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未来教育探索

未来教育探索

Exploration of Future Education

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-3637(P)
  • ISSN: 
    3079-9511(O)
  • 期刊分类: 
    教育科学
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    4
  • 浏览量: 
    493

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乐学理念对学生计算思维能力培养的帮助——以小学数学教学为例

The Help of the Happy Learning Concept in Cultivating Students' Computational Thinking Competence —Taking Primary School Mathematics Teaching as an Example

发布时间:2025-12-18
作者: 韩娜 :西安经开第一小学 陕西西安;
摘要: 在核心素养导向的教育背景下,计算思维是数字时代必备的基础素养,而小学数学是计算思维培养的重要启蒙阶段。但当前小学阶段的数学仍存在教学形式枯燥、学生被动参与等问题,在计算思维能力的培养中学生常面临兴趣不足、信心欠缺等问题,影响计算思维的有效发展。乐学理念以“激发内在兴趣、倡导主动参与、促进主动探究”为核心,契合计算思维“抽象、分解、建模、算法”的培养逻辑。本文基于乐思理念的核心内涵与计算思维的培养目标,立足小学数学学科特点与学生认知规律,从兴趣激发、思维进阶、素养落地三个维度,探析乐学理念在小学计算思维培养的实践价值与实施路径,为提升小学数学计算思维与学科教学的深度融合提供实践路径。
Abstract: Against the background of competency-oriented education, computational thinking is an essential basic literacy in the digital age, and primary school mathematics serves as a crucial enlightenment stage for cultivating computational thinking. However, current primary school mathematics teaching still faces problems such as tedious teaching forms and students' passive participation. In the cultivation of computational thinking competence, students often encounter issues like insufficient interest and lack of confidence, which hinder the effective development of computational thinking. The happy learning concept, centered on "stimulating intrinsic interest, advocating active participation, and promoting independent inquiry", aligns with the training logic of computational thinking—"abstraction, decomposition, modeling, and algorithm". Based on the core connotation of the happy learning concept and the training objectives of computational thinking, as well as the disciplinary characteristics of primary school mathematics and students' cognitive laws, this paper explores the practical value and implementation paths of the happy learning concept in cultivating primary school students' computational thinking from three dimensions: interest stimulation, thinking progression, and literacy realization. It provides practical references for promoting the in-depth integration of computational thinking cultivation and subject teaching in primary school mathematics.
关键词: 乐思理念;核心素养;小学数学;计算思维;能力培养;教学实践
Keywords: happy learning concept; core competencies; primary school mathematics; computational thinking; competence cultivation; teaching practice

引言

随着人工智能、大数据技术的普及,计算思维已被列为中小学教育必备的核心素养之一,成为学生适应未来社会发展的关键能力。其“抽象、分解、建模、算法”的核心方法,对个体终身发展具有重要意义。小学数学作为逻辑思维培养的启蒙阶段,其知识体系中蕴含着丰富的计算思维元素,但当前小学数学计算思维的培养仍面临诸多现实困难:教学时多以知识传授为核心,忽视思维过程的引导;教学形式单一固化,难以激发学生的学习兴趣;学生常陷入机械计算与被动接受的困境,难以形成主动思考,分析、解决问题的能力。导致计算思维培养难以真正落地,无法有效支撑学生核心素养的全面发展。

乐学理念强调“以乐促学、以学启思”,主张通过创设趣味化、生活化的教学情境,设计游戏化的学习任务,多元化评价激励,让学生在主动参与、积极思考中获得知识与能力的双重提升。将乐学理念融入小学数学计算思维培养,既能破解传统教学的枯燥,又能为计算思维的发展提供有力支撑。因此,乐学理念对学生计算思维能力培养,对核心素养培养目标的落实、小学数学教学质量的提升具有重要的理论与实践意义。

一、乐学理念助力学生计算思维培养的小学数学教学策略

(一)趣味化情境创设:激发学习兴趣,奠定计算思维培养基础

1.生活化情境创设

将抽象的数学知识与学生熟悉的生活场景相结合,挖掘其中的计算思维元素,让学生感受到计算思维的实用性。

在“认识除法”教学时,创设“班级图书角图书分配”情境。用图片出示(12本图书,平均分给6个小组)数学信息,引导学生思考(12本图书平均分给6个小组,该如何进行分配)。学生通过思考、分析,抽象出“总数、份数、每份数”的数量关系,分解为“确定分配标准—计算每份数量—检验分配结果”的步骤,在解决实际问题的过程中自然渗透计算思维。

在“100以内加减法”教学时,创设“班级文具角补货”情境。出示文具价目表(铅笔1元/支、橡皮2元/块、笔记本5元/本),给出任务(用20元预算为小组4人采购文具,每人至少1支铅笔和1块橡皮,剩余钱可买笔记本,应如何进行购买)。学生需先计算基础文具总价,再推导剩余金额,最后分析笔记本购买数量,在采购决策中练习加减运算,培养“分析需求—计算数据—优化方案”的思维路径。

在“乘加混合运算”教学时,创设“家庭周末采购预算”情境。播放(妈妈的采购清单)视频,提取食材单价(苹果8元/千克、猪肉32元/千克、蔬菜6元/份),让学生思考(采购3千克苹果、2千克猪肉和4份蔬菜,带150元够吗?)。学生需分步计算各类食材费用,再通过乘加混合运算求和,最后对比预算判断是否充足,同时拓展“若想节省10元,可减少哪种食材的采购量”,渗透变量调整的计算思维。

2. 游戏化任务设计

结合小学生的年龄特点,设计游戏化且富有挑战性的学习任务,激发学生的探究兴趣。

在“找规律”教学时,设计“数字密码破解”游戏。给出“1、3、5、7、()、11”等数列,让学生通过观察、分析、抽象出“后一个数比前一个数大2”的规律,然后根据规律尝试填数,最后验证密码正确性,在趣味游戏中激活计算思维。

在“乘法口诀”教学后,设计“拯救数学王国”闯关任务。先将写有乘法口诀前半部分(如“三七”)和得数(如“二十一”)的卡片打乱,让学生两人一组快速配对,配对正确即可闯关成功;也可以通过掷骰子确定抽取的口诀卡片数量,算出得数后即可闯关成功;通过竞赛形式推进课程,在趣味对抗中强化口诀记忆与灵活运用,培养快速运算与逻辑推理能力。

在“优化采购方案”教学时,设计“超市促销大比拼”活动。让学生模拟超市促销场景,为学生设置方案一(满100减20)、方案二(全场八五折)两种优惠方案,发放“采购清单”(如3千克苹果(8元/千克)、2千克猪肉(32元/千克))和“预算卡”(150元)。小组合作先计算每种商品总价,再分别核算两种方案的实付金额,对比选出最省钱的方案;最后展示计算过程与决策理由,评选“最佳省钱小队”。也可以进阶挑战“调整采购清单”活动(若想节省10元,需通过计算判断减少哪种商品的采购量或替换为低价替代品)。任务中融入数据对比、变量调整,培养学生分解问题与方案优化的计算思维。

3. 故事化场景创设

通过动画、绘本等形式呈现故事化教学场景,引发学生的情感共鸣与探究欲望。

在“7的分与和”教学时,创设“小老鼠背土豆”的故事场景:劳动节到了,小老鼠在地里勤快地劳动呢!它给袋子里装了一些土豆,你能知道是几个土豆吗?小老鼠背起袋子就走了,可是袋子破了一个洞,土豆掉出来了,你能知道还剩几个土豆吗?让学生根据图示的数学信息帮助小老鼠算一算“一共有几个土豆”和“还剩几个土豆”的问题,引导学生先思考提取有效的数学信息,在列出算式进行计算,在帮助故事角色解决问题的过程中培养计算思维。

在“20以内退位减法”的教学时,创设“小松鼠的过冬储备”故事场景:深秋时节,小松鼠要为冬天储存松果啦!它在松树上找到了15颗饱满的松果,小心翼翼地装进树洞里。可是夜里刮起大风,3颗松果被吹落到了草丛里。第二天小松鼠发现松果变少了,急得团团转:“我原来有15颗松果,掉了3颗,现在还剩多少颗能过冬呀?” 教师引导学生化身“森林小帮手”,先通过画图圈出掉落的3颗松果,再思考“从总数里去掉一部分,求剩下的部分用什么方法”,最终列出算式15-3=12,在帮小松鼠解决难题的过程中,理解退位减法的意义与计算逻辑。

在“乘法的初步认识”教学时,创设“游乐园的欢乐派对”故事场景:阳光游乐园开业啦!小火车目前排起了长队,每节车厢里都坐了4个小朋友,一共有5节车厢。过山车项目更热闹,每排有3个座位,整整坐满了6排。帮助小朋友们快速算出“小火车和过山车分别坐了多少个小朋友?”先让学生用加法算式4+4+4+4+4和3+3+3+3+3+3计算,再引导发现“相同加数相加”的特点,接着引出乘法:“像这样求几个相同加数的和,用乘法算更简便”,顺势列出4×5和3×6,让学生在游乐园的欢乐场景中,初步建立乘法思维。

(二)阶梯式探究活动:搭建思维支架,推动计算思维进阶发展

1. 分层任务设计

遵循“由浅入深、循序渐进”的原则,设计阶梯式探究任务,为学生搭建思维发展支架。

在“乘法运算定律”教学中设计分层任务:

基础层(抽象思维):通过“计算班级桌椅总数”的具体任务,让学生抽象出“a×b=b×a”的乘法交换律;

提高层(分解思维):设计“计算多个小组物品总数”的任务,引导学生将复杂问题分解为“先算每个小组的数量,再算总数量”,抽象出乘法结合律;

创新层(评估思维):让学生自主设计运用乘法运算定律解决实际问题的方案,并对比不同方案的优劣,实现计算思维的逐步进阶。

在“三位数乘两位数”的教学中设计分层任务:

基础层(算法掌握):通过用竖式计算123×24、315×16,让学生重点掌握“先用两位数个位上的数去乘,再用十位上的数去乘,最后把两次积相加”的核心步骤,确保计算准确性;

进阶层(算理理解):让学生用“拆分法”验证145×32的结果,可以拆成145×30+145×2,或100×32+40×32+5×32,对比两种方法,深化对“乘法分配律”在笔算中应用的理解,明白竖式每一步的意义;

拓展层(综合应用):设计解决问题任务:学校要采购18套科学实验器材,每套器材包含24件小工具,每件工具的成本是15元,学校采购这些器材一共需要花费多少元?让学生先分析“总花费=套数×每套工具数×每件成本”的数量关系,再选择合适的方法计算,培养多步骤计算思维。

2. 合作模式探究

组织小组合作学习,通过思维碰撞促进计算思维提升。

在“最优租车方案”教学时,将学生每4人分为一组,每组需完成“分析租车需求(人数、车型、价格)—分解任务(计算不同车型的人均成本、组合方案)—建模对比(列出所有可行方案)—优化选择(找出最省钱方案)”的全过程;在合作交流中深化对计算思维的理解与运用。

在“运算定律与简便计算”教学时,将学生每4人分成一个“侦探小组”,设置“数学侦探小组”合作破案活动。为学生发放“案件线索”,让学生进行分工,小组内先各自尝试计算,再分享不同方法,通过对比“常规算法”与“简便算法”的步骤差异,推导运算定律的应用逻辑;最后各小组派代表上台“汇报破案结果”,展示简便过程,在合作论证中深化对算理的理解。

3. 动手操作探究

借助教具、学具等教学资源,让学生在动手操作中感知计算思维方法。例如,在“长方体体积”教学时,让学生用小正方体搭建不同的长方体,通过观察“长、宽、高与小正方体个数的关系”,抽象出长方体体积计算公式,再让学生尝试用不同数量的小正方体搭建体积相同的长方体,对比不同搭建方案的合理性,在动手实践中内化计算思维。

在“角的度量”教学时,让学生进行实操验证,提前准备操作材料,通过动手操作,摆弄活动角,感受“角的大小与两边张开程度有关”,小组合作探究“中心点、0刻度线、内圈外圈刻度”的作用,并尝试测量角,掌握量角器的使用方法,准确测量角的度数,在动手校准中理解量角器的测量原理。

(三)多元化评价激励:强化学习信心,保障计算思维培养效果

1. 丰富的评价方式

采用“过程性评价+终结性评价”的方式,过程性评价可通过课堂观察了解学生的学习过程、学习态度和学习策略,突破“只看解题结果”的传统评价模式,聚焦学生的思维过程与参与表现。终结性评价可设计课后作业,从作业中了解学生基础知识和计算能力的掌握情况。

2. 多元化评价主体

采用“生自评+生生互评+师评”相结合的评价方式,调动学生的参与积极性。自评让学生反思自身的思维过程与不足;互评让学生学习他人的优秀思维方法,实现思维互补;师评则给予针对性的指导与鼓励,让学生明确计算思维的提升方向。

3. 激励性评价反馈

坚持“以鼓励为主”的评价原则,通过表扬、奖励、成果展示等方式,增强学生的学习信心与探究动力。例如,对思维有创新的学生给予“思维之星”称号,对主动参与探究的学生给予积分奖励,将学生优秀的解题思路与思维过程在班级展示,让学生在积极的评价氛围中保持对计算思维学习的兴趣与热情。

二、教学实践反思与展望

在小学数学教学中,运用乐学理念培养学生的计算思维,需把握三个核心原则:一是“趣味适度”,避免过度追求游戏化而忽视思维深度,确保教学活动始终围绕计算思维的核心要素展开;二是“自主与引导结合”,既要给予学生充分的自主探究空间,又要在学生思维受阻时及时搭建支架,避免学生陷入思维困境;三是“知识与能力统一”,立足小学数学的学科本质,将计算思维培养与数学知识习得有机融合,而非脱离学科知识空谈思维培养。

实践表明,通过趣味情境导入、阶梯式探究活动与多元化评价激励等策略,学生的学习兴趣明显提升,主动思考、运用计算思维分析和解决问题的能力得到有效发展。但同时也面临一些挑战,如教师对乐学理念与计算思维的融合点把握不够精准、适配的教学资源相对不足等。未来,还需加强学习,深化对乐思理念与计算思维融合的理解;开发更多贴合小学数学教学的“乐学+计算思维”教学资源,推动教学策略的持续优化与落地。

三、结论

乐学理念为小学数学计算思维培养提供了科学的教学导向,其“以乐促学、以学启思”的核心内涵,能够有效破解计算思维培养中的枯燥化、抽象化难题。通过创设趣味情境激发学习动机、设计阶梯式探究活动推动思维进阶、实施多元化评价强化学习信心,可实现“趣味激发—思维发展—素养落地”的教学目标,让学生在愉悦的学习氛围中逐步形成计算思维。小学数学教学应充分挖掘乐学理念与计算思维的内在契合性,推动二者深度融合,助力核心素养教育在小学阶段的有效落实,为学生的终身发展奠定坚实基础。

参考文献:

  1. [1] 孙明.基于计算思维能力培养的小学数学课堂教学改革[J].读写算,2021(14):152-153.
  2. [2] 魏楚,徐艳红,袁磊.基于计算思维培养的中小学信息技术课程教学模式初探[J].中小学教材教学,2018(08):64-67.
  3. [3] 王秀霞.基于核心素养的小学数学计算思维培养策略研究[J].2024(s1):89-91.
  4. [4] 田津瑗.STEM理念下小学信息技术混合式教学法的应用策略[J].中小学电教(教学),2022(06):58-60.
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