◇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、自動駕駛、大數(shù)據(jù)時代等新興的互聯(lián)網(wǎng)詞匯已成為人們生活、工作中時常出現(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了深刻的影響，并在日復(fù)一日的影響過程中改變著人們的思維方式。如何更好地融入大數(shù)據(jù)時代？關(guān)鍵在于培養(yǎng)計(jì)算思維。這是新時代人才必備能力之一。此前有人提出，計(jì)算思維的養(yǎng)成對學(xué)生更好地理解、習(xí)得并運(yùn)用其他領(lǐng)域知識有很好的促進(jìn)作用，有助于學(xué)生更從容地應(yīng)對大數(shù)據(jù)時代下的各種挑戰(zhàn)。一方面，計(jì)算思維可刺激學(xué)生在解決問題時，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)。隨著社會發(fā)展，越來越多的人意識到計(jì)算思維在大數(shù)據(jù)時代下的重要性，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、長方體、圓柱體和球都前來捧場。可店老板忙昏了頭，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：下面每個小組選一個代表來分享一下你們?nèi)蝿?wù)單完成情況吧！看看哪個小組的方法更簡單，哪個小組正確率更高！

組1：我們組找的是圓柱，它的照片應(yīng)該是7號和2號，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，應(yīng)該是4，7，8，9號，如果圓柱立在桌子上，站遠(yuǎn)一點(diǎn)看就像一個長方形。

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號和9號不是圓柱的照片，9號并不是長方形，通過比對我們發(fā)現(xiàn)，把圓柱體放在9號照片上，不是缺這里就是多那里。

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

師：誰能告訴我，先做什么，后做什么？

（同時出示有框架、無文字的空白流程圖）

生1：先隨意選擇一張照片，將其和圖形一一比對，比對一致就會配對成功。

生2：可以隨意選定一張照片，然后要對圖形進(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。下面就跟隨老師的步伐，看看怎樣以最簡便高效的方式完成圖形配對吧。

（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)并及時測試。每組隨機(jī)選擇一個平面圖，由同伴進(jìn)行猜測，看看幾次才能夠出來。教師在此過程中巡回指導(dǎo)，2人為1組，合作補(bǔ)充空白流程圖，在限定時間內(nèi)讓學(xué)生來分享成果。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)識了哪些平面圖形呢？

生：長方形、圓形、正方形、平行四邊形和三角形！

生：我會畫流程圖了！

師：那有什么你覺得不太明白的內(nèi)容呢？

（繼續(xù)追問，從中收集學(xué)生的疑問。）

生：我不會畫流程圖。

師：好的，那歡迎課后你們來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

針對本次《認(rèn)識平面圖形》教學(xué)效果的分析，主要采用了課堂觀察，通過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不同視角的教學(xué)感受與評價。

課堂觀察教學(xué)效果結(jié)果分析：聽課教師對上課教師和學(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；學(xué)生的學(xué)習(xí)效果表現(xiàn)為少數(shù)小組沒有完成練習(xí)挑戰(zhàn)，無成果產(chǎn)出，大部分學(xué)生都能解決課堂問題并掌握平面圖形的基礎(chǔ)知識。教師的素質(zhì)表現(xiàn)為具有良好的語言表達(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

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)。對于幫助立體圖形找出對應(yīng)照片這一情境，學(xué)生必須一一配對每個立體圖形每一面和每一張照片，這對于學(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，可激發(fā)學(xué)生的求知欲和合作意識，有助于提升其解決問題的能力。另外，讓學(xué)生深刻體悟平面圖形的由來，是立體圖形某個面的轉(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，不用考慮課時規(guī)劃與場地的限制因素。同時，“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)這兩個環(huán)節(jié)增設(shè)了流程補(bǔ)充內(nèi)容，而這對于學(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)知識的應(yīng)用性

與生活有著密切關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)知識，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)則物品某個面就是一個平面圖形，掌握平面圖形相關(guān)知識可幫助學(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)要在及時發(fā)生生活問題的前提下，以回歸生活的方式用知識去解決問題，強(qiáng)化應(yīng)用意識。

本次教學(xué)案例基于大問題的驅(qū)動展開，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，有效化解了問題分析過程中產(chǎn)生的乏味、枯燥感。流程圖對于學(xué)生整理解決問題思路有很大幫助，同時還將問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)原本知識點(diǎn)的同時，掌握流程圖的使用方法。在固定的授課時間內(nèi)，對學(xué)生而言，無法保證充分理解和吸收，對教師而言，需要具備極強(qiáng)的課堂節(jié)奏把控能力。初次接觸流程圖對部分學(xué)生而言，缺乏適應(yīng)過程，所以鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)沒有結(jié)果產(chǎn)出。

2.備課量增加導(dǎo)致教師備課時間延長

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間?；谟?jì)算思維培養(yǎng)重新設(shè)計(jì)課時，要在把握各階段學(xué)生現(xiàn)有的愛好與知識經(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，并讓其獨(dú)有的魅力與輔助理解功能發(fā)揮出來；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，大大地延長了備課時間。

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)無關(guān)的事情，說明課堂紀(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，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學(xué)生而言，需要吸收、消化理解的時間，考慮到課堂教學(xué)時間有限，那么建議提前一天通過布置預(yù)習(xí)任務(wù)的方式，讓學(xué)生對流程圖的內(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，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)方法去厘清思考問題的思路，即便是簡單的文字與箭頭組合也可以。

（三）提前安排小組分配，推動有意義的數(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題出現(xiàn)，教師要對小組成員進(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)生基于主觀能動性參與到教學(xué)活動中去，從中學(xué)習(xí)更多的技能與知識，進(jìn)行有意義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。對教師而言，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)測試，檢驗(yàn)計(jì)算思維培養(yǎng)效果

為了對學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)效果進(jìn)行有效監(jiān)測，可嘗試在教學(xué)前后分兩次對學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，客觀地了解學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展情況。不過，要仔細(xì)斟酌測試題的內(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)過實(shí)踐且有效的測試題。