算法初步是必修內(nèi)容中唯一新增的章節(jié),要教好它,自己先要接受它、喜歡它,在教學(xué)中,算法思想的引入則是重中之重,為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)算法的積極性,要更多關(guān)注算法的“數(shù)學(xué)味”。
在西方很早就有歐幾里德算法,在我國(guó)的古代算法更為豐富,比如說(shuō)劉輝的割圓術(shù),再比如說(shuō)秦九韶算法等等。在教學(xué)前,首先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)在以前的學(xué)習(xí)中,雖然沒(méi)有出現(xiàn)算法這個(gè)名詞,但實(shí)際上在數(shù)學(xué)教學(xué)中已經(jīng)滲透了大量的算法思想,如四則運(yùn)算的過(guò)程、求解方程的步驟等等,完成這些工作都需要一系列程序化的步驟,這就是算法的思想。它并不是什么全新的概念,而我們學(xué)習(xí)算法的目的,主要想理解算法的基本思想,了解一些經(jīng)典的算法(如帶余除法、運(yùn)用消元法解二元一次方程組、求大公因數(shù)、用二分法求函數(shù)零點(diǎn)等),提高自己有條理地思考問(wèn)題和表述問(wèn)題的能力?,F(xiàn)對(duì)算法概念的教學(xué)談?wù)勛约旱南敕ā?br/> 一、選好問(wèn)題情境,引出算法概念
通過(guò)這個(gè)學(xué)生感興趣的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生整理出按步驟解決問(wèn)題的方案,最后在此基礎(chǔ)上整理出一個(gè)解決問(wèn)題的步驟即可。
問(wèn)題1:要把水果裝入冰箱分幾步?
第一步:把冰箱打開(kāi);
第二步:把水果放進(jìn)冰箱;
第三步:把冰箱門關(guān)上。
問(wèn)題2:如何求一元二次方程ax2+bx+c=0的解?
第一步:計(jì)算Δ=b2-4ac;
如果Δ<0,則方程無(wú)解;
第三步:解出方程的根或說(shuō)出方程無(wú)解。
問(wèn)題3:猜數(shù):一商品價(jià)350元,猜者在0~800元猜,問(wèn)競(jìng)猜者最多報(bào)幾次,才能猜中商品價(jià)?
第一步:報(bào)400;
第二步:對(duì)了,就結(jié)束。否則執(zhí)行第三步;
第三步:低了,就報(bào)600,否則就報(bào)200;
第四步:重復(fù)第二步,第三步的報(bào)數(shù)方法,直到得出正確結(jié)果。
問(wèn)題4:一位商人有8枚銀元,其中1枚銀元略輕的是假銀元,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案(不用砝碼)將假銀元找出來(lái)嗎?
第一步:將9枚銀元平均分成三組,將其中兩組放在天平的兩邊,如果天平平衡,則假的銀元必定在另外一組;如果天平步平衡,則假銀元必定在較輕的一組。
第二步:將有假銀元的一組銀元中,取出兩枚銀元,分別放在天平的兩邊,如果天平平衡,則假的銀元必定是剩余的;如果天平比平衡,則假的銀元必定在較輕的一邊。
由以上幾個(gè)例子,可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到做任何事情都有一定的步驟。
二、建立算法概念
“雞兔同籠”是我國(guó)隋唐時(shí)期的數(shù)學(xué)著作《孫子算經(jīng)》中的一個(gè)有趣而具有深遠(yuǎn)影響的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)學(xué)生所熟悉的問(wèn)題解決,幫助學(xué)生形成按步驟表達(dá)解決問(wèn)題的想法,為建立算法的概念,以及下面學(xué)習(xí)復(fù)雜問(wèn)題中用自然語(yǔ)言描述算法打好基礎(chǔ)。
問(wèn)題1:一個(gè)籠子里有一些雞和兔,現(xiàn)在知道里面一共有14個(gè)頭,44只腳,問(wèn)雞和兔各有多少只?
解:第一步:設(shè)有x只雞,y只兔;
第二步:列方程組2x+4y=38x+y=11;
第三步:解方程組求得x=3y=8;
第四步;答:籠子里有雞3只,兔8只。
引導(dǎo)學(xué)生,并指出上述四個(gè)步驟構(gòu)成解決“雞兔同籠”問(wèn)題的一個(gè)算法,同時(shí)指出;”第一步,設(shè)。第二步:列。第三步:解。第四步:答”這四個(gè)步驟構(gòu)成了一般列方程解應(yīng)用題的算法。
問(wèn)題2:你能寫出解二元一次方程組:2x+4y=38(1)x+y=11 (2)的步驟嗎?
在上述“雞兔同籠”問(wèn)題中涉及解二元一次方程組的問(wèn)題,通過(guò)復(fù)習(xí)所學(xué)過(guò)的解一元二次方程組的基本步驟,為建立算法概念做好準(zhǔn)備。教師可以先提出問(wèn)題,讓學(xué)生對(duì)求解過(guò)程一步步表達(dá)出來(lái)解。在這里目的不是為了解方程,而是為了從這里讓學(xué)生初步了解算法,教師只要和學(xué)生共同整理出一個(gè)解方程的步驟即可。
第一步:(1)-(2)×2,得2=16(3)
第二步:解(3),得y=8
第三步:(1)-(2)×4,得-2x=-6 (4)
第四步:解(4),得x=3
第五步:得到方程組的解為:x=3y=8
教師指出:以上求解的步驟就是解二元一次方程組的算法;本題的算法也適合一般的二元一次方程組的解法。
問(wèn)題3:寫出求方程組對(duì)于一般的二元一次方程組,
a1x+b1y=c1(1)a2x+b2y=c2(2)的解的步驟
在復(fù)習(xí)解特殊二元一次方程組基本步驟的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步復(fù)習(xí)回顧一般的二元一次方程組的步驟,從而提高學(xué)生對(duì)算法的普遍適用性的認(rèn)識(shí),使學(xué)生認(rèn)識(shí)到算法往往適合解決一類問(wèn)題,為建立算法的概念做好鋪墊。
第一步:(1)×a2-(2)×a1,得(a2b1-a1b2)y=a2c1-a1c2 (3)
在完成求解一般的二元一次方程組步驟的基礎(chǔ)上可以指出:本題的步驟就是求一般的二元一次方程組的解的算法。
三、歸納算法概念
有了上面所舉實(shí)例,學(xué)生對(duì)算法的概念開(kāi)始有了一些認(rèn)識(shí),但對(duì)概念有一個(gè)比較全面的描述還有一定的困難,可以先讓學(xué)生回顧上面關(guān)于算法的實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié),讓學(xué)生切實(shí)參與概念的形成過(guò)程中來(lái)并引導(dǎo)學(xué)生用自己的語(yǔ)言表達(dá)對(duì)算法思想的理解:在解決某些問(wèn)題時(shí),需要設(shè)計(jì)出一系列可操作或可計(jì)算的步驟,通過(guò)實(shí)施這些步驟來(lái)解決問(wèn)題,通常把這些步驟稱為解決這些問(wèn)題的算法??梢钥闯鏊惴ㄒ话闶菣C(jī)械的,有時(shí)需要進(jìn)行大量的重復(fù)計(jì)算,只要按部就班地去做,總能算出結(jié)果,通常把算法過(guò)程稱為“數(shù)學(xué)機(jī)械化”。數(shù)學(xué)機(jī)械化的最大優(yōu)點(diǎn)是它可以借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成,實(shí)際上處理任何問(wèn)題都需要算法.如:中國(guó)象棋有中國(guó)象棋的棋譜、走法、勝負(fù)的評(píng)判準(zhǔn)則;而國(guó)際象棋有國(guó)際象棋的棋譜、走法、勝負(fù)的評(píng)判準(zhǔn)則;再比如申請(qǐng)出國(guó)有一系列的先后手續(xù),購(gòu)買物品也有相關(guān)的手續(xù)……
以上我們從身邊學(xué)過(guò)的實(shí)例出發(fā),引出二元一次方程組的解法,在進(jìn)一步解決解一般的二元一次方程組的解法,最后引出算法概念,通過(guò)這種逐步遞進(jìn)的方法,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到算法也來(lái)源于生活,并應(yīng)用于生活,對(duì)以后的學(xué)習(xí)更增強(qiáng)了熱情。
?。ㄗ髡邌挝?貴州省冊(cè)亨民族中學(xué))
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