張智

【摘要】作為中小學(xué)階段一門(mén)重要的基礎(chǔ)性課程，數(shù)學(xué)學(xué)科對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，促進(jìn)其全面發(fā)展，具有十分重要的意義.新課程改革背景下，中小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極主動(dòng)地適應(yīng)信息化時(shí)代趨勢(shì)，重視將計(jì)算思維這一重要的思維方式融入教學(xué)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念與模式的整體轉(zhuǎn)變，力求通過(guò)融入計(jì)算思維，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與應(yīng)用實(shí)踐能力.本文主要分析現(xiàn)階段中小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，在中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入計(jì)算思維具有重要價(jià)值的基礎(chǔ)上，探討融入計(jì)算思維的具體實(shí)踐路徑，以供參考.

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維;中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué);理念

計(jì)算思維，即應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念和知識(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決、展開(kāi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及對(duì)人類(lèi)行為進(jìn)行理解的一種思維方式.計(jì)算思維對(duì)于理解復(fù)雜事物，適應(yīng)信息時(shí)代的全新發(fā)展趨勢(shì)，具有十分重要的意義.新課改下，中小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)提高對(duì)計(jì)算思維的重視程度，采取有效措施在數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐之中融入計(jì)算思維，力求在幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)和基本數(shù)學(xué)應(yīng)用方法的同時(shí)，培養(yǎng)其形成應(yīng)用計(jì)算思維進(jìn)行思考和探究的良好習(xí)慣.

一、現(xiàn)階段中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中存在的主要問(wèn)題

當(dāng)前，中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐之中仍然存在著諸多問(wèn)題，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：其一，未能把握數(shù)學(xué)這門(mén)學(xué)科的實(shí)質(zhì).應(yīng)用性與實(shí)踐性是數(shù)學(xué)學(xué)科的根本特性，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的根本目的在于應(yīng)用知識(shí)及方法解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，然而，目前中小學(xué)數(shù)學(xué)課程的授課重點(diǎn)為數(shù)學(xué)運(yùn)算，盡管運(yùn)算能力是一項(xiàng)重要的數(shù)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用能力，但僅憑運(yùn)算能力顯然無(wú)法解決所有與數(shù)學(xué)科目相關(guān)的實(shí)踐問(wèn)題;其二，未能結(jié)合生活實(shí)際引入拓展內(nèi)容與素材.現(xiàn)階段，教師普遍將課程內(nèi)容局限為既定教材，受制于教材更新周期長(zhǎng)、容量有限等原因，導(dǎo)致課程內(nèi)容與學(xué)生的生活之間存在著較大程度的脫節(jié)，不利于學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng);其三，未能有效應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù).當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)普及程度的不斷提高以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)已全面步入信息化時(shí)代，各項(xiàng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步與各個(gè)領(lǐng)域結(jié)合，其中也包括教育領(lǐng)域.然而，目前中小學(xué)數(shù)學(xué)教師普遍缺乏應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的意識(shí)與能力，仍然沿襲傳統(tǒng)的線性灌輸方法，嚴(yán)重阻礙了課堂效率的提升，同時(shí)不利于培養(yǎng)學(xué)生的信息化思維能力.

二、在中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中融入計(jì)算思維的重要價(jià)值

（一）有利于強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)探究能力

計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)概念和基本理論分析和解決實(shí)際問(wèn)題，事實(shí)上，這一要求充分符合數(shù)學(xué)科目的本質(zhì)，在課程中融入計(jì)算思維，教師能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生展開(kāi)探究性學(xué)習(xí)，促使其進(jìn)行獨(dú)立思考、自主探究及小組交流討論，對(duì)于強(qiáng)化其探究實(shí)踐能力，具有十分重要的意義.與此同時(shí)，在計(jì)算思維的指導(dǎo)下，教師必須著力將學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究者，有利于進(jìn)一步增強(qiáng)其自學(xué)能力，提高其在課堂中的參與程度.

（二）有利于提升整體的數(shù)學(xué)教學(xué)水平

計(jì)算思維的融入，對(duì)于解決現(xiàn)階段中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)普遍存在的三方面問(wèn)題，具有極其突出的作用.首先，這一思維方式以問(wèn)題解決為目標(biāo)，符合數(shù)學(xué)科目的實(shí)踐性與應(yīng)用性特征;其次，此思維方式重視關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活，有利于拓展和豐富課程內(nèi)容，增強(qiáng)授課內(nèi)容的生活氣息和時(shí)代氣息;最后，計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)科學(xué)之間有著密切聯(lián)系，為現(xiàn)代教育技術(shù)的融入打下良好基礎(chǔ).

（三）有利于促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展

良好的計(jì)算思維能力是信息化時(shí)代對(duì)于人才所提出的全新要求，教師通過(guò)在數(shù)學(xué)課程中融入計(jì)算思維，逐步幫助學(xué)生掌握此思維方式的特征和具體思考模式，為學(xué)生未來(lái)的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)，有效強(qiáng)化其社會(huì)適應(yīng)能力及綜合實(shí)踐應(yīng)用能力，對(duì)于提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，推動(dòng)其走上全面發(fā)展之路具有十分重要的意義.

三、在中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中融入計(jì)算思維的實(shí)踐策略

（一）結(jié)合計(jì)算思維創(chuàng)新教學(xué)模式

計(jì)算思維指導(dǎo)下，教師應(yīng)重視以思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，推動(dòng)學(xué)生在自主探究與合作分享的過(guò)程之中，掌握知識(shí)和方法，并圍繞具體問(wèn)題提出行之有效的實(shí)踐解決方案，從而真正將其還原為課堂重心與主體，有效增強(qiáng)其思維能力及分析和解決問(wèn)題的能力.具體而言，計(jì)算思維解決問(wèn)題的過(guò)程主要由以下四個(gè)步驟共同構(gòu)成.第一步，定義問(wèn)題，即從復(fù)雜的數(shù)與數(shù)量關(guān)系之中，找到能夠得到處理和解決的問(wèn)題;第二步，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，即將第一步中確定的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題，并尋找與之相應(yīng)的算法和技巧;第三步，使用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算和求解，得到以某種數(shù)學(xué)形式呈現(xiàn)的答案;第四步，將所得到的以數(shù)學(xué)形式呈現(xiàn)的答案轉(zhuǎn)換為符合現(xiàn)實(shí)的求解答案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修正其中存在的問(wèn)題，對(duì)第三步中的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在反復(fù)迭代中提高問(wèn)題答案的精確程度.實(shí)踐之中，教師需重視結(jié)合上述四個(gè)步驟組織教學(xué)，從而創(chuàng)新課堂模式，有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.例如，對(duì)于“二元一次方程組與實(shí)際問(wèn)題”這一節(jié)的教學(xué)，結(jié)合計(jì)算思維解決問(wèn)題的四個(gè)步驟，教師應(yīng)采取以下流程開(kāi)展教學(xué)：第一步，應(yīng)用生活化的素材，引入實(shí)際問(wèn)題;第二步，結(jié)合二元一次方程組的相關(guān)知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行思考，并建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型;第三步，求解與問(wèn)題相對(duì)應(yīng)的二元一次方程組，得到以數(shù)學(xué)形式呈現(xiàn)的答案x=

y=;第四步，結(jié)合實(shí)際問(wèn)題中給出的信息，檢驗(yàn)第三步中得到答案的適用性，如果不符合現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的實(shí)際需求，則需要對(duì)第二步中得到的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正.在這四個(gè)步驟中，教師需重視為學(xué)生創(chuàng)造充足的思考和探究空間，調(diào)動(dòng)其積極主動(dòng)地展開(kāi)分析與討論.

（二）增加課堂互動(dòng)促進(jìn)交流討論

交互性是計(jì)算思維的重要特征，這與計(jì)算機(jī)的運(yùn)行原理密切相關(guān)，從這一特征出發(fā)，教師應(yīng)增加課堂過(guò)程中的師生互動(dòng)及生生互動(dòng)，通過(guò)交流和討論活躍課堂氣氛，幫助學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，調(diào)動(dòng)其主動(dòng)結(jié)合已有知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)展開(kāi)思考.為此，教師需圍繞目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容合理設(shè)計(jì)問(wèn)題，確保問(wèn)題具有針對(duì)性和實(shí)效性.與此同時(shí)，教師應(yīng)重視合理應(yīng)用評(píng)價(jià)，充分發(fā)揮評(píng)價(jià)的引導(dǎo)與激勵(lì)功能，力求切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信.例如，在進(jìn)行“π”的教學(xué)時(shí)，教師可以結(jié)合圓的周長(zhǎng)計(jì)算公式和面積計(jì)算公式，思考“π”對(duì)于求解與圓有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題的重要價(jià)值與作用，并引導(dǎo)學(xué)生閱讀祖沖之求解“π”小數(shù)點(diǎn)后七位的故事，鼓勵(lì)其發(fā)表個(gè)性化見(jiàn)解，并給予充分肯定.

（三）強(qiáng)化學(xué)習(xí)體驗(yàn)豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

體驗(yàn)性是計(jì)算思維的一項(xiàng)重要特征，為提高這一思維方式在數(shù)學(xué)課堂中的融入程度，教師應(yīng)注重在實(shí)踐中為學(xué)生提供豐富的體驗(yàn)及實(shí)踐機(jī)會(huì).首先，教師需加強(qiáng)體驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)，以情境對(duì)學(xué)生的情感進(jìn)行引導(dǎo)，促使學(xué)生聯(lián)想和回顧自身生活經(jīng)歷，將知識(shí)與生活實(shí)際有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，并在此過(guò)程中完成其對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)意義的個(gè)性化建構(gòu)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題;其次，教師應(yīng)創(chuàng)新課堂中的實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，通過(guò)綜合應(yīng)用問(wèn)題和課堂練習(xí)題等工具，初步檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，獲取關(guān)于學(xué)習(xí)效果的真實(shí)反饋.例如，在進(jìn)行“數(shù)據(jù)的分析”這一章節(jié)的教學(xué)時(shí)，教師可以借助多媒體向?qū)W生展示關(guān)于本班學(xué)生身高、體重的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖，以此創(chuàng)設(shè)具體的教學(xué)情境，使學(xué)生充分理解數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在生活中的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生在情境之中結(jié)合已有統(tǒng)計(jì)知識(shí)對(duì)統(tǒng)計(jì)圖表進(jìn)行分析，展開(kāi)相關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算，促使其理解數(shù)據(jù)的波動(dòng)特征和分布趨勢(shì)等重要知識(shí).教師在這一過(guò)程中還要引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)交流互動(dòng)，幫助學(xué)生解決在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，切實(shí)提升課堂交互性.

（四）著力引入現(xiàn)代信息教育技術(shù)

從計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間的密切關(guān)聯(lián)出發(fā)，教師應(yīng)重視在實(shí)踐中引入現(xiàn)代信息教育技術(shù)，包括多媒體、微課等技術(shù)，提高信息化教學(xué)水平，進(jìn)一步拓展和豐富課程內(nèi)容，增強(qiáng)課程的生動(dòng)性與趣味性.高效應(yīng)用多媒體技術(shù)的關(guān)鍵在于制作高質(zhì)量的多媒體課件，為此，教師需提高對(duì)備課環(huán)節(jié)的重視程度，不斷增強(qiáng)自身整合信息化課程素材與資源的能力，力求在課件中使用最具針對(duì)性和趣味性的素材，同時(shí)合理設(shè)計(jì)課件頁(yè)面，提高課件整體的美觀程度，在課堂上有效抓住學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)其迅速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài).高效應(yīng)用微課的關(guān)鍵，在于制作高水平的微課視頻，微課視頻時(shí)長(zhǎng)一般不超過(guò)10分鐘，且單個(gè)微課中通常只包括一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)教師的濃縮概括能力和表達(dá)能力提出了較高的要求，同時(shí)要求教師掌握視頻錄制和剪輯的方法，為此，教師應(yīng)樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，不斷提高自身信息技術(shù)應(yīng)用的能力.

（五）設(shè)計(jì)多樣實(shí)踐應(yīng)用活動(dòng)

實(shí)踐性既是數(shù)學(xué)科目的本質(zhì)特征，也是計(jì)算思維的重要特性.為此，教師需重視結(jié)合教材內(nèi)容，設(shè)計(jì)豐富多樣的實(shí)踐應(yīng)用活動(dòng)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)及能力.例如，在進(jìn)行“一次函數(shù)”的教學(xué)時(shí)，教師可以圍繞教材中“用計(jì)算機(jī)畫(huà)函數(shù)圖像”這一版塊，帶領(lǐng)學(xué)生走入學(xué)校機(jī)房進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，先向其演示使用計(jì)算機(jī)畫(huà)函數(shù)圖像的步驟和方法，再要求學(xué)生自主選擇某一具體的一次函數(shù)，使用計(jì)算機(jī)完成相應(yīng)操作，之后教師再對(duì)學(xué)生所繪制的電子圖像進(jìn)行集中點(diǎn)評(píng)，進(jìn)一步幫助其突破短板，實(shí)現(xiàn)提高.

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，針對(duì)現(xiàn)階段中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中普遍存在的未能充分認(rèn)識(shí)學(xué)科本質(zhì)、未能融入生活化素材與內(nèi)容以及未能充分應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)等問(wèn)題，教師必須增強(qiáng)自身創(chuàng)新意識(shí)，提高對(duì)計(jì)算思維這一符合信息化時(shí)代需求的重要思維方式的重視程度，通過(guò)在實(shí)踐中構(gòu)建創(chuàng)新型思維能力培養(yǎng)教學(xué)模式、增加課堂交互、強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)體驗(yàn)、引入現(xiàn)代信息教育技術(shù)及設(shè)計(jì)多樣化的實(shí)踐應(yīng)用活動(dòng)，切實(shí)提高計(jì)算思維在數(shù)學(xué)課堂中的融入程度，從而改善整體教學(xué)質(zhì)量.

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