图形化编程教学培养学生数学思维能力

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课堂教学的行为主体是学生，学生的学习能力和课堂表现时刻影响着教学的实际效果，也是体现老师教学能力的关键因素。在近些年的小学教学主题活动中，老师的课程目标已经扩大为增进学生的全方位发展，且将重心放到发展学生的逻辑思维能力上。小学信息技术学科，要提升小学生逻辑思维能力，进而提高学生的数学思维。此外，“双减”政策的提出，要求老师提升教学质量，最大限度地提高学生的学习效率。而数学思维的进步可以有效地提高学生思维的敏捷性和创造力，帮助学生高效率地进行学习，已成为“双减”政策落地的坚实基础。

一、通过图形化编程教学培养学生数学思维能力的意义

图形化编程，是指在创造性思维活动中，学习电脑编程设计，灵活运用电脑搭建虚幻世界，在充足的启迪和正确引导下，来逐步解决困难，是一种积极探究的学习方式。图形化编程作为一项新的信息科技专用工具，形式多样，素材内容丰富，具有动漫、手机游戏、模拟仿真和建立模型等功能，还具备动态、易用性、游戏体验等特性，可以将数学题目从纸张上的考题转换成生活中的案例。根据可见的程序流程演示展现数学课不可能看到的基础理论，将数学课从抽象性的公式计算转换成具象的常用工具，进而使学生更好地了解数学思维方法，了解其中的奧秘。将图形化编程运用于小学数学教学中，让学生在“玩中学”，不但可以帮助学生熟练掌握数学思维方法、了解数学概念，还能够激发学生的学习积极性，使一部分抽象的数学题目形象化，正确引导学生在思索中发现问题、提出问题、解决问题，培养学生的创新思维和实际创造能力，助力学生构建数学分析模型，学习科学研究的有效方法。因此，图形化编程的数学思维在信息技术教学中的高效运用非常值得研究。

二、通过图形化编程教学培养学生数学思维能力

（一）鼓励动手，提高学生创造能力

信息科技针对于小学生而言并不陌生，因为他们对这方面十分感兴趣。信息技术可以利用小学生的好奇心，使学生的创造力和想象力得到充分发挥。与此同时，让小学生亲自动手，应用信息技术知识，非常好地训练了学生的主动学习能力，让学生根据互联网获取的资源，最大化地获得专业知识，开阔眼界。所以说，信息技术在小学生中有着很大的影响力，运用信息技术培养学生的数学思维能力，具有很重要的实际意义。随着社会的不断进步与发展，信息技术对于小学生的实际意义会越来越大。

例如，老师在讲解《猜数游戏》一课时，导入这节课的重点知识：大家先来玩一下这个游戏，看看自己几次可以从1～50中猜到恰当的数据。这个游戏叫猜数字游戏，游戏内容是：在巫师婆婆的帮助下，猜到城堡里藏着的数字。这一神秘的数字每一次都不一样，每玩一次游戏，这个数字就要变一次，要不然这个游戏就没意思了。那么，怎么让这一神秘的数字一直神秘下去？这时加上舞台背景设计，在页面右下方选择一个“背景”按键，从背景素材库中寻找“Csatle2”，插入演出舞台区，更换人物角色。老师说：角色1“小猫”标志右上方点一下关掉“x”，删掉人物角色。在页面右下方选择一个“色”按键，在色素材库里寻找“veal”，插入演出舞台区。然后应用代码控制模块。当绿旗被点一下外观说：“我想起一个数据，在1～50之间，你猜猜这个神秘的数字是多少？”选择“变量”，创建一个变量为回答。将“回答”设为“在1～50中间取随机数字”，与此同时，掩藏自变量：回答。随后开展主题活动：老师和学生一起合作学习，收看显示屏，赏析程序的实际效果。老师解读程序构思，制作思维导图，尝试模仿编写猜数字游戏程序。根据流程图帮助学生剖析程序结构及逻辑，输入一个数字，判断是不是猜中，若没有猜对，再次循环输入一个数字。程序的条件为假如一直循环，直到条件为真时，才停止循环，执行之后的脚本。选2～4个写得比较好的程序在班里展现，并对展现的程序做出评价，从情景设定、人物角色挑选、语言表达、程序流程创意等多个层面开展评价。

在学习本课内容之前，学生已学习了软件的基本功能和页面、新增加人物角色、角色造型设计、命令的含义。这节课根据程序流程案例《猜数游戏》，让学生在实际操作中把握程序流程中变量的应用。“变量”对学生而言是一个非常生疏的定义，只讲枯燥乏味的定义，相对来说难以理解。这节课主要是让学生模仿写《猜数游戏》，让学生在实践过程中加强对“变量”的了解和理解。与此同时，游戏可以缓解学生的学习压力。再结合思维导图增强学生的逻辑思维能力，提高学生的数学思维能力。

（二）引导思考，提升学生数学思维能力

在图形化编程过程中，抽象思维能力也是必不可少的素质之一。信息技术课程的抽象化可以称为目标抽象化，与数学课抽象化，不仅有共同之处，又稍有不同，可是对抽象问题的研究实质是一致的。小学生最开始学习“数的认识”，是利用不一样数目的水果，抽象出相同的数量属性“几个”，然后抽象为比较数目大小，再用大于号、小于号、等号等表示比较结果。这一过程有利于学生数学思维的形成。

例如，老师在解读闽教版小学信息技术《猜数游戏》一节课时，课堂教学的关键点是：建立变量，引用变量；会根据命令开展人机交互技术。在上课的时候，老师可以依靠随机选人软件，随机抽2位学生到演讲台前玩猜数游戏。2个人，1人猜数，1人记录活动的重要环节。活动流程是：计算机出的是50之内的自然数，在猜数者进行一次猜数后，会有“大”“小”“对了”的提示，记录者要记录猜数者每一次猜的数及计算机的意见反馈。当猜数者猜对游戏后，游戏结束。这时老师说：刚刚，2位学生向我们呈现了猜数游戏的整个过程，这也是凭借Scratch软件写的人与电脑互动交流进行的猜数游戏。今天，我们一起来学习第4课趣味编程《猜数游戏》。随后教学课件呈现教材第32页的图4-2《猜数游戏流程图》。老师根据流程图，正确引导学生分组讨论：（1）为什么要先分辨是否对了？（2）计算机是如何把我们从键盘输入电脑的数保存并比较大小的？学生讨论完后，请一位学生讲解，老师点评。然后老师讲解：（1）大家进行猜数判断时，正常的逻辑应该是先分辨是不是相同、相等几个游戏，不相同的，得到提醒后再次猜测；（2）计算机通常把会改变的数储存在变量中，再根据关系运算两数值进行大小判断。老师引导学生看教材中图4-2《猜数游戏流程图》，学习猜数游戏的整体思路，确定变量的创建及引用是这节课的主要内容。引导学生自行研究，然后阅读教材第33～34页的内容，试着创建变量“shuzi”，研究变量的名称是不是要区分大小写字母。老师重点强调：Scratch变量定义要区别大小写字母；变量定义取名尽可能“见名知意”。小学生数感具体表现在数数能力、认数的速度反应、排数量大小比较、数的估计等。在信息技术程序编写环节中，学生计算机思维的抽象化来自数学课的抽象方法，但比数学的抽象更为广泛。因此，图形化编程可以有效地培养学生的抽象能力，发展学生的数感和数学思维。

（三）创设情境，激发学生学习兴趣

对需要处理的问题进行形式化表现，是在学生对问题实质有一定了解和掌握的基础上实现的。图形化编程的最大优点，是每一步都是可以看见的。图形化编程以激起学生兴趣爱好为出发点，将数学课抽象的定义变为图案或是动画，深深地印到学生的脑子里，进而帮助学生增进对数学概念的了解。

例如，老师在讲解《猜数游戏》时，导入这节课具体内容。六一儿童节即将到了，有一个商场举行庆六一主题活动：竞猜嗨翻天。大家做一个互动游戏，来体会一下猜数游戏的标准：猜一猜老师手上卡片写的是什么数字。猜大了，老师要说“大了”；猜小了，老师要说“小了”；猜对了，老师要说“对了”。Scratch里是可以做这个游戏的，今天咱们就来做一下猜数游戏，然后再写程序实现。老师组织学生玩游戏，游戏结束后，步入正题。在自学本课内容时，学生要掌握询问和回答控制模块的操作方法。依据游戏规则，参加者必须输入一个数字，scratch中给予一种人机对换方式，叫询问并等候。当小绿旗被点一下时，人物角色询问问题，并有一个提示框，大家可以输入回答的数字。随后学习探测、条件判断命令的操作方法，引导学生思索游戏里使用比较和判断的指令，学生看PPT上的探测和条件判断命令，老师引导学生探讨命令的使用方法。学生看老师的实际操作，每操作一步点小绿旗检验一下。若发现程序流程还缺少循环结构，必须及时补全程序流程。然后学生自己上机操作，学习变量、随机数字的操作方法。在互帮互助下，每一位学生都学会了猜数游戏的程序。老师发现学生在操作中设置的游戏数字并不完全一样，从而引导学生思考怎样丰富游戏结果的设置，让计算机只选一个数据，以提升游戏的挑战性。老师领着学生了解变量的样式，提示学生要和随机数字配搭应用。学生寻找命令后，自己试着编写程序，写完后，老师选择有典型问题的程序，全班一起寻找问题原因，发现问题的关键。随后，学生再对比自己的程序，逐步完善，让程序更合乎实际生活。老师引导学生思考：这个游戏在现实生活中还有哪些不科学的地方？大家还要如何改善？通过引导，学生可以提出，游戏在猜对以后要终止并告之结果等。要给学生充足时间修改自己的程序。根据对问题的形式化表征，可以尽快帮助学生解决困难，提升学生处理问题的效率。与此同时，还能推动学生核心素养的发展，帮助学生将专业知识内化为素养。学生在形式化表征的过程中，完成了从发现问题到分析问题、解决问题的整个过程，提高了数学思维。这也是图形化编程对发展学生核心素养的科学合理阐释。

三、结语

教无定法，重在得法。图形化编程作为一项新的信息科技工具，将其融入学生数学思维的培养，比较新奇，对老师的科学素养也有较高要求。老师要发挥图形化编程在课堂教学中的优势，使其变成学生处理问题的强有力工具，合理地改变课堂教与学的方法，使学生全身心投入教学活动。总体来说，用图形化编程的方法培养学生的数学思维，可以有效地激发学生学习数学的兴趣。

参考文献

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作者：叶海莲 单位：漳州市长泰区岩溪中心小学