摘要：当算法作为重要内容第一次被列入高中数学的必修课程时，曾引起了强烈的反响。如今，算法在中学的第一轮教学实验已经结束了。本文从一个教材编写者的角度出发，汇集了实验中的一些经验和教训，并将思考和整理的结果呈现出来，希望引起更多读者对这一议题的研讨。

关键词：算法; 算法的教学; 算法的三种基本逻辑结构

“算法初步”一章在中学的第一轮教学实验已经结束了。这一首次出现在中学数学课程中的内容，既给一些教师造成了巨大的压力，成为他们教学的难点，也激发了一些教师极大的兴趣，为他们发挥创造力和施展个人特长提供了很好的机会。总体来说，教师们在教学的过程中一般都投入了很大的精力，也积累了一些成功或失败的经验。作为“算法初步”的编写者之一，笔者一直密切关注本章的教学实践，也非常希望已完成本章教学或正在为此做准备的教师，都积极参与到本章的教学研讨中来，使“算法初步”在中学中的教学得到进一步的成熟和完善。本文的目的就是试图从教材编写者的角度出发，对“算法初步”的教学做一个总结，特别是介绍教学中一些好的想法和做法，以起到抛砖引玉的作用。

一、引入算法的必要性

算法的引入在中学数学教师中曾引起过强烈的反响。其中一些教师持不理解的态度，如有的教师认为这些内容缺乏“数学味”，属于信息技术课程的内容，因此安排在数学课程中是不合适的。

笔者在实践中发现，对于大多数教师来说，算法的教学确实大大加重了他们的教学负担。但是，算法的引入仍然具有必要性，它理应受到“欢迎”，而不是“排斥”。下面，从三个方面对在中学数学的基础课程中引入算法的必要性做一个阐述，希望能够解答一些教师的困惑，提高算法的支持度。

(一) 算法是计算机科学的核心

就像人类发明机器是为了拓展人的生产能力、发明交通工具是为了拓展人的行动能力一样，计算机的发明是为了将人的抽象思维能力拓展到自身以外。每一天，我们使用计算机的

电子表格、字处理器、网页浏览器等程序块来完成各种各样的任务。表面看来，计算机做的事情非常漂亮，但那只是一种幻觉。计算机可以做的所有事情只是非常快速地操作由1和0组成的数字。另一方面，我们人类却不能用1和0进行思考。

算法就是将人类的思维能力形式化为计算机可以执行的步骤，使得若干微小的电子元件代替人类进行思考。具体过程是先将解决问题的一系列步骤写成算法，再翻译成某种程序设计语言在计算机上实现，就得到了我们每天操作的程序块。因此，算法是计算机科学的核心，换句话说，算法是计算机程序的基础。没有算法，计算机的存在也就失去了意义。

(二) 科学计算成为第三种科学研究方法

随着社会和科学技术的发展与进步，科学的两大研究方法──理论和实验越来越多地表现出局限性。许多研究的对象既不可能用理论精确地描述，也不可能通过实验手段来实现，而计算方法与之相比，有其独到之处。

科学计算是20世纪后期才兴起的一门学科，如今已经广泛渗透到生物医学研究、基因工程、太空探测和每日天气预报等各个领域。人们利用计算机进行模拟和实验来理解现象，猜测新的事实，发现新的理论，使各个领域的研究都获得突破的可能。例如，医生想知道病人大脑或其他器官的一些情况，他无法简单地将病人解剖来进行观察，但可以利用计算机来处理超声波或磁场共振信号，并建立可视图像；经济学家想为政府制定经济政策提供辅助信息，若采用在局部区域内制定实验性的经济政策的方法，可能会给该区域造成巨大的损失，但通过建立经济行为的算法模型，模拟各种经济现象，则可能得到理想的结果。

科学计算对每个专业和每个研究领域都产生了巨大的冲击。随着几乎所有学科走向定量化和精确化，科学知识结构也发生了巨大的变化，产生了一系列计算性的学科分支，如计算几何、算法数论、计算统计、计算流体力学、计算量子化学、计算胚胎学、计算地质学、计算气象学、计算材料科学、计算天文学等等。

现在，科学计算继实验、理论之后，已经成为第三种科学研究手段。

(三) 计算思维时代的到来

在以规模化大生产为特征的“机械时代”，一般不需要劳动者拥有出众的才华或者独特的创意，在这种体制下培养出的人才是“模式化”的、“整齐划一”的，劳动者只需要掌握自己所从事工作的基础知识，并按照上级的指令认真做事就可以了。

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