【摘 要】
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科技的发展改变了我们的生活和思维方式,理科、工科、医科、商科愈加依赖数学和计算机模拟。高精尖技术是一个国家核心竞争力的重要指标,它的成长离不开一个新兴理念——计算思维。小学生肩负着推动建设科技强国战略的重任,是实现科技梦的中坚力量,因此,小学的计算思维教育意义深远。计算思维虽源于计算机科学,但不拘泥于此,它与数学学科的碰撞体现了STEM教育的学科融合思想,揭示了其与数学思维的不同之处。具备计算思维
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科技的发展改变了我们的生活和思维方式,理科、工科、医科、商科愈加依赖数学和计算机模拟。高精尖技术是一个国家核心竞争力的重要指标,它的成长离不开一个新兴理念——计算思维。小学生肩负着推动建设科技强国战略的重任,是实现科技梦的中坚力量,因此,小学的计算思维教育意义深远。计算思维虽源于计算机科学,但不拘泥于此,它与数学学科的碰撞体现了STEM教育的学科融合思想,揭示了其与数学思维的不同之处。具备计算思维的学生能够识别数据的规律,用模型或模拟等抽象形式表示问题,并借助计算机的计算性能将求解过程自动化。计算思维的隐形特征增加了培养的难度,充满童趣的Scratch摆脱了繁琐的语法,降低了门槛,去掉了旁枝末节,直指其实质。因此,本研究选用Scratch这一教学平台,设计基于计算思维的数学课程,旨在培养小学生的计算思维能力,并改善他们对数学的认知。本研究有两个主要问题:(1)经过Scratch编程数学课程的学习,21名四至六年级学生的计算思维能力是否有变化?(2)经过Scratch编程数学课程的学习,21名四至六年级学生对数学学习的认识是否有变化?为此,文章系统梳理了计算思维的定义和研究现状,界定了计算思维的核心要素:数据思维、分解思维、抽象思维、算法思维以及系统思维;依照计算思维的特质,选用PBL教学模式和Celia Hoyles团队的“5个E”教学方法,联合学习者的实际情况,设计了基于计算思维的Scratch编程数学课程;以“聚会的地址”和“博弈问题”为例,诠释教学实践的具体流程。最后,通过计算思维测验卷和数学学习观问卷的前后两组数据的比较,验证了教学设计的可行性和有效性。结果表明,本课程切实提升了学生的计算思维能力,分解思维、算法思维和系统思维的提升尤为明显。此外,学生的数学学习观也受到了潜移默化的影响,他们对数学学科和数学学习的认知获得了显著改善。
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