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案例教学法在算法与程序设计教学中的应用

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案例教学法是指在教师的精心策划和指导下,根据教学目的和教学内容的需要,运用典型案例,将学生带入特定的情境,深入角色,分析案例,以提高学生分析和解决实际问题能力的一种教学方法。教师恰到好处地运用典型案例到《算法程序设计教学中,不仅有助于提高学生听课的兴趣,而且能达到学生理解和记忆的目的。

一、运用案例教学法的优点

1.学生是教学过程主体,调动学生学习积极性。

在传统的教学中,教师是主体,教师在任何教学环节中同时担当“导演”和“演员”的双重角色。而案例教学法中则要发挥学生的主体地位,教师作为指导者,有效地把握课堂讨论气氛,让每一个学生的才智得到充分发挥。

2.通过主动参与,提高学生能力。

教学案例的设计具有较强的针对性,案例教学法让学生在案例中主动参与,在分析中充分表现自己。这样从中锻炼学生的分析问题、解决类似问题的能力。

3.所学知识可操作性强,寓原理于操作中。

教师通常针对每个教学案例设计一定的思考题,通过学生用现有的理论知识去思考、参与、分析和设计,来掌握相关的理论知识。

二、案例教学法在《算法与程序设计》教学中的应用

1.预备知识。

学生已掌握了用计算机解决问题的过程,掌握了程序设计基础,掌握了解析法、穷举法、查找法、排序法设计程序的技巧。

2.从斐波那契的“兔子问题”看递归算法。

著名的斐波那契提出了一个“兔子问题”:假定小兔子一个月就可以长成大兔子,而大兔子每个月都会生出一对小兔子。如果年初养了一对小兔子,问到年底时将有多少对兔子?

(1)分析问题:仔细观察一下表1,不难发现第一月是最初的一对小兔子,第二月仍是最初的一对小兔子,但是已经长成大兔子,到第三月除了最初的兔子外又新生一对兔子,因此共有2对兔子,继续推下去,第12个月时最终共有144对兔子。

(2)讨论:让学生讨论每一个月份的大兔数、小兔数与上一个月的数字有什么联系?

(3)设计算法:“兔子问题”很容易列出一条递推式而得到解决。假设第N个月的兔子数目是F(N),我们有:当N=1、2时,F(N)=1;当N≥3时,F(N)=F(N-1)+F(N-2)。这是因为每月的大兔子数目一定等于上月的兔子总数,而每个月的小兔子数目一定等于上月的大兔子数目。由上述的递推式我们可以设计出递归程序。递归程序的特点是独立写出一个函数(或子过程),而这个函数只对极简单的几种情况直接给出解答,而其余情况下通过反复的调用自身而把问题归结到最简单的情况而得到解答。自定义函数的定义格式:

Function([参数列表])[as类型]

局部常量、变量定义

语句组

函数名称=返回值

End Function

自定义函数的调用 变量=函数名称(参数)

(4)编写程序:根据递推式可以写出递归程序如下:

Pubilc Function Fib(N As Integer)As Long

If(n=1)or(n=2)ThenFib=1 Else Fib=Fib(N-1)+Fib(N-2)End if End Function

Private Sub Command1_Click()

N=Val(Text1.Text)

Text2.Text=“第”& N &“月的兔子数目是:”& Fib(N)

End Sub

3.归纳。

通过分析演算过程,引导学生总结递归法的概念:是一种直接或间接地调用自身的算法。它的基本思想是:对于复杂的问题,把原问题分解为若干个相对简单前类同的子问题,继续下去直到子问题简单到能够直接求解,也就是说找到递推的出口,这样原问题就由递推得解。

三、运用案例教学法要注意的问题

1.选用典型事例,注重培养学生的分析和思维能力。

选择合适的案例是十分重要的。教师所举事例比较形象,不但可以使抽象的知识变得直观具体,而且可以激发学生有兴趣去观察、研究案例,并且去努力发现其中的规律。特别在程序设计教学中,不要把运行出正确结果作为唯一的目标,而是要关注学生的分析和思维过程,让学生在自身实践探索的过程中实现技能的提高。

2.学生应该有效参与,而不是无效参与。

所谓有效参与是能够从案例中作出有意义的分析,找出自己的观点与解决办法,确定案例所包含的合理假设;无效参与是指学生能够提出不切实际的假定,没有依据地表明自己的观点与办法或提出不当的问题影响讨论。

3.要配合其它教学方法进行教学。

案例教学法对算法与程序设计教学无疑是一种先进的教学方法,但在提倡一种教学法时,我们不能排斥另一种教学法。传统的讲练法仍是不可或缺的,只有在学生具备一定的理论知识前提下,教师才可以从容地将案例教学法得以充分运用。

教学实践表明,在程序设计教学中实施案例教学,能够充分调动学生学习的积极性,也提高了学生实际动手能力和探索、合作、创新能力,所以在程序设计教学中合理、有效地使用案例教学将会很好地解决传统教学中遇到的问题。当然,任何一种教学模式的推广和使用都需要根据实际情况不断进行调整、改造和完善,这样才能达到创新素质教学的目的。

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