◇黃秋保（江蘇：南京市高淳區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

一、教學(xué)設(shè)計(jì)背景

近些年，人工智能、5G、自動(dòng)駕駛、大數(shù)據(jù)時(shí)代等新興的互聯(lián)網(wǎng)詞匯已成為人們生活、工作中時(shí)常出現(xiàn)的話題。飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)給人們的日常生活帶來(lái)了深刻的影響，并在日復(fù)一日的影響過(guò)程中改變著人們的思維方式。如何更好地融入大數(shù)據(jù)時(shí)代？關(guān)鍵在于培養(yǎng)計(jì)算思維。這是新時(shí)代人才必備能力之一。此前有人提出，計(jì)算思維的養(yǎng)成對(duì)學(xué)生更好地理解、習(xí)得并運(yùn)用其他領(lǐng)域知識(shí)有很好的促進(jìn)作用，有助于學(xué)生更從容地應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下的各種挑戰(zhàn)。一方面，計(jì)算思維可刺激學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)，從新的思路出發(fā)探尋更好的辦法；另一方面，盡早培養(yǎng)、盡早運(yùn)用計(jì)算思維，有助于豐富學(xué)生解決問(wèn)題的早期經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生展開后期學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)發(fā)展，越來(lái)越多的人意識(shí)到計(jì)算思維在大數(shù)據(jù)時(shí)代下的重要性，并紛紛提出在教育領(lǐng)域中實(shí)施計(jì)算思維培養(yǎng)計(jì)劃。相比之下，小學(xué)階段比中等、高等教育階段更需要發(fā)展計(jì)算思維，學(xué)生越早養(yǎng)成計(jì)算思維，就能越早用新的思路與方法去解決各種生活和學(xué)習(xí)問(wèn)題。

二、設(shè)計(jì)主題

本次案例嘗試以計(jì)算思維構(gòu)成要素為關(guān)鍵，結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)常規(guī)教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建系統(tǒng)化教學(xué)。情境創(chuàng)設(shè)、新知傳授、鞏固練習(xí)和課堂小結(jié)是傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)流程，本次教學(xué)案例基于這4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，遵循“以操作性和趣味性為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)”“以邏輯性為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)成果總結(jié)”的原則，同時(shí)結(jié)合“以情境激發(fā)興趣”“用實(shí)踐攻破難點(diǎn)”“按流程培養(yǎng)計(jì)算思維”的策略，基于融合思想，完成以培養(yǎng)計(jì)算思維為主題的教學(xué)設(shè)計(jì)。

三、課堂教學(xué)實(shí)錄片段

（一）情境創(chuàng)設(shè)

師：今天是照相館開業(yè)的日子，正方體、長(zhǎng)方體、圓柱體和球都前來(lái)捧場(chǎng)?？傻昀习迕枇祟^，不小心把它們的照片弄混了。

（展示課件，以情境創(chuàng)設(shè)的形式引出主要教學(xué)內(nèi)容，擬人化的幾何圖形充分吸引了學(xué)生的注意力。）

師：快來(lái)幫幫店老板吧！借助學(xué)具袋里的立體圖形。

（二）新知傳授

學(xué)生以小組為單位，自行討論后進(jìn)行成果分享。

師：下面每個(gè)小組選一個(gè)代表來(lái)分享一下你們?nèi)蝿?wù)單完成情況吧！看看哪個(gè)小組的方法更簡(jiǎn)單，哪個(gè)小組正確率更高！

組1：我們組找的是圓柱，它的照片應(yīng)該是7號(hào)和2號(hào)，圓柱上下兩面是圓形。

師：很好！你們從俯視的角度觀察了圓柱體的形狀。還有補(bǔ)充意見嗎？

組2：不對(duì)，應(yīng)該是4，7，8，9號(hào)，如果圓柱立在桌子上，站遠(yuǎn)一點(diǎn)看就像一個(gè)長(zhǎng)方形。

師：非常棒！你們嘗試從更多不同的視角去觀察物體。但我們要不要再仔細(xì)一點(diǎn)呢？

組3：我們認(rèn)為4號(hào)和9號(hào)不是圓柱的照片，9號(hào)并不是長(zhǎng)方形，通過(guò)比對(duì)我們發(fā)現(xiàn)，把圓柱體放在9號(hào)照片上，不是缺這里就是多那里。

然后，教師通過(guò)課件來(lái)展示圓柱體的縱截面——長(zhǎng)方形，從而深化學(xué)生對(duì)平面圖像來(lái)自立體圖形的認(rèn)知，并結(jié)合每個(gè)小組的討論過(guò)程和成果分享，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解決問(wèn)題的流程與方法。

師：誰(shuí)能告訴我，先做什么，后做什么？

（同時(shí)出示有框架、無(wú)文字的空白流程圖）

生1：先隨意選擇一張照片，將其和圖形一一比對(duì)，比對(duì)一致就會(huì)配對(duì)成功。

生2：可以隨意選定一張照片，然后要對(duì)圖形進(jìn)行平面到立體的還原，思考有哪些圖案。

師：你們都積極思考了，非常值得鼓勵(lì)。下面就跟隨老師的步伐，看看怎樣以最簡(jiǎn)便高效的方式完成圖形配對(duì)吧。

（一邊與學(xué)生溝通交流，一邊補(bǔ)充流程圖。）

（三）鞏固練習(xí)

教師以挑戰(zhàn)游戲的方式，讓學(xué)生同伴互助，一同完成自己的流程圖設(shè)計(jì)并及時(shí)測(cè)試。每組隨機(jī)選擇一個(gè)平面圖，由同伴進(jìn)行猜測(cè)，看看幾次才能夠出來(lái)。教師在此過(guò)程中巡回指導(dǎo)，2人為1組，合作補(bǔ)充空白流程圖，在限定時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生來(lái)分享成果。當(dāng)然，有的學(xué)生已經(jīng)很好地掌握了流程圖的使用方法，并快速完成了鞏固練習(xí)挑戰(zhàn)，也有部分學(xué)生根本沒(méi)有繪制流程圖。

（四）課堂小結(jié)

師：本堂課即將結(jié)束，你們認(rèn)識(shí)了哪些平面圖形呢？

生：長(zhǎng)方形、圓形、正方形、平行四邊形和三角形！

生：我會(huì)畫流程圖了！

師：那有什么你覺(jué)得不太明白的內(nèi)容呢？

（繼續(xù)追問(wèn)，從中收集學(xué)生的疑問(wèn)。）

生：我不會(huì)畫流程圖。

師：好的，那歡迎課后你們來(lái)找我或者身邊的同學(xué)，學(xué)習(xí)畫流程圖。本堂課到此結(jié)束啦，下課。

四、教學(xué)效果分析

針對(duì)本次《認(rèn)識(shí)平面圖形》教學(xué)效果的分析，主要采用了課堂觀察，通過(guò)課堂量表觀察分析學(xué)生課堂表現(xiàn)。在條件允許的情況下，還可以結(jié)合訪談的方式，收集學(xué)生和聽課教師這兩個(gè)不同視角的教學(xué)感受與評(píng)價(jià)。

課堂觀察教學(xué)效果結(jié)果分析：聽課教師對(duì)上課教師和學(xué)生的行為進(jìn)行觀察記錄，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)表現(xiàn)為絕大部分學(xué)生認(rèn)真聽課且積極參與教學(xué)活動(dòng)；學(xué)生的學(xué)習(xí)效果表現(xiàn)為少數(shù)小組沒(méi)有完成練習(xí)挑戰(zhàn)，無(wú)成果產(chǎn)出，大部分學(xué)生都能解決課堂問(wèn)題并掌握平面圖形的基礎(chǔ)知識(shí)。教師的素質(zhì)表現(xiàn)為具有良好的語(yǔ)言表達(dá)能力和組織能力；教師觀念表現(xiàn)為注重學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生狀態(tài)，努力引導(dǎo)學(xué)生參與小組交流學(xué)習(xí)；教師能力表現(xiàn)為教學(xué)內(nèi)容處理恰當(dāng)，關(guān)注到大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，積極帶領(lǐng)并促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行小組互助探究學(xué)習(xí)。

五、教學(xué)設(shè)計(jì)思考

（一）以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)優(yōu)勢(shì)

1.促進(jìn)學(xué)生開展有意義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)

本次教學(xué)案例的實(shí)施，既能培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，又能激發(fā)學(xué)生興趣并帶領(lǐng)學(xué)生展開有意義的學(xué)習(xí)。對(duì)于幫助立體圖形找出對(duì)應(yīng)照片這一情境，學(xué)生必須一一配對(duì)每個(gè)立體圖形每一面和每一張照片，這對(duì)于學(xué)生養(yǎng)成細(xì)心的學(xué)習(xí)態(tài)度和認(rèn)真梳理的好習(xí)慣有很大的促進(jìn)作用。將自主探索和小組合作兩種模式結(jié)合起來(lái)，可激發(fā)學(xué)生的求知欲和合作意識(shí)，有助于提升其解決問(wèn)題的能力。另外，讓學(xué)生深刻體悟平面圖形的由來(lái)，是立體圖形某個(gè)面的轉(zhuǎn)化這一發(fā)現(xiàn)，能促進(jìn)并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行有意義的數(shù)學(xué)探索。

2.同步開展計(jì)算思維培養(yǎng)不影響數(shù)學(xué)教學(xué)

本次教學(xué)案例屬于典型的不插電教學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)的有效融合，不用考慮課時(shí)規(guī)劃與場(chǎng)地的限制因素。同時(shí)，“按流程培養(yǎng)計(jì)算思維”這一教學(xué)策略的提出，在鞏固練習(xí)和課堂小結(jié)這兩個(gè)環(huán)節(jié)增設(shè)了流程補(bǔ)充內(nèi)容，而這對(duì)于學(xué)生而言，有助于讓其進(jìn)一步厘清思路，從而更有條理、有層次、系統(tǒng)性地思考與解決問(wèn)題，有利于學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

3.強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用性

與生活有著密切關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)知識(shí)，很容易在日常生活中找到有關(guān)平面圖形的例子，隨處可見的不規(guī)則物品某個(gè)面就是一個(gè)平面圖形，掌握平面圖形相關(guān)知識(shí)可幫助學(xué)生更好地理解生活現(xiàn)象。學(xué)習(xí)小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的目的，不僅是完成試題，而是從實(shí)踐應(yīng)用層面考慮，體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用性。計(jì)算思維導(dǎo)向下的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)要在及時(shí)發(fā)生生活問(wèn)題的前提下，以回歸生活的方式用知識(shí)去解決問(wèn)題，強(qiáng)化應(yīng)用意識(shí)。

本次教學(xué)案例基于大問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)展開，最關(guān)鍵的就是教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)。從生活視角出發(fā)選擇實(shí)例，并加以趣味情境的創(chuàng)設(shè)，激發(fā)并增強(qiáng)了學(xué)生的求知欲和合作意識(shí)，有效化解了問(wèn)題分析過(guò)程中產(chǎn)生的乏味、枯燥感。流程圖對(duì)于學(xué)生整理解決問(wèn)題思路有很大幫助，同時(shí)還將問(wèn)題分析方法遷移到具體生活現(xiàn)象中，強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)的應(yīng)用性。

（二）以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)不足

1.過(guò)大的課容量不利于教師把握課堂節(jié)奏

案例中的課容量相比常規(guī)教學(xué)偏大，學(xué)生要在學(xué)習(xí)原本知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，掌握流程圖的使用方法。在固定的授課時(shí)間內(nèi)，對(duì)學(xué)生而言，無(wú)法保證充分理解和吸收，對(duì)教師而言，需要具備極強(qiáng)的課堂節(jié)奏把控能力。初次接觸流程圖對(duì)部分學(xué)生而言，缺乏適應(yīng)過(guò)程，所以鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)沒(méi)有結(jié)果產(chǎn)出。

2.備課量增加導(dǎo)致教師備課時(shí)間延長(zhǎng)

以培養(yǎng)計(jì)算思維導(dǎo)向的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，在備課環(huán)節(jié)需要教師投入更多的精力與時(shí)間。基于計(jì)算思維培養(yǎng)重新設(shè)計(jì)課時(shí)，要在把握各階段學(xué)生現(xiàn)有的愛(ài)好與知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的情境創(chuàng)設(shè)；思考如何讓流程圖自然地引出來(lái)，并讓其獨(dú)有的魅力與輔助理解功能發(fā)揮出來(lái)；促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維養(yǎng)成；等等。這都需要教師花費(fèi)更多的精力去研究，大大地延長(zhǎng)了備課時(shí)間。

3.課堂開放性強(qiáng)，增加了教學(xué)引導(dǎo)難度

合作小組交流討論、動(dòng)手實(shí)操等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，大大增強(qiáng)了課堂的開放性，同時(shí)也意味著教學(xué)引導(dǎo)難度的增加。自控力較差的學(xué)生，容易陷入自由散漫的學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師要面臨更強(qiáng)的課堂紀(jì)律管控挑戰(zhàn)和更高的啟發(fā)式引導(dǎo)教學(xué)要求。在本次教學(xué)案例實(shí)踐的合作小組交流討論環(huán)節(jié)中，就有學(xué)生擅自離開小組去做與學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的事情，說(shuō)明課堂紀(jì)律管理有待加強(qiáng)。

六、優(yōu)化教學(xué)的意見

（一）多多參考相關(guān)案例，減輕備課壓力

在教學(xué)設(shè)計(jì)階段，教師可從已有的計(jì)算思維培養(yǎng)教學(xué)案例中，挑選合適的案例作為參考，以便快速準(zhǔn)確地把握教學(xué)重難點(diǎn)、有序引出教學(xué)內(nèi)容、完成情境創(chuàng)設(shè)、設(shè)置梯度式難度練習(xí)，盡量減輕備課壓力。不過(guò)，要注意教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要立足學(xué)生實(shí)際情況。遵守“取長(zhǎng)補(bǔ)短”和“落地融合”原則，靈活調(diào)整、設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容。

（二）課前預(yù)習(xí)流程圖，奠定計(jì)算思維培養(yǎng)基礎(chǔ)

掌握流程圖的基本用法對(duì)學(xué)生而言，需要吸收、消化理解的時(shí)間，考慮到課堂教學(xué)時(shí)間有限，那么建議提前一天通過(guò)布置預(yù)習(xí)任務(wù)的方式，讓學(xué)生對(duì)流程圖的內(nèi)容和使用方法進(jìn)行熟悉，以便在課堂上順利進(jìn)入補(bǔ)充流程圖的教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。不過(guò)，流程圖的使用并不代表學(xué)生只能在相關(guān)規(guī)定下繪制，要避免機(jī)械式學(xué)習(xí)，關(guān)鍵在于讓學(xué)生運(yùn)用學(xué)習(xí)方法去厘清思考問(wèn)題的思路，即便是簡(jiǎn)單的文字與箭頭組合也可以。

（三）提前安排小組分配，推動(dòng)有意義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)

同伴互助的學(xué)習(xí)方式可一定程度地避免學(xué)生注意力不集中的問(wèn)題出現(xiàn)，教師要對(duì)小組成員進(jìn)行合理分配與安排，最大化地發(fā)揮同伴互助的功能。教師個(gè)人的精力是有限的，在引導(dǎo)全班學(xué)生學(xué)習(xí)思維和解答疑惑的教學(xué)壓力下，積極利用小組合作、同伴互助的方式，讓學(xué)生基于主觀能動(dòng)性參與到教學(xué)活動(dòng)中去，從中學(xué)習(xí)更多的技能與知識(shí)，進(jìn)行有意義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。對(duì)教師而言，這也是更好把控課堂節(jié)奏的有效方法。

（四）教學(xué)前后數(shù)據(jù)測(cè)試，檢驗(yàn)計(jì)算思維培養(yǎng)效果

為了對(duì)學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)效果進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，可嘗試在教學(xué)前后分兩次對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試，客觀地了解學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展情況。不過(guò)，要仔細(xì)斟酌測(cè)試題的內(nèi)容設(shè)計(jì)，把控好難易程度，要以促進(jìn)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展為目的，選擇性設(shè)計(jì)已經(jīng)過(guò)實(shí)踐且有效的測(cè)試題。