縣里舉辦高中信息技術(shù)研討課。讓我在一個(gè)基礎(chǔ)最薄弱的學(xué)校上一堂《選擇排序》算法課。也就是說，給最差的學(xué)生講解最難的知識(shí)。這無疑是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
　　分析該校學(xué)生的情況，他們?cè)趯W(xué)習(xí)之前已經(jīng)知道了表示算法的三種方式，學(xué)過了流程圖，會(huì)辨認(rèn)每個(gè)圖框及其表示意思，可能難以理解什么條件下兩個(gè)數(shù)據(jù)要交換以及如何找到最小數(shù)，會(huì)搞混流程圖中多個(gè)控制變量所代表的作用。教師如果直接拿出整個(gè)排序的復(fù)雜算法分析，會(huì)嚇倒學(xué)生，學(xué)生注意力難以長時(shí)間集中。于是，我把選擇排序算法進(jìn)行肢解，分解為一個(gè)個(gè)小知識(shí)點(diǎn)，再各個(gè)突破，這樣，由淺入深、由小到大，前后呼應(yīng)，上課節(jié)奏波浪起伏，直到解決完整算法，完成“讓學(xué)生掌握選擇排序算法的具體過程，會(huì)畫出選擇排序流程圖，體驗(yàn)算法與生活的緊密聯(lián)系，感受解決算法的成功感”的教學(xué)目標(biāo)。
　　
　　一、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)與突破策略
　　
　　教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：選擇排序的算法及其表示。
　　策略：講授法為主，適當(dāng)讓學(xué)生討論與體驗(yàn)。
　　
　　二、課前準(zhǔn)備
　　
　　素材：“世界七大洲最高峰”Excel表格、選擇排序的Visual Basic演示程序。
　　教學(xué)環(huán)境：多媒體教室或者機(jī)房。
　　
　　三、教學(xué)過程
　　
　　1.導(dǎo)入
　　教師由Excel排序功能導(dǎo)入排序。
　　師：我們都已經(jīng)學(xué)過了電子表格Excel，感受到了Excel給我們的日常生活、學(xué)習(xí)與工作帶來的便利。其中的“排序”功能，能把一組數(shù)據(jù)按照一定的順序排列好。我這里有一個(gè)“世界七大洲最高峰”的表格。想要讓山峰數(shù)據(jù)從高到低排列好。怎么做呢？
　　
　　請(qǐng)學(xué)生上來操作。
　　愛思考、會(huì)動(dòng)腦筋的學(xué)生會(huì)提出疑問，電腦到底是怎么樣把數(shù)據(jù)按照順序排列好的？我們能否不用Excel，自己編寫一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)排序功能呢？
　　設(shè)計(jì)意圖：復(fù)習(xí)Excel的重點(diǎn)內(nèi)容“排序操作”，并導(dǎo)入排序。在Excel中用鼠標(biāo)點(diǎn)來點(diǎn)去，對(duì)高中生來說已是“小兒科”，他們自然提出自己寫一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)排序的想法。只要學(xué)生有膽量提出這個(gè)想法，也就成功了一半。
　　2.新知講解
　　師：今天給大家介紹一種排序方法——選擇排序。大家認(rèn)真觀察選擇排序到底是怎么排列數(shù)據(jù)的，其排序的過程是怎樣的。
　　教師出示四個(gè)數(shù)三次排序的圖示，并根據(jù)圖示講解選擇排序的過程。
　　師：按“108→120→96→75”順序排列的這四個(gè)數(shù)最終要排成“75→96→108→120”這樣一個(gè)從小到大的序列。第一次，從四個(gè)數(shù)中找到最小數(shù)75，與108交換位置。第二次，從剩下的三個(gè)數(shù)中找到最小數(shù)96，與120交換位置。第三次，從剩下的兩個(gè)數(shù)中找到最小數(shù)108，與120交換位置。
　　得出選擇排序的方法（略）。
　　師：請(qǐng)用選擇排序方法，從大到小排列四個(gè)數(shù)。
　　3.計(jì)算機(jī)選擇排序的循序漸進(jìn)
　　學(xué)生排過序后，教師演示電腦幫忙排序——對(duì)著電腦，拍拍顯示器（就像拍人肩膀）說：“電腦，你幫我把這四個(gè)數(shù)按從大到小的順序排列起來?！庇袑W(xué)生在偷笑，“老師，電腦聽得懂嗎？”
　　師：對(duì)，上個(gè)學(xué)期我們就已經(jīng)學(xué)習(xí)過了，讓計(jì)算機(jī)幫我們做事情，要用計(jì)算機(jī)語言與它交流，講自然語言，它聽不懂，自然不會(huì)理睬你。
　　師生回顧表示算法的三種方法：自然語言→流程圖→程序語言。
　　師：自然語言轉(zhuǎn)換成流程圖是系統(tǒng)分析師做的事情，流程圖轉(zhuǎn)換成程序語言是程序員做的事情。兩類人的身價(jià)是不一樣的，前者的年薪是后者的3～5倍。今天，我們要做的是把自然語言轉(zhuǎn)化為流程圖，做系統(tǒng)分析師的事情。也就是畫出“選擇排序”的流程圖，價(jià)值很高，相信大家能很好地完成。
　　設(shè)計(jì)意圖：用幽默詼諧的語言吸引學(xué)生注意力；由人才市場(chǎng)實(shí)際薪酬報(bào)價(jià)提升本堂課內(nèi)容的價(jià)值，引起學(xué)生的興趣，無縫引導(dǎo)學(xué)生畫出選擇排序的流程圖。
　　學(xué)生得出“開始→選擇排序→結(jié)束”的流程圖。
　　師：這個(gè)流程圖沒錯(cuò)，可是實(shí)際問題還沒有解決，到底選擇排序是怎樣進(jìn)行的呢？
　　請(qǐng)一位學(xué)生起立，對(duì)照上面實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生問答進(jìn)行排序要有兩步：第一步，找最小數(shù)；第二步，交換位置。
　　
　　師：你的觀察很仔細(xì)，對(duì)解決我們今天的問題具有啟示意義。選擇排序其實(shí)就是圍繞這兩步展開的。
　　從而得到“開始→選擇排序→找最小數(shù)→互換→結(jié)束”的線性流程圖。
　　師：請(qǐng)對(duì)比數(shù)據(jù)108、120、96、75，“找最小數(shù)”和“交換位置”要重復(fù)幾次？
　　生：3次。
　　師：如果總共5個(gè)數(shù)，重復(fù)幾次？
　　師生得出結(jié)論，循環(huán)次數(shù)比數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)少一次，因?yàn)樽詈笠淮蔚淖詈笠粋€(gè)數(shù)不用比較。重復(fù)做同一件事情，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生想到了循環(huán)，得出流程圖一并逐步推演程序的執(zhí)行過程。
　　
　　選擇排序流程圖一
　　難點(diǎn)一步一步在突破，流程圖也完整多了。
　　師：數(shù)據(jù)交換是不是每次都要進(jìn)行？
　　師生通過分析兩個(gè)真實(shí)的數(shù)據(jù)排列的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：如果i≠k，交換位置；否則，不交換位置。（i表示第幾次循環(huán)，k表示最小數(shù)的位置。）
　　師：剛才我們無意中一起講到了一個(gè)經(jīng)典的選擇結(jié)構(gòu)。其實(shí)，每個(gè)人天生就是程序員，每天講著算法語言過日子，只是缺乏一種發(fā)現(xiàn)的眼光罷了。早上來學(xué)校的路上，聽到一位老奶奶說：“早上下雨的話，撐傘去菜場(chǎng)買菜；不下雨，空著手去買菜?！蔽衣犃撕芨吲d，這也是一句經(jīng)典的選擇結(jié)構(gòu)，我畫出買菜和數(shù)據(jù)交換的流程圖與大家分享（圖略）。
　　設(shè)計(jì)意圖：用貼近生活的算法語言作類比，減少算法的距離感。學(xué)到這里，學(xué)生思維已經(jīng)有些疲勞了，用詼諧幽默的語言放松學(xué)生緊繃的神經(jīng)。
　　將數(shù)據(jù)交換條件的流程圖納入到整個(gè)流程圖一中，得出流程圖二。
　　
　　選擇排序流程圖二
　　師：你看，我們一步一步分析下來，流程圖從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，是不是很有成就感？我們離成功還有一步之遙，還差哪一步呢？
　　生：怎樣在一組數(shù)中找到最小數(shù)據(jù)？
　　教師請(qǐng)學(xué)生起來，回答按“108→120→96→75”排列的四個(gè)數(shù)中哪個(gè)數(shù)最小。學(xué)生很快回答出來。
　　師：這么快就找到了！老師可是花了老半天時(shí)間才找到最小數(shù)——第一眼看到了108，第二眼看到120，眨了一下眼睛看到了96，最后才發(fā)現(xiàn)了75，再加上大腦的一一比較判斷，發(fā)現(xiàn)最小數(shù)是75。像你反應(yīng)這么快，IQ肯定很高。我能學(xué)會(huì)算法，你更能學(xué)得會(huì)了。大家請(qǐng)看老師的大腦分析過程：
　　
　　注：k表示最小數(shù)位置，d(k)表示最小數(shù)
　　總結(jié)：找到一個(gè)數(shù)，如果比d(k)還要小，那么這個(gè)數(shù)字就是最小的，把它的標(biāo)記給k。這樣一次一次不斷做下去。
　　設(shè)計(jì)意圖：使用幽默風(fēng)趣的語言，讓學(xué)生在不知不覺中同教師一起發(fā)現(xiàn)了解決問題的算法。
　　根據(jù)以上分析，在教師的指引下，分以下三步從簡(jiǎn)單到復(fù)雜畫出找最小數(shù)的流程圖：
　　（1）如果有比d(k)還要小的數(shù)，則把這個(gè)數(shù)的標(biāo)記給k。畫出流程圖。
　?。?）一個(gè)一個(gè)比較下去，要比較幾次？4次循環(huán)。在上圖基礎(chǔ)上加上循環(huán)部分。
　?。?）剛開始假設(shè)第一個(gè)最小，k=1，從第二個(gè)開始與它比較，j=2。J表示下一個(gè)數(shù)。在上圖基礎(chǔ)上加上初始值，最終得出找最小數(shù)流程圖：
　　
　　找最小數(shù)流程圖
　　根據(jù)流程圖分析，用數(shù)據(jù)“108→120→96→75”的隊(duì)列驗(yàn)證找最小數(shù)流程圖是正確的。
　　師：選擇排序的最后一個(gè)難關(guān)被我們攻破了?，F(xiàn)在我們把找最小數(shù)流程圖納入到整個(gè)流程圖中，就成了選擇排序完整的流程圖（如流程圖三）。
　　
　　選擇排序流程圖三
　　4.驗(yàn)證流程圖
　　師生綜合分析整個(gè)選擇排序的流程圖，找到哪一塊是“找最小數(shù)”的程序塊，哪一塊是“交換”的程序塊，再接著用將“3→1→2”排列成“1→2→3”的實(shí)例共同驗(yàn)證流程圖正誤。
　　
　　師：我們成功了?？磥?，流程圖沒有問題，能進(jìn)行正確的選擇排序。
　　設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生積極參與到算法活動(dòng)中，體會(huì)算法正誤，體驗(yàn)理解正確的喜悅。
　　5.書本勘誤
　　師：細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們教科書的第37頁上的圖與我們的圖有出入。
　　（1）應(yīng)將圖2、3、6中的d (j) 改為d(i)；
　?。?）應(yīng)將圖2、3、7中的k=1改為k=i；
　　師：有興趣的同學(xué)可以寫信給作者，和他探討一下，說不定作者還會(huì)給咱們回信。
　　6.程序演示
　　師：有了流程圖，我們就可以把它翻譯成程序語言。老師已經(jīng)根據(jù)我們一起畫的流程圖寫了選擇排序的程序代碼，大家一起來欣賞。
　　程序運(yùn)行，輸入一組數(shù)，按次序排列好。
　　
　　四、問題研討
　　
　　《算法與程序設(shè)計(jì)》選修模塊，內(nèi)容抽象乏味，教師教得辛苦，學(xué)生學(xué)得也辛苦，特別是算法一章更是晦澀難懂，課堂上大部分學(xué)生跟不上教師節(jié)奏，聽得糊里糊涂，似懂非懂，效果很差。怎樣上好《算法與程序設(shè)計(jì)》？上完本課，我認(rèn)為以下方法具有啟示作用：
　　1．分而治之，各個(gè)擊破。其實(shí)再難的問題，再復(fù)雜的難點(diǎn)，都可以分解為一個(gè)個(gè)淺顯易懂的小知識(shí)點(diǎn)。選擇排序是很難、很復(fù)雜的算法，我在這里特意將它分割成“每次做什么”、“重復(fù)幾次”、“怎么交換”、“怎么找最小數(shù)”四個(gè)相對(duì)容易的分知識(shí)點(diǎn)，然后引導(dǎo)學(xué)生分別突破四個(gè)分知識(shí)點(diǎn)，最終解決整個(gè)選擇排序算法。教師自己首先要把每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的來龍去脈、前因后果爛熟于胸，才能順利分割知識(shí)點(diǎn)，才能引領(lǐng)學(xué)生將難點(diǎn)各個(gè)攻破。
　　2．由淺入深，步步為營。如果教師在上課一開始時(shí)就拋出選擇排序的完整算法，可能有一大部分學(xué)生會(huì)懵掉，跟不上教師的思路。換種方式，抓住一條主線，從簡(jiǎn)單問題入手，以學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)為基礎(chǔ)，逐步加深，無縫過渡，直到掌握最終的知識(shí)為止。這樣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)清晰，學(xué)生容易接受，并且前后呼應(yīng)，符合邏輯。
　　3．幽默詼諧，生動(dòng)活潑。一般而言，算法內(nèi)容抽象、晦澀，很難與生活實(shí)際聯(lián)系，與學(xué)生距離遠(yuǎn)。但算法本來就是源于生活，如果教師能夠細(xì)心觀察，多多思考，完全可以使算法的課堂變得充滿人情味，生活氣息十足，如本課中人與計(jì)算機(jī)對(duì)話，老奶奶講算法語言等等。在教學(xué)過程中以貼近生活的語言拉近學(xué)生和算法之間的距離，用詼諧風(fēng)趣的話語拉近學(xué)生和教師之間的距離，不斷給予學(xué)生鼓勵(lì)、夸獎(jiǎng)，建立學(xué)好算法的信心，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)算法與程序設(shè)計(jì)的興趣，這才是第一位的。
　　4．節(jié)奏合理，時(shí)起時(shí)伏。算法課總是少不了大量的邏輯推理和因果判斷。如果整堂課都充斥著緊張推算，學(xué)生思維疲勞，學(xué)習(xí)效果很差。教師可以采取一些變化，每一步之間，盡量松緊結(jié)合，既講了復(fù)雜的內(nèi)容，又有輕松的內(nèi)容調(diào)節(jié)學(xué)生緊繃的神經(jīng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果自然更好。
　　以上幾點(diǎn)綜合應(yīng)用，可以很好地化解難點(diǎn)，改變學(xué)生對(duì)算法課的恐懼心理，提高教師上課效率，改善算法與程序設(shè)計(jì)的課堂。
　　
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