小学数学教学中计算思维的培养研究

纪曙娟

摘  要：2011年由ISTE与CSTA共同提出的计算思维有着明确的操作定义，结合其操作定义对K-12教育中不同学科教学案例进行了设计说明，通过这些教学案例的分析，有助于计算思维教育在不同学科中得到有效推广。所以，笔者将主要以小学数学课程中的“认识东南西北”为例，以案例教学的方式去研究如何在小学数学教学中培养学生的计算思维。

关键词：小学数学;教学;计算思维;培养

【中图分类号】G623.5    【文献标识码】A       【文章编号】1005-8877（2020）23-0149-01

计算思维教育在K-12教学活动中应当得到良好应用，因此CSTA与ISTE针对计算思维提出了具体的操作性定义，明确指出了计算思维属于问题解决的过程，同时在培养学生计算思维时必不可少地要对学生解决复杂问题的信心、不惧怕困难的决心、解决开放式问题的能力以及与他人合作的能力等进行培养。所以，在具体的操作性定义提出的计算思维框架与概念支持下，为小学数学教学中培养学生计算思维提供了重要指导。

1.案例设计

计算在小学数学思维导向中起着非常重要的作用，对小学生而言，解决问题的教学是次要的，培养数学思维、解决数学问题的能力才是最重要的。因此，基于小学生计算思维的探索。笔者主要结合“认识东南西北”一课的教学实践，对小学数学教学中如何培养学生计算思维进行案例设计分析。

（1）教学目标

《认识东南西北》是小学三年级数学教学内容，该节课的主要教学目标在于让学生学会辨认方向，发展其空间能力，能够结合方向去确定物体的具体位置，能够分析与绘制出简单的方向示意图。同时，促使学生找到方向与生活之间的联系，探究如何确定位置的最佳方法。本节课重点采取游戏教学法，注重方向的使用，比如，向东、向西走等。最后需要针对本节课学习内容展开应用拓展，从而巩固所学知识。

（2）教学过程

计算教学注重的并不是结果，而是学生的思维过程和思维方式。在教学中，应该努力引导学生学会分析问题的手段和方法，让学生尝试独立自主发现问题、探究问题以及解决问题，培养学生的探索精神和创新意识，把计算思维的培养真正落到实处。

第一，情境导入。教师提出相应问题进行导入：小红站在教室门口，要走到小花的座位前，要怎样走呢？教师可引导学生利用以前学过的与方向相关的知识进行指示。因为学生在学习东南西北方向知识前，应掌握了基本的前后左右概念，所以学生会结合这一概念对小红进行指示。

第二，新课讲授。首先，教师可任意指定一位学生，让小红按照他的指示走，看看能否走到小花的座位前，之后再点名其他学生，看看有没有其他的路径同样可以到达。同时，要告知学生一步大概能跨多远，并且在整个过程中教师不应给予任何提示，让小红在步数与方向的指示下到达小花座位。其次，在活动完毕后，教师便可介绍方向除了能够用前后左右进行指示以外，还能用东南西北去指示。此时教师便可引出新课知识进行教学，待学生学习完认识东南西北知识之后，便再次让学生利用所学的东南西北方向知识去指示小红怎样从教室门口走到小花座位。

（3）拓展活动

待学生对东南西北的方向知识已经有确切的把握之后，教师便可将学生分为多个小组，展开游戏教学，游戏名为“小蝌蚪找妈妈”，故事情景为：小蝌蚪生下来没有看见妈妈，便踏上了寻找妈妈的旅程。首先，让学生分别扮演小蝌蚪、青蛙妈妈、鲤鱼、乌龟等角色，将他们的位置都安排好，然后由其他同学对“小蝌蚪”的前进路线进行指示;其次，同学们可根据小蝌蚪的出发位置，绘制出简单的示意图去表示不同动物与障碍物的位置，设计出最佳前进路线;最后，小蝌蚪找到妈妈之后，让学生对不同的路径进行分析，探究哪一条最快。

（4）迁移应用

这一环节重点在于引导学生利用所学知识去解决生活问题，助力学生实践能力及问题解决能力的提高。例如，可提出如下问题：一是放学回家的最佳路线是怎样的;二是去学校食堂应该按照哪个方向前进;三是从教室走到图书馆要怎么去。

2.案例分析

对该节课教学内容进行设计之后，我们便需要对计算思维技能及态度在实际教学中的体现进行分析，以此去证明实现教学目标以及计算思维相关内容教学的证据与教学策略。在教学案例当中所体现出的计算思维技能与态度有：基于算法思想（也即是相关有序步骤），制定自动化的问题解决方案;对可能的解决方案进行识别、分析与实施，目的在于实现步骤与资源的最优化整合;促进问题解决过程常态化与一般化，能够对大多数同类问题进行迁移推广;对不确定性事物的承受力;对歧义的容忍。

证明本节课完成了既定教学目标的主要证据在于如下几点：一是问题的提出利用情境进行导入;二是学生已掌握如何运用方向数学知识去表达与找到物体位置;三是学生能够绘制出简单示意图;四是能对突发状况进行修改;五是能总结出最佳路径;六是能够利用方向知识解决实际生活问题。

该节课所使用的教学策略主要为角色扮演法与游戏教学法，重点体现了学生的主体地位，开展了小组合作学习活动。同时在学习中学生对事件突发情况予以创新，设计出了其他线路对问题有效解决。如此看来，对于小学数学教师而言，在教学活动中培养小学生的计算思维并非极度困难的事情，应当结合小学数学教学目标及学生学习实情，并不需要对教学方法有过多的设计，便可实现对学生计算思维的培养。

综上所述，由CSTA与ISTE共同开发的K-12计算思维教育操作定义，同时根据此设计出了相应的教学案例，为不同学科教师的教学提供了明确指导。尽管国内外的教学内容与目标并不相同，但是通过案例的分析，我们可以结合学生的具体学情对计算思維进行借鉴，在小学数学教学中去培养学生的计算思维。