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算法的另一维度

[ 作者:山东省青州第一中学 王爱胜 | 转贴自:普通高中信息技术课程 | 点击数:805 | 更新时间:2007-5-27 | 文章录入:徐建刚 ]

 
 

  自从计算机编程产生以来,算法设计就占有了重要地位。有一个著名的例子为证,大诗人拜伦的女儿爱达编制了世界上的第一个完整的程序,此举是为了现实同事的一个设想,所以就是拿程序来实验算法。可见,算法设计是在程序设计之前,成为了程序设计的基础。但令人遗憾的是,计算机编程被纳入教学之后,在很长的时期内算法都没有得到应有的重视。尤其是中小学编程教育,前一发展阶段是以计算机语言的语法教学为主体的,算法的概念得不到确立,甚至不少教材对它竟忽略不计。

  在中小学教育,从计算机语言向算法设计转变,是随着计算机教育转向信息技术教育开始的。在2000年的《中小学信息技术指导纲要》中,明确地提出了算法设计思想的重要性。新一轮的信息技术教材也开始以算法设计为核心内容之一,以问题解决的算法设计与编写实现为思路实施教学。2004年,高中新课程开始实施。在高中数学新课标及新教材中,开始以10个课时左右的时间来开展完备的算法教学,从算法概念、算法描述、程序实现都有所涉及。然而在高中信息技术新课标及其新教材中,算法却有所减弱。在必修课中,算法仅作为计算机编程解决问题的一个环节简要涉及。在“算法与程序设计”这门选修课中,算法相对比较完备,但受选修课的影响面窄等客观因素显得分量轻了许多。值得庆幸的是,高中必修课正在倡导的基于“工作需求”的“方法与过程”的学习,这倒是与生活算法很是切合。

  随着高中信息技术课程的改革,各地中学、小学课程的改革也逐渐浮出水面,算法与程序也日益得到重视。尤其是在信息技术课程核心受到质疑或者仍然需要不断探索、完善的情况下,算法在“方法”与“过程”的规律性上所表现出来的强有力的特点,就很值得我们看重它了。在传统的计算机编程算法的概念之外的形态与作用,不论是叫生活算法,还是叫工作需求,或者叫别的什么名称,这都不是关键。关键是,我们要在利用它的时候要注意作为算法,它的另一个重要的认知维度——人的思维方式与计算机的思维方式之区别。

  我在讲课时,经常举一个关于程序紊乱的故事:管理你生活起居的机器人程序乱了,在您沉睡时竟把您搬到了学校,然后恭恭敬敬地递上牙刷… …学生笑过之后,一起讨论机器人智慧的来源和思维单调性原因所在。无论多么智能的程序,分解到最后仍然是一种人为算法的预定,多复杂的变化都应有所准备,总体上仍然是在执行一种“串行”结构。但是,人的思维却并非如此,是类似“并行”的结构。所以,人能够随时分散思维、跳跃思考、灵感突现… …试想,周末的一天有多少人能够按计划度过?即使没有别人突然的打扰,自己的突然决定也会把自己的算法修改的面目全非。在日常生活中,我们有很多时候预见性、过程性都是复杂多变的,不少事往往也有始无终。这与现阶段的计算机算法有着非常明显的差异。所以,我们要从(生活)算法去认知、学习、工作,还需要对算法的概念进行基于人思维方式不同的发展与界定。所以,面对机器智能时代,要关注大脑的活跃是不是会受到机器化的抑制?感性的东西是不是越来越少?遵规循律是不是越来越多?希望我们能够重视对机器“思考”方式的革新,让机器“思考”的方式更加人性化。从而我们思考的机器化也得到更具亲和力的发展,以求永葆我们思维丰富的天性。

  综之,在中小学信息技术课程中,我们要注重从计算机的优势特点来思索算法设计的发力点,要发挥计算机去处速度快、能存储、会判断、自动化强等优势来补充、改善我们的生活与行为算法;并且,以我们的思维方式去不断去影响、发展、创新更具智能化、人性化的算法。

苍山点题

  如果我们不反对做事需要有一定的方法,并且都需要经历一个过程才能得出结果,那么没有谁能够反对我们生活的确与算法有很大的关系。我们毕生学习的恰恰就是各种各样的生活算法的设计方法,或者说要实践各式各样的算法历程。这正是需要一种不断培养的能力,尤其是基于或借助现代化的技术来更好的设计与现实自己的算法,并得出若干良好的结果,这样的能力对于在现代社会中生活很重要。然而,也许正是由于技术具有多面性、局限性和发展性,所以我们的算法及其设计能力都需要不断地更新与发展。算法,它不论在形式上如何发展,但是一点不变,即永远是智慧的产物,与智慧必将具有越来越亲和的发展。

 

附:维度 应该是一种“属性、范围、系数、承受能力”意思的包涵。在不同的对象指代不同的意思。
比如,宇宙的维度、钢铁的维度、某事件的维度各代指自身某一领域的扩张系数。
心理维度即是心理某方面的承受能力,在此类事件中可伸缩的弹性有多大。超过了这个维度,会在此方面发生什么变化等。

 

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