數(shù)學論文《用手機玩轉(zhuǎn)算法語句的教學》

用手機玩轉(zhuǎn)算法語句的教學-------淺談《循環(huán)語句》的教學設(shè)計晉江二中林建彬【摘要】隨著手機智能機的普及，如何在算法教學中使用手機進行教學，本文試圖開創(chuàng)這方面的探討.【關(guān)鍵詞】算法手機循環(huán)語句andriod安卓的VB1設(shè)計理念算法不僅是數(shù)學及其應用的重要組成部分，也是計算機科學的重要基礎(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具備的基本素養(yǎng).算法的基本思想：探求解決問題的步驟，并且將步驟用程序化的語言加以表述.《普通高中數(shù)學課程標準（實驗）》要求我們的學生“經(jīng)歷將具體問題的程序轉(zhuǎn)化為程序語句的過程，理解幾種基本算法語句——輸入語句、輸出語句、賦值語句、條件語句、循環(huán)語句，進一步體會算法的基本思想，在條件如許的學校，使其能在計算機上實現(xiàn)”.算法思想可以很好的培養(yǎng)學生的邏輯思維能力.在實際教學過程中，算法這一章節(jié)是學生在高中數(shù)學中最受歡迎的一章.因為這一章的內(nèi)容是離學生生活最近的，很容易把這樣的思維習慣遷移到日常生活中，而數(shù)學教育的根本目的就是讓學生來解決生活中問題.新課程標準發(fā)布已經(jīng)10年了，這10年科學技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，同時計算機的形式也發(fā)生了很大的變化.在計算機變化的過程中，我們算法的教學是不是也要跟著形勢進行改變呢?2理念的實現(xiàn)學生在學完基本的算法語句以后，大多數(shù)老師為了節(jié)省時間，只是簡單在教室的投影儀上演示一下，根本沒有時間安排上機來實踐.我們老師就感嘆，如果在教室里每位同學都有一部電腦就好了.有一次，我百無聊賴的拿著手機躺在沙發(fā)上看電視，眼前忽然一亮，現(xiàn)在的智能手機能不能代替電腦呢？目前智能手機在學生中很普遍，據(jù)班主任統(tǒng)計學生的手機擁有數(shù)占全班同學的90%以上.并且不少同學的手機是智能手機并且可以安裝andriod操作系統(tǒng)，部分同學還有iphone5，iphone4s.這些手機已經(jīng)初步具備了計算機的部分功能.下面我們只需要在這個智能手機上安裝相關(guān)的軟件.相關(guān)的算法語句就可以在學生手中的手機來實現(xiàn).同時考慮到學校的教室僅僅是一個電腦投影儀，如果能把手機在投影儀上展示出來，并且在展示的過程中能夠真正和同學手中的手機一樣就更加完美了，經(jīng)過多方面的查找資料，發(fā)現(xiàn)了這個問題的可行性.3問題解決的步驟3.1android手機模擬且上網(wǎng)問題基于這樣的考慮，在教室里安裝的andriod手機能夠真正的和學生手機一模一樣.并且在投影儀上來實現(xiàn)這個問題.可以通過以下幾個步驟：通過網(wǎng)站下載銳合X3互動體驗系統(tǒng)，下載地址為：/content/53691.html.直接打開下載好的exe文件安裝，安裝完成后會提示【安裝互動體驗系統(tǒng)運行環(huán)境】(javaruntime)，保持勾選，安裝之.打開手機在開始菜單中找到【銳合X3互動體驗系統(tǒng)】程序組，打開【2.銳合X3互動體驗系統(tǒng)】-選擇【Virtualdevices】-選擇【RayhovX3】-點擊【Start...】-點擊【Launch】.這個時候，手機界面就可以打開，并且能夠通過電腦上網(wǎng).1、如圖所示在模擬機上安裝基于android操作系統(tǒng)的算法軟件.2、到相關(guān)網(wǎng)站上下載安卓的vb，下載完成以后運行安裝到模擬機上.如圖2所示：3、在模擬機上，打開andriod手機模擬器上安卓的vb第一次啟動的時候，有點慢，要耐心等待.老師把安卓的vb放到桌面上，雙擊，我們就可以發(fā)現(xiàn)在andriod手機模擬器上出現(xiàn)了安卓的vb程序.如圖3所示：圖（2）圖（3）在上課之前，教師在教室的電腦上做好如下鋪墊，學生安裝好相關(guān)的安卓的vb，我們就可以進行這堂課教學設(shè)計了.4教學過程4.1快樂回顧創(chuàng)設(shè)問題情境試求自然數(shù)1+2+3+……+99+100的和問題1：我們前面所學的四種語句能否解決這個問題？我們先回顧一下前面學的四種語句的一般格式和功能是什么？1、輸入語句INPUT“提示內(nèi)容”；變量2、輸出語句PRINT“提示內(nèi)容”；表達式3、賦值語句變量＝表達式下面請同學們拿出手機來，打開安卓的vb，來嘗試解決這個問題：教師在投影的模擬機上輸入，邊輸入邊提示，如果這樣一直輸入下去是不是太浪費時間了，前面我們學過一種結(jié)構(gòu)，叫循環(huán)結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)是不是也對應著循環(huán)語句呢？我們知道，在實際問題中會遇到許多有規(guī)律的重復運算，或者在程序中需要對某些語句進行重復執(zhí)行，這樣就需要用到循環(huán)語句進行控制.圖（4）生活中，有時需要重復做一些事情，從完成這類事情的過程中，可以找出三個關(guān)鍵的地方，即“從什么地方開始”、“反復做什么”和“在什么條件下結(jié)束”.在構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)時，也必須保證完成下面的事情：①循環(huán)前，初始化變量的值.②確定循環(huán)體，循環(huán)體就是在循環(huán)結(jié)構(gòu)中反復執(zhí)行的操作步驟.③設(shè)置循環(huán)終止條件.教師引導說其實循環(huán)結(jié)構(gòu)分成兩種，一種是當型，先判斷后循環(huán).做個恰當?shù)谋扔魇牵合乳_關(guān)后放水；另一種直到型，先循環(huán)后判斷.也做個比喻是先放一次水，再開關(guān).通過這些形象的比喻讓學生重點理解，當型是條件滿足時，才進入到循環(huán)體.而直到型是先循環(huán)，當條件是題目的“否定”時，才進入到循環(huán)體.例1設(shè)計一個計算的算法并寫出相應的框圖.當型直到型開始結(jié)束開始結(jié)束輸出S開始結(jié)束輸出S復習的時候通過提問的方式強調(diào)重點，學生通過對比，發(fā)現(xiàn)差異.[探究]找出當型和直到型的區(qū)別（1）當型：先判斷條件，再執(zhí)行循環(huán)體；直到型：______________________________.（2）當型和直到型的條件_________.（3）當型：滿足條件時執(zhí)行循環(huán)體；直到型：____________________________.總結(jié)：當型循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點是“當滿足條件時就循環(huán)”；直到型循環(huán)結(jié)高的特點是“直到滿足條件時退出”.4.2翻譯設(shè)計目的：計算機如何來工作，必須轉(zhuǎn)化為計算機能夠識別的語言，下面我們將算法語言轉(zhuǎn)化為計算機能夠識別的語言.我們分別看一下當型和直到型循環(huán)如何來翻譯成能在手機上運行的程序呢？當型結(jié)構(gòu)的特點是：當條件滿足時，進入循環(huán)體，當條件不滿足的時候，退出循環(huán)體.我們簡單用英語來翻譯一下：Whiletheconditionisture,dotheloopbody.Whiletheconditionisnotture,endtheloopbody.我們能夠讓計算機識別，我們?nèi)hileP成立，程序要結(jié)束，我們可以用whileend來表示.循環(huán)體WHILE循環(huán)體WHILE條件循環(huán)體WEND(whileend)當型循環(huán)語句滿足條件？引導學生采用類似的方法引導學生將直到型翻譯成計算機能夠識別的語言.滿足條件？滿足條件？循環(huán)體DO(做)循環(huán)體LOOPUNTIL條件直到型循環(huán)語句4.3運行語句例2把例1的直到型循環(huán)框圖轉(zhuǎn)化為程序.1、教師將直到型語句寫在直到型結(jié)構(gòu)旁邊，并連線，告訴學生，這就是直到型循環(huán)語句.通過這樣的訓練，使學生意識到程序和框圖是一一對應的，寫程序只需把框圖翻譯成相應的語句即可.而且對循環(huán)語句有了一個大體的印象，進而可以培養(yǎng)學生的觀察能力和對比能力.解：程序框圖程序語言開始開始結(jié)束輸出SENDPRINTSDoS=s+iI=i+1LENDPRINTSDoS=s+iI=i+1Loopunitili>100S=0i=1循環(huán)體循環(huán)結(jié)構(gòu)2解釋計算機如何執(zhí)行當型語句當計算機遇到do-loopunitil語句時，先進行一次循環(huán)，然后判斷是否符合條件；符合，就執(zhí)行循環(huán)體；然后再檢查條件，如果仍然符合，再次執(zhí)行循環(huán)體，這個過程反復進行，直到某一次條件不符合為止.這時計算機將不執(zhí)行循環(huán)體，直接跳到循環(huán)體之后，執(zhí)行后面的語句.3直到性語句的標志符號根據(jù)心理學原理，系統(tǒng)化的知識便于學生理解和記憶，也利于及時提取出來加以利用.因此，學生找出直到型循環(huán)語句以后，應通過觀察，明確其結(jié)構(gòu)特征，并在適當?shù)臅r候總結(jié)出它的一般形式.方式：觀察循環(huán)語句，回答問題，找出循環(huán)語句的結(jié)構(gòu)特點.[探究]比較程序框圖和程序語句，回答下列問題：(1)循環(huán)結(jié)構(gòu)和哪一段語句對應？當型循環(huán)語句以什么開始，以什么結(jié)束？______________________________________________________________________(2)判斷框中的“循環(huán)條件”在循環(huán)語句中處于什么位置？______________________________________________________________________(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)中的“循環(huán)體”在當型循環(huán)語句中處于什么位置？______________________________________________________________________(4)程序中每一條語句被執(zhí)行了多少次？______________________________________________________________________4.4追蹤語句影響程序結(jié)果的三要素是初始值、循環(huán)條件和循環(huán)體.要想透徹理解程序，必須從“變量的變化”入手，分析清楚每圈變量是如何變化的.為了突破這個難點，教師設(shè)計了這個直觀形象的填表題.操作方法：學生獨立填表，同桌討論，然后讓一位同學到黑板前填表.其他同學給與評價. 累加變量計數(shù)變量第第5圈i=i+1第1圈第3圈第2圈=+1+1+1==第4圈+1=+1=第6圈+1=………………第100圈=+1s=s+i=+++==+=+=+=………………=+[思考]計數(shù)變量和累加變量的作用.________________________________________________________________學生通過填表，化抽象的字母為形象的數(shù)字，清楚了程序每一步中的每一個變量是怎樣變化的，從而能比較深刻的理解程序.這正是程序運行的本質(zhì)所在.分析完之后，再及時總結(jié)出每個變量的作用，由感性性認識上升為理性認識，從整體上把握程序，從而更深刻的認識程序.此時，老師讓學生拿出手機，利用智能手機中的軟件“安卓的VB”讓學生自己體會，老師在黑板上自己輸入.然后按“分步”按鈕，讓學生體會并追蹤循環(huán)語句的變化特征.如圖所示4.5變式訓練通過變式訓練，可以使學生更深刻的理解循環(huán)語句，同時提高學生的思維品質(zhì).(1)初始值對程序的影響操作方法：在程中把初始值改為i=1,s=10,猜想結(jié)果如何，并運行程序驗證.學生先猜想，利用下圖手機進行驗證.（2）循環(huán)條件對程序的影響，在程中把把循環(huán)條件改為i>10猜想結(jié)果如何，并運行程序，（3）在程序中把循環(huán)體改為i=i+2，猜想結(jié)果如何，并運行程序，加以驗證.（4