紀(jì)曙娟

摘 ?要：2011年由ISTE與CSTA共同提出的計(jì)算思維有著明確的操作定義，結(jié)合其操作定義對(duì)K-12教育中不同學(xué)科教學(xué)案例進(jìn)行了設(shè)計(jì)說明，通過這些教學(xué)案例的分析，有助于計(jì)算思維教育在不同學(xué)科中得到有效推廣。所以，筆者將主要以小學(xué)數(shù)學(xué)課程中的“認(rèn)識(shí)東南西北”為例，以案例教學(xué)的方式去研究如何在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué);計(jì)算思維;培養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G623.5 ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ? 【文章編號(hào)】1005-8877（2020）23-0149-01

計(jì)算思維教育在K-12教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)當(dāng)?shù)玫搅己脩?yīng)用，因此CSTA與ISTE針對(duì)計(jì)算思維提出了具體的操作性定義，明確指出了計(jì)算思維屬于問題解決的過程，同時(shí)在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維時(shí)必不可少地要對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜問題的信心、不懼怕困難的決心、解決開放式問題的能力以及與他人合作的能力等進(jìn)行培養(yǎng)。所以，在具體的操作性定義提出的計(jì)算思維框架與概念支持下，為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維提供了重要指導(dǎo)。

1.案例設(shè)計(jì)

計(jì)算在小學(xué)數(shù)學(xué)思維導(dǎo)向中起著非常重要的作用，對(duì)小學(xué)生而言，解決問題的教學(xué)是次要的，培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維、解決數(shù)學(xué)問題的能力才是最重要的。因此，基于小學(xué)生計(jì)算思維的探索。筆者主要結(jié)合“認(rèn)識(shí)東南西北”一課的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維進(jìn)行案例設(shè)計(jì)分析。

（1）教學(xué)目標(biāo)

《認(rèn)識(shí)東南西北》是小學(xué)三年級(jí)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，該節(jié)課的主要教學(xué)目標(biāo)在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)辨認(rèn)方向，發(fā)展其空間能力，能夠結(jié)合方向去確定物體的具體位置，能夠分析與繪制出簡(jiǎn)單的方向示意圖。同時(shí)，促使學(xué)生找到方向與生活之間的聯(lián)系，探究如何確定位置的最佳方法。本節(jié)課重點(diǎn)采取游戲教學(xué)法，注重方向的使用，比如，向東、向西走等。最后需要針對(duì)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容展開應(yīng)用拓展，從而鞏固所學(xué)知識(shí)。

（2）教學(xué)過程

計(jì)算教學(xué)注重的并不是結(jié)果，而是學(xué)生的思維過程和思維方式。在教學(xué)中，應(yīng)該努力引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題的手段和方法，讓學(xué)生嘗試獨(dú)立自主發(fā)現(xiàn)問題、探究問題以及解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，把計(jì)算思維的培養(yǎng)真正落到實(shí)處。

第一，情境導(dǎo)入。教師提出相應(yīng)問題進(jìn)行導(dǎo)入：小紅站在教室門口，要走到小花的座位前，要怎樣走呢？教師可引導(dǎo)學(xué)生利用以前學(xué)過的與方向相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行指示。因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)東南西北方向知識(shí)前，應(yīng)掌握了基本的前后左右概念，所以學(xué)生會(huì)結(jié)合這一概念對(duì)小紅進(jìn)行指示。

第二，新課講授。首先，教師可任意指定一位學(xué)生，讓小紅按照他的指示走，看看能否走到小花的座位前，之后再點(diǎn)名其他學(xué)生，看看有沒有其他的路徑同樣可以到達(dá)。同時(shí)，要告知學(xué)生一步大概能跨多遠(yuǎn)，并且在整個(gè)過程中教師不應(yīng)給予任何提示，讓小紅在步數(shù)與方向的指示下到達(dá)小花座位。其次，在活動(dòng)完畢后，教師便可介紹方向除了能夠用前后左右進(jìn)行指示以外，還能用東南西北去指示。此時(shí)教師便可引出新課知識(shí)進(jìn)行教學(xué)，待學(xué)生學(xué)習(xí)完認(rèn)識(shí)東南西北知識(shí)之后，便再次讓學(xué)生利用所學(xué)的東南西北方向知識(shí)去指示小紅怎樣從教室門口走到小花座位。

（3）拓展活動(dòng)

待學(xué)生對(duì)東南西北的方向知識(shí)已經(jīng)有確切的把握之后，教師便可將學(xué)生分為多個(gè)小組，展開游戲教學(xué)，游戲名為“小蝌蚪找媽媽”，故事情景為：小蝌蚪生下來沒有看見媽媽，便踏上了尋找媽媽的旅程。首先，讓學(xué)生分別扮演小蝌蚪、青蛙媽媽、鯉魚、烏龜?shù)冉巧?，將他們的位置都安排好，然后由其他同學(xué)對(duì)“小蝌蚪”的前進(jìn)路線進(jìn)行指示;其次，同學(xué)們可根據(jù)小蝌蚪的出發(fā)位置，繪制出簡(jiǎn)單的示意圖去表示不同動(dòng)物與障礙物的位置，設(shè)計(jì)出最佳前進(jìn)路線;最后，小蝌蚪找到媽媽之后，讓學(xué)生對(duì)不同的路徑進(jìn)行分析，探究哪一條最快。

（4）遷移應(yīng)用

這一環(huán)節(jié)重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)去解決生活問題，助力學(xué)生實(shí)踐能力及問題解決能力的提高。例如，可提出如下問題：一是放學(xué)回家的最佳路線是怎樣的;二是去學(xué)校食堂應(yīng)該按照哪個(gè)方向前進(jìn);三是從教室走到圖書館要怎么去。

2.案例分析

對(duì)該節(jié)課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)之后，我們便需要對(duì)計(jì)算思維技能及態(tài)度在實(shí)際教學(xué)中的體現(xiàn)進(jìn)行分析，以此去證明實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)以及計(jì)算思維相關(guān)內(nèi)容教學(xué)的證據(jù)與教學(xué)策略。在教學(xué)案例當(dāng)中所體現(xiàn)出的計(jì)算思維技能與態(tài)度有：基于算法思想（也即是相關(guān)有序步驟），制定自動(dòng)化的問題解決方案;對(duì)可能的解決方案進(jìn)行識(shí)別、分析與實(shí)施，目的在于實(shí)現(xiàn)步驟與資源的最優(yōu)化整合;促進(jìn)問題解決過程常態(tài)化與一般化，能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)同類問題進(jìn)行遷移推廣;對(duì)不確定性事物的承受力;對(duì)歧義的容忍。

證明本節(jié)課完成了既定教學(xué)目標(biāo)的主要證據(jù)在于如下幾點(diǎn)：一是問題的提出利用情境進(jìn)行導(dǎo)入;二是學(xué)生已掌握如何運(yùn)用方向數(shù)學(xué)知識(shí)去表達(dá)與找到物體位置;三是學(xué)生能夠繪制出簡(jiǎn)單示意圖;四是能對(duì)突發(fā)狀況進(jìn)行修改;五是能總結(jié)出最佳路徑;六是能夠利用方向知識(shí)解決實(shí)際生活問題。

該節(jié)課所使用的教學(xué)策略主要為角色扮演法與游戲教學(xué)法，重點(diǎn)體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，開展了小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng)。同時(shí)在學(xué)習(xí)中學(xué)生對(duì)事件突發(fā)情況予以創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出了其他線路對(duì)問題有效解決。如此看來，對(duì)于小學(xué)數(shù)學(xué)教師而言，在教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維并非極度困難的事情，應(yīng)當(dāng)結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)情，并不需要對(duì)教學(xué)方法有過多的設(shè)計(jì)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

綜上所述，由CSTA與ISTE共同開發(fā)的K-12計(jì)算思維教育操作定義，同時(shí)根據(jù)此設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的教學(xué)案例，為不同學(xué)科教師的教學(xué)提供了明確指導(dǎo)。盡管國(guó)內(nèi)外的教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)并不相同，但是通過案例的分析，我們可以結(jié)合學(xué)生的具體學(xué)情對(duì)計(jì)算思維進(jìn)行借鑒，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中去培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。