小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的實(shí)踐探索

摘 要：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，作為一種重要的思維方式，計(jì)算思維逐漸滲透教育領(lǐng)域。特別是在數(shù)學(xué)教學(xué)中，計(jì)算思維的應(yīng)用日益受到重視。分析計(jì)算思維在深化數(shù)學(xué)理解、鍛煉邏輯思維、促進(jìn)問題解決等方面的積極作用，闡述指向?qū)W生計(jì)算思維培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略。通過實(shí)踐探索發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)中有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，能夠顯著提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)；邏輯思維；數(shù)學(xué)素養(yǎng)

作者簡介：鮑小林（1981—），男，江蘇省南通市紫瑯第一小學(xué)。

在信息技術(shù)日新月異的今天，計(jì)算思維已成為連接現(xiàn)實(shí)與數(shù)字世界的橋梁，其重要性不言而喻。作為基礎(chǔ)教育的重要組成部分，小學(xué)數(shù)學(xué)承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重任。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往側(cè)重于知識的傳授和技能的訓(xùn)練，忽視對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)［1］。將計(jì)算思維引入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，可幫助教師更新教育理念、教學(xué)方法，為教學(xué)注入新的活力。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意義

新時(shí)代教育背景下，計(jì)算思維正逐步在小學(xué)數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域展現(xiàn)其獨(dú)特的價(jià)值。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，不僅是對傳統(tǒng)教學(xué)方法的補(bǔ)充與升華，更是培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)、提升數(shù)學(xué)教育質(zhì)量的重要途徑。計(jì)算思維的培養(yǎng)為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了有力的支持，使他們能夠在面對復(fù)雜問題時(shí)，運(yùn)用數(shù)學(xué)思維分析和解決。具體來看，計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)通過邏輯推理、抽象建模和問題解決等核心能力，幫助學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)的本質(zhì)，從而構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)［2］。在這一過程中，學(xué)生不僅能夠掌握數(shù)學(xué)知識與技能，更能在實(shí)踐中鍛煉思維，提升創(chuàng)新能力。

（一）深化數(shù)學(xué)理解，拓寬學(xué)習(xí)視野

計(jì)算思維不僅僅關(guān)注學(xué)生對公式的記憶與習(xí)題的解答，還重視引導(dǎo)學(xué)生深入探究數(shù)學(xué)概念的邏輯與聯(lián)系。通過邏輯推理與抽象建模的訓(xùn)練，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)如何將復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題層層分解，直至問題的本質(zhì)核心。這一過程讓學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)基本原理的同時(shí)，感受到數(shù)學(xué)的獨(dú)特魅力與無限可能。更重要的是，計(jì)算思維促使學(xué)生意識到數(shù)學(xué)并非孤立于其他學(xué)科之外，知識之間都是相互滲透、相互關(guān)聯(lián)的。他們開始用數(shù)學(xué)的眼光觀察周圍的世界，發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)在日常生活、科學(xué)技術(shù)以及社會(huì)發(fā)展中的廣泛應(yīng)用，從而拓寬學(xué)習(xí)的視野，萌發(fā)進(jìn)一步探索的欲望。

（二）鍛煉邏輯思維，樹立系統(tǒng)觀念

教師通過設(shè)計(jì)一系列富有挑戰(zhàn)性的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納、演繹等邏輯方法分析問題、解決問題，不僅能讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何條理清晰地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，還能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)觀念，使他們能夠?qū)⒘闵⒌臄?shù)學(xué)知識串聯(lián)起來，形成一個(gè)完整的知識體系。這種系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)方式，能讓學(xué)生更加容易理解和記憶數(shù)學(xué)知識。

（三）促進(jìn)問題解決，激發(fā)創(chuàng)新潛能

在解決數(shù)學(xué)問題的過程中，計(jì)算思維鼓勵(lì)學(xué)生跳出傳統(tǒng)的思維模式，發(fā)現(xiàn)新的解決方案，這不僅能鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)技能和思維能力，還能激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能。面對復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，學(xué)生不再畏懼和逃避，而是勇敢地迎難而上，通過分解問題、尋找關(guān)聯(lián)等方式逐步攻克難關(guān)。學(xué)生學(xué)會(huì)用創(chuàng)造性的方式思考問題、解決問題，他們的想象力和創(chuàng)造力能得到充分的發(fā)揮和展示。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略

為了在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，教師需要圍繞計(jì)算思維的核心要素，結(jié)合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和心理發(fā)展規(guī)律，通過多樣化的教學(xué)手段和方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維能力的逐步發(fā)展［3］。

（一）基于邏輯推理，提高思維深度

作為計(jì)算思維不可或缺的一環(huán)，邏輯推理強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生以宏觀審慎的視角來看數(shù)學(xué)問題，通過條分縷析的推導(dǎo)過程，逐步揭示數(shù)學(xué)原理。教師可通過邏輯推理培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建邏輯鏈條的能力，讓他們能夠在面對復(fù)雜數(shù)學(xué)邏輯時(shí)，保持清晰的思路與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，進(jìn)而深化對數(shù)學(xué)本質(zhì)的理解。

以“認(rèn)識長方形和正方形”的教學(xué)為例，課堂初始，筆者指著黑板提問：“同學(xué)們，我們面前的這塊黑板是什么形狀的呢？”學(xué)生幾乎異口同聲地回答道：“長方形！”筆者繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生探索：“很好。那么誰能告訴我，這個(gè)長方形的邊和角有哪些特別的地方？”學(xué)生結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)和知識，嘗試對長方形的特征進(jìn)行描述和假設(shè)。有學(xué)生說：“長方形的對邊好像是一樣長的?！庇袑W(xué)生則補(bǔ)充道：“它的四個(gè)內(nèi)角都是直角?！边@些樸素而準(zhǔn)確的假設(shè)，正是學(xué)生邏輯推理能力的初步體現(xiàn)。他們學(xué)會(huì)從觀察中提煉信息，進(jìn)而形成合理的猜想。接著，筆者引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用各種方法對這些假設(shè)的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。有學(xué)生拿出三角尺，對長方形的紙片學(xué)具進(jìn)行細(xì)致測量；有學(xué)生用折一折的方法證實(shí)了自己的假設(shè)。最后，筆者引導(dǎo)學(xué)生推測正方形的特征并進(jìn)行驗(yàn)證。來自實(shí)證的喜悅和成就感，讓學(xué)生深刻感受到邏輯推理的力量與價(jià)值。

基于邏輯推理組織數(shù)學(xué)教學(xué)，不僅是提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵舉措，更是提高學(xué)生思維深度，培養(yǎng)學(xué)生成為數(shù)學(xué)領(lǐng)域探索者的有效途徑。通過這一過程，學(xué)生將學(xué)會(huì)運(yùn)用邏輯的力量去剖析數(shù)學(xué)難題，形成獨(dú)立思考、深入探究的良好習(xí)慣。

（二）巧用約簡思想，優(yōu)化解題路徑

約簡思想鼓勵(lì)學(xué)生以敏銳的洞察力審視數(shù)學(xué)問題，通過識別并剔除冗余信息，簡化解題過程，提高解題效率。在小學(xué)階段，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用約簡思想的能力，不僅能夠幫助學(xué)生迅速找到解題的突破口，還能激發(fā)他們對數(shù)學(xué)簡潔美的追求，提升學(xué)生數(shù)學(xué)思維的敏捷性和靈活性。

以“兩位數(shù)乘一位數(shù)”的教學(xué)為例，估算是其中的重要內(nèi)容。課堂上，一位教師設(shè)計(jì)了一個(gè)貼近學(xué)生生活的“觀影購票”場景：小亮和他的家人計(jì)劃周末去看電影，他們一行6人，一張電影票的價(jià)格是39元，小亮的爸爸準(zhǔn)備了300元現(xiàn)金，大家來幫忙算算這筆錢夠不夠用？這個(gè)問題一經(jīng)拋出，立刻引起了學(xué)生的興趣和思考。教師首先引導(dǎo)學(xué)生聚焦問題的核心，即觀影的人數(shù)、電影票的單價(jià)以及預(yù)備好的錢。這一提煉信息的過程，是約簡思想的生動(dòng)體現(xiàn)，能讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何在日常生活中運(yùn)用數(shù)學(xué)思維，快速抓住問題的關(guān)鍵。接著，教師巧妙地引導(dǎo)學(xué)生將問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式“39×6”，這一步雖然簡單，卻為學(xué)生搭建起了從實(shí)際問題到數(shù)學(xué)模型的橋梁。教師適時(shí)引入估算的方法，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試將39這個(gè)非整十?dāng)?shù)看作最接近的整十?dāng)?shù)40來進(jìn)行估算。學(xué)生立即動(dòng)手計(jì)算，40×6=240（元），由此得出結(jié)論：小亮爸爸帶的300元完全足夠支付全家人的觀影費(fèi)用。

約簡思想在教學(xué)中的實(shí)踐，是對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的一次深刻錘煉。通過這一過程，學(xué)生將學(xué)會(huì)在紛繁復(fù)雜的數(shù)學(xué)現(xiàn)象中挖掘問題的本質(zhì)，進(jìn)而以更加簡潔明了的方式解決問題。這不僅加快了學(xué)生的解題速度，更為他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)鋪設(shè)了一條通往成功的高效之路。

（三）增強(qiáng)遞歸思維，深化循環(huán)理解

遞歸思維連接著簡單與復(fù)雜、有限與無限。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入遞歸思維，旨在引導(dǎo)學(xué)生深入理解循環(huán)與迭代的概念，學(xué)會(huì)運(yùn)用遞歸思維去審視和解決數(shù)學(xué)問題。這不僅能夠深化學(xué)生對數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的理解，還能培養(yǎng)他們的問題分解能力和算法設(shè)計(jì)能力［4］。

以“小數(shù)的加法”的教學(xué)為例，筆者用多媒體呈現(xiàn)了以下情境：小明正站在收銀臺(tái)前，準(zhǔn)備為家庭選購的物品付款。他手中拿著的購物清單上記錄著物品的價(jià)格：一個(gè)本子5.6元、一支牙膏6.1元、一瓶飲料2.9元以及一瓶洗潔精6.4元。請同學(xué)們和小明一起算出需要支付的總金額。筆者沒有立即讓學(xué)生動(dòng)手計(jì)算，而是引導(dǎo)他們先仔細(xì)觀察與分類。學(xué)生注意到，通過將這些小數(shù)巧妙分組，可以簡化計(jì)算過程，即分別將6.1與2.9相加，5.6與6.4相加能得到整數(shù)結(jié)果。這樣的分組，無疑是遞歸思維在實(shí)踐中的初步顯現(xiàn)—將大問題（四個(gè)小數(shù)的和）拆解為兩個(gè)小問題（兩個(gè)小數(shù)對的和），從而降低了計(jì)算的難度。有了明確的分組，學(xué)生開始著手計(jì)算，先算出6.1+2.9=9（元），隨后又迅速解決5.6+6.4=12（元）。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅進(jìn)一步掌握了小數(shù)加法的計(jì)算方法，更體驗(yàn)到了遞歸思維帶來的便捷與高效。

增強(qiáng)遞歸意識是學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力培養(yǎng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過這一過程，學(xué)生將學(xué)會(huì)以遞歸的視角去審視和解決數(shù)學(xué)問題，掌握靈活和多樣的解題策略。這將有助于他們在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和研究中更加從容地應(yīng)對復(fù)雜多變的挑戰(zhàn)，展現(xiàn)更加卓越的數(shù)學(xué)才華。

（四）融入冗余理念，提升容錯(cuò)能力

冗余理念強(qiáng)調(diào)在解題過程中預(yù)留一定的冗余空間或準(zhǔn)備備份方案，以提高解題的穩(wěn)定性和可靠性。在教學(xué)中融入冗余理念，旨在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注解題過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素，學(xué)會(huì)通過增加冗余信息或步驟來降低錯(cuò)誤發(fā)生的概率［5］。這一策略不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的風(fēng)險(xiǎn)意識和應(yīng)對能力，還能提升他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量和自信心。

以“小數(shù)乘分?jǐn)?shù)”的教學(xué)為例，教師先要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到，同一問題往往有多種解決方案。如對于0.25×，可以向?qū)W生展示兩條不同的解題路徑：一是將分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為小數(shù)，二是將小數(shù)轉(zhuǎn)化為分?jǐn)?shù)。這兩條路徑各有其適用情境與優(yōu)勢。隨后，安排學(xué)生實(shí)操，要求他們分別采用上述兩種方法計(jì)算。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅要準(zhǔn)確計(jì)算，還需記錄各自的計(jì)算步驟與結(jié)果。通過自己動(dòng)手，學(xué)生能深刻體會(huì)到不同方法帶來的計(jì)算體驗(yàn)差異。這種冗余算法的實(shí)踐，讓學(xué)生意識到在面對數(shù)學(xué)問題時(shí)擁有多種解決方案的重要性。

在學(xué)生完成計(jì)算后，教師要組織他們進(jìn)行小組討論或全班分享，對比兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)生在交流中逐漸明白，沒有絕對最優(yōu)的解法，只有最適合當(dāng)前情境的選擇。比如：當(dāng)小數(shù)容易轉(zhuǎn)化為分?jǐn)?shù)時(shí)，用分?jǐn)?shù)乘法更為便捷；當(dāng)小數(shù)不容易轉(zhuǎn)化為分?jǐn)?shù)時(shí)，往往要把分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為小數(shù)計(jì)算；而當(dāng)分?jǐn)?shù)無法轉(zhuǎn)化為有限小數(shù)時(shí)，就只能選擇分?jǐn)?shù)乘法了。這一過程實(shí)際上是在培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和決策能力，使他們學(xué)會(huì)在多種可能性中做出最優(yōu)選擇。在此基礎(chǔ)上，教師要引導(dǎo)學(xué)生回顧整個(gè)學(xué)習(xí)過程，強(qiáng)調(diào)在面對問題時(shí)，不僅要找到一種解決方案，更要思考是否還有其他備選方案，以及如何根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整。冗余理念的融入，不僅提升了學(xué)生的解題能力和容錯(cuò)能力，更重要的是為學(xué)生開啟了一扇通往更高層次數(shù)學(xué)思維的大門。他們將帶著這份深刻的理解，更加自信地面對各種挑戰(zhàn)與不確定性，享受探索的樂趣。

結(jié)語

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是具有深遠(yuǎn)意義的實(shí)踐，教師需要借助多種教學(xué)策略，有效地引導(dǎo)學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和問題解決能力，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和探究精神的發(fā)展。隨著教育技術(shù)的不斷進(jìn)步和教學(xué)理念的不斷更新，計(jì)算思維在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用將更加廣泛和深入，教師要與時(shí)俱進(jìn)，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

［參考文獻(xiàn)］

［1］孫立會(huì)，王曉倩.計(jì)算思維培養(yǎng)階段劃分與教授策略探討：基于皮亞杰認(rèn)知發(fā)展階段論［J］.中國電化教育，2020（3）：32-41.

［2］徐吉.指向計(jì)算思維培養(yǎng)的編程教學(xué)策略建構(gòu)與實(shí)踐：以初中編程教學(xué)為例［J］.中小學(xué)信息技術(shù)教育，2020（11）：59-61.

［3］崔景雪.淺談小學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)［J］.百科論壇電子雜志，2020（2）：410.

［4］莫青云.基于游戲化編程培養(yǎng)小學(xué)計(jì)算思維的教學(xué)研究述評［J］.電腦編程技巧與維護(hù)，2020（4）：31-32.

［5］紀(jì)曙娟.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)研

究：以小學(xué)數(shù)學(xué)課程“認(rèn)識東南西北”為例［J］.當(dāng)代家庭教育，2020（23）：149.