程序?qū)崿F(xiàn)算法解決問題，在程序設(shè)計語言的要求上技術(shù)課比數(shù)學(xué)課的要求高很多。兩門課程的聯(lián)系在于：所設(shè)計的算法正確與否要通過遍程并且運(yùn)行程序進(jìn)行驗證，借助于程序語言可以使算法得以實現(xiàn)；反之要設(shè)計程序就必須弄清算法原理，從這一點上，可以說，算法教學(xué)是程序語言教學(xué)的基礎(chǔ)，程序語言教學(xué)是算法教學(xué)必要的延續(xù)，兩者相輔相成。

2.2從學(xué)生認(rèn)知能力來研究算法教學(xué)定位

與以往的課程目標(biāo)相比，新的課程目標(biāo)著眼于人終身學(xué)習(xí)和個性發(fā)展，目標(biāo)中除規(guī)定了外顯行為外，更加注重對學(xué)習(xí)者的內(nèi)部心理過程的描述，因此，“算法初步”課程目標(biāo)需要心理學(xué)的角度加以理解。例如，對大部分的學(xué)生來說。從“算法初步”課中能學(xué)到哪些“有用”的知識？在計算機(jī)技術(shù)日新月異的今天，還有 必要學(xué)習(xí)“算法初步”？短短十二個學(xué)時能學(xué)會算法嗎？“算法初步”課的基礎(chǔ)教育性質(zhì)體現(xiàn)在哪里？它是如何支撐學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展的？等等。

在高中階段，“算法初步”課程應(yīng)該是讓學(xué)生學(xué)習(xí)那些具有廣泛意義的知識和方法，是“為遷移而教”，其實質(zhì)是塑造學(xué)生良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

何為認(rèn)知結(jié)構(gòu)？奧蘇伯爾（D.P.Ausubel）認(rèn)為,所謂認(rèn)識結(jié)構(gòu)，就是學(xué)習(xí)者頭腦里的知識結(jié)構(gòu)。廣義地說，它是學(xué)習(xí)者的觀念的全部內(nèi)容和組織；狹義地說，它是學(xué)習(xí)者在某一特殊知識領(lǐng)域內(nèi)的觀念的內(nèi)容和組織。學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時，新舊知識通過反復(fù)同化，最后形成一個綜合貫通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從認(rèn)識心理學(xué)的這一基本理論來看，學(xué)習(xí)者認(rèn)識結(jié)構(gòu)的建立是一個長期的過程，教學(xué)的意義在于盡可能幫助學(xué)生建立一個合理的認(rèn)識結(jié)構(gòu)。一般而言，認(rèn)識結(jié)構(gòu)建立得越合理，有效學(xué)習(xí)發(fā)生的可能性就越大；認(rèn)識結(jié)構(gòu)越完善，復(fù)雜程序越高，學(xué)習(xí)者的外顯能力就越強(qiáng)。從這方面看，“算法初步”課程目標(biāo)就是要學(xué)生已有的適當(dāng)觀念上，幫助他們建立盡可能合理的算法初步認(rèn)識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)用算法初步的思想方法解決問題，培養(yǎng)學(xué)習(xí)算法初步的興趣愛好，為學(xué)生將來的發(fā)展提供該領(lǐng)域的知識與能力準(zhǔn)備。

那么，什么樣的算法初步認(rèn)識結(jié)構(gòu)才是合理的呢？合理的算法初步認(rèn)識結(jié)構(gòu)應(yīng)該是算法初步的一般規(guī)律及其基本思想方法的學(xué)習(xí)者認(rèn)識結(jié)構(gòu)中的合理映射，是利用算法初步解決問題的能力的合理映射，是利用算法初步解決問題的能力的合理映射，同時還是樂于此道的態(tài)度的合理映射（延伸、收獲、體驗），它是一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而不是程序框圖、方法技巧的簡單堆砌，知識、技能、能力間的聯(lián)系是非人為的和實質(zhì)性的。對于高中生來說，這一認(rèn)識結(jié)構(gòu)所映射的是算法的最具普遍意義的知識體系，是靈活運(yùn)用習(xí)得的知識改造舊有觀念，以及解決基本問題的能力，并形成積極主動的探究態(tài)度，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以通過繼續(xù)學(xué)習(xí)逐步完善這一認(rèn)識結(jié)構(gòu)。

學(xué)生這一階段的認(rèn)知結(jié)構(gòu)特點表現(xiàn)為：易于接受具體的、特殊的、有趣的數(shù)學(xué)知識，難以接受抽象的、一般的、枯燥乏味的數(shù)學(xué)知識。所以在教材的安排中體現(xiàn)了一種從特殊到一般的思想。教材中也是從具體實例出發(fā)引出這一類問題的通法。考慮到這一認(rèn)知特點，我們提出以下教學(xué)建議

2.3 從各地的高考要求中研究算法教學(xué)定位

1．（07．海南、寧夏卷.5）如果執(zhí)行 如圖的程序框圖,那么輸出的S等于()A.2450 B.2500 C.2550 D.2652

2.(07.山東卷.10)閱讀如右圖所示的程序

框圖,若輸出的 n是100,則輸出的 變量S和T的值依次是()A 2550,2500 B 2550,2550 C 2500,2500 D 2500,2550 以上兩道高考題都在考查學(xué)生的識圖能力和程序框圖的應(yīng)用，以及學(xué)生對條件語句和循環(huán)語句的理解。

縱觀海南，山東，寧夏等省市算法中的高考題可以發(fā)現(xiàn)，循環(huán)結(jié)構(gòu)是考試的重點，所以它也是我們教學(xué)的重點和難點。這也提醒我們教師在教學(xué)中要準(zhǔn)確定位，不要把難度拔得太高。

三 對算法內(nèi)容的教學(xué)建議

(1)在教學(xué)中要時時聯(lián)系新課標(biāo),注意突出算法思想，使學(xué)生經(jīng)歷通過模仿、探索、操作、設(shè)計程序框圖表達(dá)解決問題等的過程，而不應(yīng)在將算法內(nèi)容單純處理成程序語言的學(xué)習(xí)和程序設(shè)計,但在教學(xué)中要能借信息技術(shù)之東風(fēng)助算法揚(yáng)帆起航。(2)在教學(xué)中要多從學(xué)生的認(rèn)知情況出發(fā), 重視從特殊到一般的教學(xué)思想,多選擇實例進(jìn)行教學(xué).在選取實例教學(xué)時要注意：

① 選取的實例是具體的、鮮活的、是學(xué)生能夠感受到的或是他們已經(jīng)積累的知識。如我國古代數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》中有一個著名的“雞兔同籠”問題：“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?”利用此例引入算法含義能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

② 所選的例子不要太難,例子太難容易是學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。所選取的例子要有一定的基礎(chǔ)性要蘊(yùn)涵豐富的算法思想，能夠讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)算法的“三基”————基本思想、基本結(jié)構(gòu)以及基本語句。例如：在講解選擇結(jié)構(gòu)時，可以選取比較基礎(chǔ)且具有代表意義的分段函數(shù)的例子，這樣既能幫助學(xué)生理解選擇結(jié)構(gòu)的基本思想，又能幫助學(xué)生更好地掌握分段函數(shù)。(3)在教學(xué)中要多注意對高考題的積累和對高考要求的準(zhǔn)確把握,注意循序漸進(jìn)，逐層深入，分散難點。多重視條件語句和循環(huán)語句的教學(xué).參考文獻(xiàn): [1] 中學(xué)數(shù)學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·數(shù)學(xué)3.人民教育出版社，2004.[2] 中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn).北京.人民教育出版社,2003 [3] 中華人民共和國教育部.普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn).北京.人民教育出版社,2003 [4] 皮連生.教育心理學(xué).上海.上海教育出版社,2004 [5] 容德基教育研究中心.2007年高考卷匯編數(shù)學(xué)(文科).內(nèi)蒙古少年兒童出版社 [6] 王建國、劉彬.高中數(shù)學(xué)算法教學(xué)內(nèi)容難度的比較與研究.北京教育學(xué)院學(xué)報第一卷第六期

[7] 熊芹.對高中必修課“算法初步”教學(xué)策略的探討.中國數(shù)學(xué)教學(xué),2006年第4期

第二篇：初中化學(xué)新課程教學(xué)設(shè)計初步

初中化學(xué)新課程教學(xué)設(shè)計初步

胡玉嬌（北京教育學(xué)院崇文分院研修員，高級教師）1.化學(xué)教學(xué)設(shè)計的基本認(rèn)識

什么是教學(xué)設(shè)計？所謂教學(xué)設(shè)計，就是運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的方法，以學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論和傳播學(xué)理論為基礎(chǔ)，依據(jù)教學(xué)對象的特點和自己的教學(xué)觀念、風(fēng)格，運(yùn)用系統(tǒng)的觀點和方法，遵循教學(xué)過程的基本規(guī)律，對教學(xué)活動進(jìn)行的規(guī)劃、安排和決策。教師通過教學(xué)設(shè)計，將自己對化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的理解，對具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象的分析等加以整合，做出對教學(xué)的整體規(guī)劃、構(gòu)想和系統(tǒng)設(shè)計，形成一種思路，對一系列具體的操作層面的教學(xué)事件做出整體安排，形成一個個體現(xiàn)一定教育思想觀念，具有可操作性的教學(xué)方案。

化學(xué)學(xué)科的教學(xué)設(shè)計一定要體現(xiàn)學(xué)科特點，化學(xué)學(xué)科的教學(xué)特點主要體現(xiàn)在：以實驗為基礎(chǔ)，以科學(xué)探究活動為手段，以學(xué)生的發(fā)展為目的，以化學(xué)用語為工具，以科學(xué)方法論為指導(dǎo)，以科學(xué)認(rèn)識論為原則，緊密聯(lián)系生活和社會實際。因而，在教學(xué)設(shè)計時一定要考慮這些因素。

初中化學(xué)新課程教學(xué)設(shè)計與傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計相比有什么新的要求？傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計非常關(guān)注知識點的教學(xué)及落實，注重單課時教學(xué)設(shè)計，關(guān)注雙基。初中化學(xué)新課程教學(xué)設(shè)計注重科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，倡導(dǎo)單元整體教學(xué)設(shè)計，注重三維教學(xué)目標(biāo)的落實。無論是備課、上課還是評課，我們都要有三大方面的思考：對學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)該有深入的研究和思考，對內(nèi)容本體的學(xué)科思考，對教學(xué)的思考。

我們對內(nèi)容不能只停留在知識層面上，也不能僅僅是構(gòu)筑系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，除了具體的內(nèi)容分析，我們還應(yīng)該考慮內(nèi)容的學(xué)科本質(zhì)是什么？學(xué)科思想方法是什么？學(xué)科價值是什么？即我們在弄清楚了內(nèi)容的學(xué)科本質(zhì)后，用什么樣的過程、方法、什么樣的活動來把這些內(nèi)容教給我們的學(xué)生，這個思考就非常重要了。我們想教給學(xué)生什么、想讓學(xué)生有什么樣的認(rèn)識？學(xué)生距離我們給他預(yù)設(shè)的目標(biāo)有多遠(yuǎn)也就是他現(xiàn)在的起點是什么？在學(xué)生向這個目標(biāo)轉(zhuǎn)化的過程中可能遇到的困難是什么？也就是哪些地方最需要教學(xué)的幫助。

2.單元整體教學(xué)設(shè)計與單課時教學(xué)設(shè)計 什么是“單元”？

從課程理論得知,單元是教材或教學(xué)的基本單位。教學(xué)單元或?qū)W習(xí)主題的確定一方面依賴于教師對教材的選擇和使用，另一方面取決于實際教學(xué)的需要。如果教學(xué)單元或?qū)W習(xí)主題與義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的二級主題相一致，那么，就可以用相應(yīng)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)作為參照。如果不一致，就需要教師對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)條目進(jìn)行歸總與整合，同時結(jié)合教師自己的教學(xué)設(shè)想和對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的預(yù)期，對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整和具體化。

單元教學(xué)設(shè)計,是指介于課程與課時之間所展開的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，屬于中觀層面的教學(xué)設(shè)計。新課程倡導(dǎo)教師先做單元整體教學(xué)設(shè)計，再做單課時教學(xué)設(shè)計。對教材內(nèi)容進(jìn)行重組來構(gòu)建教學(xué)單元：據(jù)知識內(nèi)容的相互聯(lián)系或?qū)W習(xí)規(guī)律,將教材中的某些內(nèi)容，按照一定的目的，從不同角度或不同層面進(jìn)行調(diào)整、重組來構(gòu)建教學(xué)單元,使繁雜的內(nèi)容簡單化、條理化,更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理發(fā)展規(guī)律。

在新課程實施中，需要從三維目標(biāo)的實現(xiàn)的角度賦予“單元”新的內(nèi)涵。單元教學(xué)的著眼點是“單元”。從教學(xué)內(nèi)容看,單元教學(xué)以一個“單元”為相對獨(dú)立的教學(xué)單位，強(qiáng)調(diào)從單元這個整體出發(fā)設(shè)計教學(xué)，突出內(nèi)容和過程的聯(lián)系性和整體性。從教學(xué)目標(biāo)看，單元教學(xué)是一個相對完整的過程，在這個過程中，三維目標(biāo)的有機(jī)融合和有效落實問題逐步得以實現(xiàn)。從教學(xué)方法看，單元教學(xué)不是對單元內(nèi)各課題平均使用力量，而是依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點和某個單元的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計合理的、有一定思維梯度的科學(xué)學(xué)習(xí)過程，注重學(xué)習(xí)的階段性和層次性。單元教學(xué)”跟傳統(tǒng)的單課時教學(xué)的一個明顯的區(qū)別在于，前者是系統(tǒng)教學(xué)，后者是先分散后總結(jié)式的教學(xué)。

案例“水的凈化單元整體教學(xué)設(shè)計”的幾個環(huán)節(jié)。3.教學(xué)設(shè)計的流程

3.1依據(jù)學(xué)習(xí)主體分析，課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的分析，進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)定。

學(xué)習(xí)主體分析：學(xué)習(xí)者一般特征是指學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)有關(guān)學(xué)科內(nèi)容時對學(xué)習(xí)者產(chǎn)生影響的心理和社會特征。根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段理論，初中階段的學(xué)生正處在抽象邏輯發(fā)展階段，認(rèn)知發(fā)展由具體逐漸向抽象過渡，能夠理解并使用相互關(guān)聯(lián)的抽象概念。因此初中化學(xué)教學(xué)中的一些復(fù)雜的概念，只要教學(xué)方法得當(dāng)，是能夠被學(xué)生接受的。由于這一階段學(xué)生的形象思維能力比較強(qiáng)，因此在化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用直觀手段會取得比較好的結(jié)果。特別是在知識學(xué)習(xí)方面，當(dāng)面臨新任務(wù)時，實際經(jīng)驗成為學(xué)習(xí)的支柱，因此化學(xué)教學(xué)設(shè)計由具體到抽象的教學(xué)順序能提高學(xué)習(xí)效果，而在態(tài)度方面，初中生則表現(xiàn)出雙重特點：一方面他們愿意接受自己敬重的老師的指導(dǎo)；另一方面他們又有較強(qiáng)的獨(dú)立性，需要通過教育和自身的體驗來培養(yǎng)或轉(zhuǎn)變態(tài)度。對學(xué)習(xí)者初始能力的分析就是要確定教學(xué)的出發(fā)點。

學(xué)習(xí)者初始能力的分析一般包括三個方面：其一，對已具備的知識和技能的分析。主要是了解學(xué)習(xí)者是否具備了進(jìn)行新的學(xué)習(xí)所必須掌握的知識與技能，這是從事新的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。其二，對技能目標(biāo)的分析。主要是了解學(xué)習(xí)者是否已經(jīng)掌握和部分掌握教學(xué)目標(biāo)中要求學(xué)習(xí)者學(xué)會的知識和技能。其三，對學(xué)習(xí)者所學(xué)內(nèi)容所持態(tài)度的分析。主要是了解學(xué)習(xí)者對所學(xué)內(nèi)容所持的態(tài)度是否存在偏差和誤解。

學(xué)習(xí)者初始能力和教學(xué)起點的確定方法。對于學(xué)校教育來說，由于課程標(biāo)準(zhǔn)、課程計劃有一定的規(guī)律性和連續(xù)性，學(xué)生的成績和各方面的表現(xiàn)都有記載，因此大多采取一般性了解的方法獲取信息。但用這種方法獲取的信息不太準(zhǔn)確。當(dāng)課程內(nèi)容和學(xué)生的情況有變化時，要用預(yù)測的方法。預(yù)測是以內(nèi)容分析為依據(jù)，在通過一般性了解獲取學(xué)生初始能力的大體信息的基礎(chǔ)上精心設(shè)計測試題，從而客觀準(zhǔn)確地鑒定學(xué)生的初始能力。

教學(xué)目標(biāo)是預(yù)期的學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果。設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，首先要考慮學(xué)生的已有基礎(chǔ)，學(xué)生的已有基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)新知識的必要條件，它在很大程度上決定著教學(xué)的成效。研究表明，與智力相比，它對新知識的學(xué)習(xí)起更大的作用。

教師在對學(xué)生進(jìn)行已有基礎(chǔ)的診斷時，往往認(rèn)為，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，就是學(xué)生已經(jīng)具備的認(rèn)識和能力。而實際上，并不是這樣。教師一般認(rèn)為他教給了學(xué)生什么，學(xué)生就獲得了什么，而且學(xué)生獲得的認(rèn)識與教師的認(rèn)識是一致的。但是，學(xué)生在社會生活中、與成人或同伴的交往，以及學(xué)校教育中都會習(xí)得一些不科學(xué)的認(rèn)識或有缺陷的認(rèn)識，一般稱為“個人概念”或“錯誤概念”。而且，即使經(jīng)過正規(guī)的課堂教學(xué)，學(xué)生頭腦中的個人概念往往沒有得到發(fā)展，甚至通過教學(xué)，學(xué)生也會獲得一些錯誤認(rèn)識。學(xué)生的個人認(rèn)識對學(xué)習(xí)的影響很大，如引導(dǎo)對實驗的觀察，引導(dǎo)學(xué)生對教師教材提供的信息的理解；影響學(xué)生對閱讀內(nèi)容的記憶；影響學(xué)生對實驗的解釋。特別是那些錯誤的生活概念，它們在學(xué)生頭腦中往往是根深蒂固的，會對學(xué)生理解科學(xué)概念起到阻礙、消極的作用。教師必須要了解學(xué)生對所學(xué)的知識已經(jīng)知道了什么，特別是要找出學(xué)生頭腦中存在的錯誤的生活概念，在此基礎(chǔ)上，找出知識生長點，幫助學(xué)生澄清頭腦中的錯誤概念，建立科學(xué)的概念。在對學(xué)生已有經(jīng)驗分析的基礎(chǔ)上，還要分析課程標(biāo)準(zhǔn)，把課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的課程目標(biāo)和學(xué)生已有的知識相結(jié)合，在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，確定單元和單節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。所謂最近發(fā)展區(qū)，就是指學(xué)生在有指導(dǎo)的情況下，借助成人的幫助可以達(dá)到的水平與其現(xiàn)有的發(fā)展水平之間的差距。

教學(xué)內(nèi)容的選擇首先要滿足教學(xué)目標(biāo)的需要，要根據(jù)具體的目標(biāo)，選擇相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，注意教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、現(xiàn)代性與現(xiàn)實性，既是化學(xué)最基本的內(nèi)容，又能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，而且要結(jié)合學(xué)生的生活實際。其次，要分析教材內(nèi)容的類型，是基本概念、基本理論、元素化合物知識，還是化學(xué)用語、化學(xué)計算、化學(xué)實驗。不同類型的教學(xué)內(nèi)容具有不同的特點，應(yīng)該采用不同的教學(xué)策略的教學(xué)方法。第三，要分析和研究所學(xué)的教材內(nèi)容與前后教材內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，明確所學(xué)內(nèi)容在整個教材體系中的地位和作用，以準(zhǔn)確把握所學(xué)內(nèi)容的深廣度。第四，要分析和研究所學(xué)教材內(nèi)容與其他學(xué)科內(nèi)容間的聯(lián)系，加強(qiáng)學(xué)科間的綜合；要重視分析化學(xué)知識與社會生活實際的聯(lián)系，體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)與社會的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生從多個角度分析和解決實際問題，獲得盡可能全面的認(rèn)識。

在教學(xué)設(shè)計開始時，教師必須明確學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的類型及其學(xué)習(xí)水平，并以清晰的語言陳述教學(xué)目標(biāo)。所謂“學(xué)習(xí)結(jié)果”就是指預(yù)期學(xué)生學(xué)習(xí)之后所發(fā)生變化的行為區(qū)域，而“學(xué)習(xí)水平”就是表明這種行為在一定的范圍所達(dá)到的程度。制定的教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)反映學(xué)習(xí)結(jié)果的多樣性和層次性。一般應(yīng)包括科學(xué)素養(yǎng)的三個維度，即知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀。教學(xué)目標(biāo)應(yīng)陳述通過一定的教學(xué)活動后，學(xué)生的行為變化，而且陳述應(yīng)該明確、具體，可以觀察和測量。最后，要對各方面的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行整合，協(xié)調(diào)好個目標(biāo)之間的關(guān)系，做到既突出重點又兼顧全局，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)確實能學(xué)有所獲，學(xué)有所成。3.2教學(xué)策略的選擇： 教學(xué)情境的設(shè)計

確定了教學(xué)內(nèi)容，還要進(jìn)行教學(xué)情景的設(shè)計。因為知識具有情景性，是在情景中通過活動而產(chǎn)生的，學(xué)習(xí)情景的性質(zhì)決定了所學(xué)知識在其他情景中再應(yīng)用的可能性，只有在真實世界的情景中學(xué)習(xí)才更為有效。情景的創(chuàng)設(shè)，要基于學(xué)生的經(jīng)驗，要和生活和社會中的問題相聯(lián)系。同時，要充分發(fā)揮各種教學(xué)媒體的作用，如錄像、模型及圖片等。

學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動的設(shè)計

選擇教學(xué)內(nèi)容后，要為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計相應(yīng)的核心活動和任務(wù)。任何核心學(xué)習(xí)活動的設(shè)計，首先要與學(xué)習(xí)內(nèi)容相適應(yīng)，能夠承載教學(xué)內(nèi)容的核心知識與技能，能夠落實教學(xué)目標(biāo)。其次要與學(xué)生的經(jīng)驗背景相一致，具有驅(qū)動性，能夠吸引學(xué)生，使其主動參與。第三，好的學(xué)習(xí)活動應(yīng)當(dāng)具有可生成性和價值性，學(xué)生完成此活動，能夠從中激發(fā)衍生出其他相關(guān)的可研究的問題，使學(xué)生有進(jìn)一步學(xué)習(xí)的意向。因此，好的學(xué)習(xí)活動的設(shè)計，應(yīng)該是以一個活動為核心的一組活動，它們之間有密切的聯(lián)系，同時又是為了達(dá)到不同的教學(xué)目標(biāo)。

學(xué)習(xí)活動組織與評價設(shè)計

課堂教學(xué)中，尤其是在探究合作的教學(xué)方式的課堂上，學(xué)生學(xué)習(xí)活動的組織設(shè)計更是重要。探究活動是學(xué)生個體獨(dú)立完成，還是采取小組合作的方式；合作小組是兩人一組，還是四人一組，組內(nèi)成員如何構(gòu)成；小組進(jìn)行完探究活動，如何進(jìn)行交流活動，是每個小組派代表發(fā)言，還是學(xué)生個體自愿發(fā)言；交流活動是一個專題進(jìn)行完，再進(jìn)行另一個專題，還是每個小組把所有的內(nèi)容依次都匯報完；等等。這些問題都需要根據(jù)具體情況進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計。

進(jìn)行完學(xué)習(xí)活動，要進(jìn)行評價活動，這就涉及學(xué)習(xí)活動的評價設(shè)計。具體到單元或課堂教學(xué)評價，要根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行評價設(shè)計，不同維度的教學(xué)目標(biāo)采取的評價方式可能不同，如情感態(tài)度、合作意識與技能、探究能力等，通過傳統(tǒng)的紙筆測驗或習(xí)題，是無法檢驗出學(xué)生的真實水平的。因此，更提倡活動表現(xiàn)評價，通過讓學(xué)生解決具體的實際問題，觀察學(xué)生的活動情況來進(jìn)行評價。根據(jù)具體的教學(xué)情況，就要設(shè)計相應(yīng)的活動任務(wù)，評價觀測記錄表，以及制定評價標(biāo)準(zhǔn)，選擇適宜的評價時間。評價方式應(yīng)該是多樣化的，如教師評價、學(xué)生互評與學(xué)生自評。教師評價，一般在教學(xué)的總結(jié)環(huán)節(jié)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)活動進(jìn)行知識與技能、過程與方法和情感態(tài)度價值觀的評價，通過口頭、解決問題、習(xí)題等方式來進(jìn)行。學(xué)生互評和學(xué)生自評一般通過填寫課堂學(xué)習(xí)活動評價表。3.3教學(xué)過程及效果的評價與反思

教學(xué)活動實施后，要針對教學(xué)過程及效果進(jìn)行評價與反思活動，這對于教師的成長是非常重要的，對于提高教師的教學(xué)設(shè)計能力也是非常必要的。教學(xué)效果的評價，最關(guān)鍵的是要看每一位學(xué)生在知識與技能、過程與方法和情感態(tài)度價值觀等方面是否都有提高和進(jìn)步。同時，教師要在教學(xué)設(shè)計方案中將教學(xué)實施的詳細(xì)情況進(jìn)行記錄整理，特別是學(xué)生的各種活動和各種觀點，并且對教學(xué)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行反思：教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計是否合理，是否在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)；教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)情景的設(shè)計是否真正做到了基于學(xué)生的經(jīng)驗，具有基礎(chǔ)性、現(xiàn)實性、現(xiàn)代性；學(xué)習(xí)任何和學(xué)習(xí)活動的設(shè)計是否具有驅(qū)動性，吸引學(xué)生參與，是否探查了學(xué)生已有的相異知識，了解了學(xué)生想要探究的問題；學(xué)習(xí)活動組織和管理形式的設(shè)計是否有效；教與學(xué)的材料的設(shè)計是否充分、適合等。

在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，可以由確定教學(xué)目標(biāo)開始依次進(jìn)行，可以先從教學(xué)內(nèi)容的選擇和設(shè)計開始，也可以受某種有意義的學(xué)習(xí)任務(wù)或活動激發(fā)。總之，不論教學(xué)設(shè)計的先后順序如何，對教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計和安排都是必要的。

4.例談初中化學(xué)新課程教學(xué)設(shè)計 案例略。

綜合而言，現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計更加重視學(xué)生的發(fā)展需要、學(xué)習(xí)規(guī)律及心理特點，教學(xué)目標(biāo)要求多元化；教學(xué)內(nèi)容既要注重結(jié)構(gòu)化，突出有意義的聯(lián)系，又要關(guān)注學(xué)生經(jīng)驗和社會生活實際；教學(xué)過程則倡導(dǎo)以問題和任務(wù)為驅(qū)動、以自主探究、合作學(xué)習(xí)為主要形式的建構(gòu)過程和學(xué)習(xí)活動；教學(xué)評價應(yīng)與教學(xué)過程有機(jī)整合，采取促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的多樣化評價策略。

第三篇：《算法初步》教學(xué)反思---周華

《算法初步》的教學(xué)實踐與反思

周華

下學(xué)期我接手二（8）班數(shù)學(xué)教學(xué)任務(wù)，說實話，第一次接觸新教材內(nèi)容，又是第一次接觸教材新增加的內(nèi)容，的確有些茫然。必修3中，將算法列為高中數(shù)學(xué)內(nèi)容的第一部分，在“算法初步”這一章導(dǎo)言中也講到“算法不僅是數(shù)學(xué)及其應(yīng)用的重要組成部分，也是計算機(jī)科學(xué)的重要基礎(chǔ)”。因此，這章內(nèi)容是高中數(shù)學(xué)與信息課程整合的極好體現(xiàn)。但由于這一章是高中數(shù)學(xué)中的新增內(nèi)容，在數(shù)學(xué)教學(xué)中沒有可以借鑒的經(jīng)驗，我只能依靠與同行彼此學(xué)習(xí)體會和相互的交流來教學(xué)，同時通過學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋來進(jìn)行教法調(diào)整。隨著教學(xué)進(jìn)程的不斷向前推進(jìn)，我在自己的教學(xué)過程中也有自己的一些做法和感受，下面就向同行們匯報匯報，期望得到大家的指點并力求找尋出教學(xué)這一章更為有效的處理方式。

下面就我對《算法》一章教學(xué)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)及存在問題，談一談教學(xué)實際活動的體會與反思。

一、《算法初步》學(xué)習(xí)時學(xué)生的表現(xiàn)

1、用自然語言表述算法時的表現(xiàn)

（1）大部分學(xué)生能夠理解用自然語言表述的簡單算法，能夠正確地寫出用自然語言表述一個有順序結(jié)構(gòu)的問題；用自然語言表述一個有條件結(jié)構(gòu)的運(yùn)算結(jié)果。如任意給定三個正實在，判斷以這三個正實數(shù)為三條邊長的三角形是否存在的算法；還有大約60%的學(xué)生能夠分析出應(yīng)用自然語言表述的循環(huán)結(jié)構(gòu)，如：用“二分法”求方程 的近似解的算法。

（2）對于用自然語言分步表述一個有條件轉(zhuǎn)向的算法，多數(shù)學(xué)生理解存在困難，如：對于寫出“求方程 的實數(shù)根的算法”的問題，少部分學(xué)生能模仿寫出，其他學(xué)生都是寫成一個步驟：計算判別式的值，如果判別式小于0，則方程沒有實根，否則方程有兩個等根或兩個不等根，同時，多數(shù)學(xué)生沒有討論a=0的情況。由此可見，多數(shù)學(xué)生不太適應(yīng)寫出一個問題的算法用分步的方式。

2、用程序框圖表述算法時的表現(xiàn)

（1）多數(shù)學(xué)生能夠根據(jù)程序框圖寫出條件結(jié)構(gòu)的算法和循環(huán)結(jié)構(gòu)的算法，但他們不能畫出循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序框圖，不能用一個恰當(dāng)?shù)臈l件來終止循環(huán)。

（2）學(xué)生能對簡單的程序框圖進(jìn)行分析，而對稍顯復(fù)雜的程序框圖的分析就會出現(xiàn)混亂，如：輸入三個數(shù)，然后輸出其中最大的一個數(shù)的程序框圖的算法。學(xué)生開始分析時，能夠按照流程圖逐步分析，但是到了最后，他們將程序框圖里的各種結(jié)果相混淆。對于循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序框圖，添加正確的條件判斷分支是難點；用自然語言描述的循環(huán)結(jié)構(gòu)的算法中的兩個程序框圖（直到型和當(dāng)型）也是學(xué)生困難的問題。

3、在用程序語言表述算法的表現(xiàn)

（1）學(xué)生對于賦值語句中變量的含義的理解有困難。

（2）大多數(shù)學(xué)生能夠正確分析出程序語言表述的條件結(jié)構(gòu)的算法結(jié)果，但較難理解程序語言表述的循環(huán)結(jié)構(gòu)的算法，特別是對其中的“計數(shù)變量”和“累加（累乘）變量”的理解。（3）從條件語句的程序語言分析情況看，還有部分學(xué)生常常忽略結(jié)束條件語，造成結(jié)構(gòu)不完整，出現(xiàn)錯誤；另外，對于信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)過的學(xué)生多數(shù)能分析出結(jié)果，而部分來自山區(qū)學(xué)校的學(xué)生由于未能很好地學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程，盡管在信息技術(shù)課上涉及的語句很少，但從學(xué)習(xí)的結(jié)果看，信息技術(shù)的學(xué)習(xí)能夠促進(jìn)學(xué)生對用程序語言表述的算法的理解。

二、《算法初步》學(xué)習(xí)過程中學(xué)生出現(xiàn)的問題

(1)相關(guān)背景知識缺乏難予找到恰當(dāng)?shù)乃惴āＨ缜鼐派厮惴ǎ捎趯W(xué)生對秦九韶算法中反復(fù)執(zhí)行的步驟不理解，因此，在尋找這個問題的算法上束手無策。

（2）將實際問題模型化是學(xué)生學(xué)習(xí)算法的一個難點，多數(shù)學(xué)生解決問題時會模仿和套用已經(jīng)存在、經(jīng)過測試正確的算法，但在模仿過程中對問題之間的差異處理不當(dāng)。

（3）不能恰當(dāng)?shù)厥褂醚h(huán)變量（計數(shù)變量、累加（累乘）變量）或其他條件終止循環(huán)，學(xué)生在模仿例題設(shè)計法的過程中，在循環(huán)變量的處理上，往往只考慮前幾次循環(huán)的情況，對隨后變量變化情況不再考慮或者不能想象在條件即將滿足時循環(huán)變量的情況，從而導(dǎo)致設(shè)計出錯誤的算法，即使他們學(xué)完了循環(huán)的相關(guān)知識，但仍不能正確地處理循環(huán)變量接近臨界點的情況。

（4）學(xué)生能夠做出正確的循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序框圖，但是不能將程序框圖用恰當(dāng)?shù)难h(huán)語句表述出來，由于有些學(xué)生所畫的程序框圖沒有遵循教材上的“直到型”或“當(dāng)型”循環(huán)的畫法，因此，在將程序框圖轉(zhuǎn)換成程序語言時，他們不能處理其中的變化。

三、結(jié)論與建議

1、結(jié)論：通過對《算法初步》一章的教學(xué)以及學(xué)生對這一章的學(xué)習(xí)過程的情況看，可以得出以下結(jié)論：

（1）學(xué)生對算法的學(xué)習(xí)是比較感興趣的，但同時又害怕學(xué)習(xí)算法，原因是算法是高中新增的內(nèi)容，和信息技術(shù)密切聯(lián)系，學(xué)生愛屋及烏，自然感到親切，同時算法的學(xué)習(xí)又非常抽象，特別是循環(huán)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的條件結(jié)構(gòu)，學(xué)生較難理解，常常是束手無策、無從下手。（2）信息技術(shù)對算法學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用。

2、教學(xué)建議

（1）課時分配建議：算法的概念及意義、算法的自然語言描述是全章的基礎(chǔ)，也是學(xué)生提升邏輯思維能力的較好訓(xùn)練，因此，建議把課標(biāo)中的2課時改為4課時，算法的程序框圖及算法的程序語言描述以及算法案例各3課時，小結(jié)復(fù)習(xí)1課時，全章共14課時，這樣更有利于學(xué)生更好把握這一章的知識。

（2）注意在其他課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)中不斷滲透算法的思想，特別是用自然語言或程序框圖表述算法。從對算法教學(xué)過程來看，學(xué)生對用自然語言描述一個算法還是容易理解的。

（3）在算法的學(xué)習(xí)中，不要一開始就讓學(xué)生追求算法的通用性，雖然教材中定義算法為：通常指按照一定的規(guī)則解決某一類問題的明確和有限的步驟。但是如果讓學(xué)生一開始就能設(shè)計一個能解決一類問題的算法，這比較困難，學(xué)生學(xué)習(xí)的過程表明：學(xué)生在尋找解決問題的算法時，往往是尋找能夠解決問題的特殊算法，當(dāng)特定的問題被解決后，他們才去考慮更一般的算法。

（4）重視循環(huán)結(jié)構(gòu)的教學(xué)，從教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在循環(huán)結(jié)構(gòu)的處理上存在的問題最大，主要表現(xiàn)在對循環(huán)結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)的處理上，以及終止循環(huán)結(jié)構(gòu)的條件設(shè)計上；對于循環(huán)結(jié)構(gòu)的分析，可以讓學(xué)生模仿計算機(jī)的處理過程，沿流程線逐步執(zhí)行指令，根據(jù)指令，在紙上記下循環(huán)運(yùn)行的過程和變量值，特別是最前幾次和最后幾次的循環(huán)。

（5）有條件的學(xué)校要讓學(xué)生上機(jī)實踐算法，從學(xué)生學(xué)習(xí)的過程表明，信息技術(shù)可以促進(jìn)算法的學(xué)習(xí)，無論學(xué)生用自然語言、用程序框圖或是程序語言描述算法，都難以從中發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計過程中的錯誤，尤其在初學(xué)階段。因此，給學(xué)生提供上機(jī)驗證的機(jī)會，可以幫助他們檢驗自己算法設(shè)計的正確與否，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)算法的興趣和積極性。上機(jī)建議至少三次，第一次安排在學(xué)生學(xué)完賦值語句、輸入、輸出語句和條件語句，完成作業(yè)后；第二次安排在學(xué)完循環(huán)語句及完成相應(yīng)作業(yè)以后；第三次安排在整個《算法初步》一章學(xué)完以后，這樣在上機(jī)時，學(xué)生可以將大部分實踐用于對自己設(shè)計的算法的檢驗和修改分析上。

第四篇：算法論文：高中數(shù)學(xué)算法初步的功能分析及教學(xué)設(shè)計

算法論文：高中數(shù)學(xué)算法初步的功能分析及教學(xué)設(shè)計

【中文摘要】隨著信息社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)在日常生活中起著越來越重要的作用。而算法是計算機(jī)工作的基礎(chǔ),了解算法知識及其思想成為現(xiàn)代社會每一個公民所應(yīng)具備的基本素養(yǎng)。在許多發(fā)達(dá)國家,算法知識早已成為中學(xué)教材的重要內(nèi)容。2003年4月教育部頒布《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(試驗)》,新課程開始陸續(xù)實施。作為新課程中首次出現(xiàn)的內(nèi)容之一,算法的教學(xué)問題被人們所關(guān)注。湖北省于2010年才第一次進(jìn)行必修3(含算法初步的內(nèi)容)的教學(xué)。由于算法內(nèi)容對剛實行新課改地區(qū)的中學(xué)數(shù)學(xué)老師來說是比較陌生的,心理上存在著畏懼情緒,在實際教學(xué)中缺少有效的教學(xué)指導(dǎo),因此給他們的教學(xué)帶來了全新的挑戰(zhàn)。本文研究了國內(nèi)外關(guān)于算法教學(xué)的研究及教學(xué)設(shè)計理論的發(fā)展,重點是國內(nèi)的“雙主”教學(xué)設(shè)計與“以活動為中心”的教學(xué)設(shè)計,對高中數(shù)學(xué)算法初步的內(nèi)容進(jìn)行了功能分析。結(jié)合教學(xué)實際,對算法初步的部分內(nèi)容進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計。旨在為自己及同行的教學(xué)提供一個有益的探索與嘗試。本文所給出算法設(shè)計方案只是初步的,有待于在今后的教學(xué)實踐中進(jìn)一步檢驗完善。

【英文摘要】Algorithm is an ancient concept,with the development of computational science,algorithm has become more and more important.The idea of Algorithm has already become a mathematical quality for modern citizens.In many developed countries, Algorithm has become an important part in senior

high school teaching.In April 2003, The Mathematics Curriculum Standard of High School began to be carried on in our country, and algorithm has appeared in the text-books of high school mathematics.But the problem of teac...【關(guān)鍵詞】算法 功能分析 教學(xué)設(shè)計

【英文關(guān)鍵詞】algorithm function analysis instructional design 【目錄】高中數(shù)學(xué)算法初步的功能分析及教學(xué)設(shè)計4-5出8-9910-1111-14ABSTRACT5緒論8-11

摘要

1.1 研究問題的提1.2 研究意義9-101.2.2 研究的實踐價值9-102 研究綜述11-18

1.2.1 研究的理論意義

1.3 研究方法2.1 算法的研究綜述

2.1.2 國內(nèi)的算2.1.1 國外的算法研究11-13

2.2 教學(xué)設(shè)計的相關(guān)研究綜述法研究13-1414-182.2.1 國外教學(xué)設(shè)計理論的發(fā)展14-162.2.2 國內(nèi)教學(xué)設(shè)計理論的發(fā)展16-1818-20算法初步的功能分析

3.2 有助于3.1 有助于提高學(xué)生的信息素養(yǎng)18培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維與創(chuàng)造性思維18-19秀的算法傳統(tǒng)19-20

3.3 有助于發(fā)揚(yáng)優(yōu)

4.1 算法初步的教學(xué)設(shè)計20-40算法初步的教學(xué)設(shè)計策略20-21析為起點2020

4.1.1 以內(nèi)容分析和學(xué)情分

4.1.2 以現(xiàn)代信息技術(shù)為輔助手段

4.1.4 以數(shù)學(xué)文化為4.1.3 以思維訓(xùn)練為目的20

驅(qū)動力20-2121-40

4.2 算法初步的教學(xué)設(shè)計案例

21-24

4.2.2 程序4.2.3 基本算法4.2.1 算法概念的教學(xué)設(shè)計框圖與算法基本邏輯結(jié)構(gòu)的教學(xué)設(shè)計語句的教學(xué)設(shè)計29-3232-35

24-29

4.2.4 循環(huán)語句的教學(xué)設(shè)計教學(xué)建4.2.5 秦九韶算法的教學(xué)設(shè)計35-40

5.1 教學(xué)建議議及需要進(jìn)一步研究的問題40-4240-4142-455.2 需要進(jìn)一步研究的問題41-42參考文獻(xiàn)

附錄 附錄 A：攻讀碩士期間發(fā)表的論文45-46

致謝50 B：聽課筆記節(jié)選46-50

第五篇：基于DV―Hop定位算法的改進(jìn)

基于DV―Hop定位算法的改進(jìn)

摘要：針對DV-Hop算法采用跳數(shù)乘以平均每跳跳距估算節(jié)點間的跳距，利用三邊測量法或極大似然估計法估算節(jié)點坐標(biāo)信息，算法過程存在缺陷從而造成定位誤差過高的問題。為此提出一種基于節(jié)點密度區(qū)域劃分的DVHop改進(jìn)算法（DZDVHop），依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連通度和節(jié)點密度限制參與估算的信標(biāo)節(jié)點的跳數(shù)，采用加權(quán)質(zhì)心法估算定位坐標(biāo)。Matlab仿真測試結(jié)果表明，在相同的網(wǎng)絡(luò)硬件和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)境下，改進(jìn)后的算法能有效地減少節(jié)點通信量，且平均定位誤差率比傳統(tǒng)的DVHop算法減少了13.6%左右，提高了定位精度。〖BP）〗

針對DVHop算法采用跳數(shù)乘以平均每跳跳距估算節(jié)點間的跳距，利用三邊測量法或極大似然估計法估算節(jié)點坐標(biāo)信息，算法過程存在缺陷從而造成定位誤差過高的問題。為此提出一種基于節(jié)點密度區(qū)域劃分的DVHop改進(jìn)算法（DZDVHop），依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連通度和節(jié)點密度限制參與估算的信標(biāo)節(jié)點的跳數(shù)，采用加權(quán)質(zhì)心法估算定位坐標(biāo)。Matlab仿真測試結(jié)果表明，在相同的網(wǎng)絡(luò)硬件和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)境下，改進(jìn)后的算法能有效地減少節(jié)點通信量，且平均定位誤差率比傳統(tǒng)的DVHop算法減少了13.6%左右，提高了定位精度。

關(guān)鍵詞：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；密度區(qū)域劃分；節(jié)點定位；限跳機(jī)制

中圖分類號：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

現(xiàn)代電子技術(shù)、檢測技術(shù)和信號處理等技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了低功耗、多功能智能傳感器的快速發(fā)展[1]。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是指由大量成本低廉的具有智能感知能力、計算能力、無線通信能力的傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)，它可以感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)目標(biāo)對象的信息[2-3]。作為一種新型信息獲取的系統(tǒng)，WSN廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測、城市交通、災(zāi)難防控等眾多領(lǐng)域[4]。節(jié)點定位問題是傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行目標(biāo)識別、監(jiān)控、定位等應(yīng)用的前提，也是傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一[5-7]。研究節(jié)點定位算法的意義主要體現(xiàn)在兩方面：一是，WSN中的多數(shù)應(yīng)用都依賴于傳感器節(jié)點或者被檢測目標(biāo)的地理位置信息，不知檢測目標(biāo)位置而獲取的任何信息都是沒有意義的[8]；二是，WSN網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和管理需要節(jié)點位置信息的支持。因此，準(zhǔn)確估算節(jié)點位置，在傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用。

節(jié)點定位技術(shù)分為基于測距（Range Based）的定位算法和無需測距（Range Free）的定位算法兩類[3]1283，[5]39，[8]3。基于測距的定位算法原理是：通過測量節(jié)點與節(jié)點間的直線距離或角度信息估算未知節(jié)點的坐標(biāo)位置，目前這類測距技術(shù)主要有RSSI（Received Signal Strength Indicator）、TOA（Time of Arrival）、TDOA（Time Difference on Arrival）和AOA（Angle of Arrival）等[1]77，[5]40。基于測距定位算法的優(yōu)點是定位精度較高，缺點是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點需要增加特殊的測距設(shè)備，從而導(dǎo)致節(jié)點成本較高。而無需測距的定位算法原理是：不需要測量節(jié)點間的實際距離以及節(jié)點間的方位角，只根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的連通性、同向性等信息，就可以估算出未知節(jié)點的坐標(biāo)位置，常用的無需測距技術(shù)有：APIT（Approximate PointinTriangulation test）、質(zhì)心算法、DVHop（Distance VectorHop）和Amorphous等算法[5]40，[9]。無需測距定位算法的優(yōu)點是：組網(wǎng)成本低、網(wǎng)絡(luò)資源開銷少，缺點是定位誤差率稍高。實踐證明無需測距定位技術(shù)更能適合多數(shù)WSN的應(yīng)用，而在眾多無需測距的定位算法中，DVHop算法以其算法過程的簡單性和實效性成為目前應(yīng)用較多的種類之一[7]2468。WSN中的節(jié)點分為兩類：一類是預(yù)先已知自身位置信息的傳感器節(jié)點，稱之為信標(biāo)節(jié)點（或“錨節(jié)點”），信標(biāo)節(jié)點的坐標(biāo)信息既可以通過全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）等技術(shù)自動獲得，也可以在部署網(wǎng)絡(luò)時靠人工設(shè)置[8]6；第二類節(jié)點是預(yù)先并不知道自身的位置，通常稱之為待定位節(jié)點或者未知節(jié)點。這些未知節(jié)點的位置信息就需要利用本文和相關(guān)研究所探討的相關(guān)定位算法進(jìn)行估算。

1經(jīng)典DVHop算法描述

美國Rutgers University的〖BP（〗Dragos 〖BP）〗Niculescu等將距離矢量路由與GPS原理相結(jié)合提出了一系列分布式定位算法（Ad Hoc Positioning System，APS）[10]。APS共包括DVHop、DV Distance、Euclidean、DV Coordinate、DV Bearing和DV Radial等6種類型。其中應(yīng)用較多的是DVHop，DVHop的執(zhí)行過程可歸納為以下3個階段[1]77，[5]40，[11]。首先，接收并存儲未知節(jié)點與它鄰近的每個信標(biāo)節(jié)點間最小跳數(shù)；信標(biāo)節(jié)點向鄰居節(jié)點廣播包含自身地理位置信息的分組，這樣網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點都能記錄下自己到每個信標(biāo)節(jié)點的最小跳數(shù)。其次，計算未知節(jié)點與信標(biāo)節(jié)點的跳距；每個信標(biāo)節(jié)點根據(jù)上述第一個階段的操作，記錄下了自己與其他信標(biāo)節(jié)點的坐標(biāo)值以及它們間的跳數(shù)。最后利用式（1），就可以估算出自己的平均每跳跳距。其中：（xi，yi）、（xj，yj）是信標(biāo)節(jié)點i和j的坐標(biāo)，hj是信標(biāo)節(jié)點i與j之間的跳數(shù)。

平均每跳跳距：