浅析少儿编程对提升小学生计算思维的帮助 作者：刘丽君 来源：《理科爱好者(教育教学版)》2021年第05期 【摘 要】随着当今信息技术的飞速发展，一些计算机编程启蒙游戏、基于可视化图形的计算机语言编程课程也逐渐渗透到基础教育中。少儿编程的形式与内容逐渐在全球范围内引起广泛关注。从小学数学课程的角度出发，探析少儿编程对小学生数学学习的意义将对教学模式的创新带来新的启发。 【关键词】少儿编程;小学数学;STEM;计算思维 【中图分类号】G623.5 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2021）28-0205-02 21世纪是互联网信息技术的时代，当今时代全球倡导“科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）”的STEM教育目标，致力于培养工程技术等科学领域的优秀人才。基于STEM理念的教学内容也越来越多地渗入到基础教育当中：人教版教学大纲要求学生在小学三年级开始学习“信息技术”课程，开启计算机的启蒙教育。随着家庭电脑和智能手机的普及，学龄前的幼儿都可以操作一些简单的电子工具。 “编程”“代码”等术语往往令人感到复杂难懂，但随着图形化编程软件（如Scratch、儿童Python、Mekorama等）的推出，降低了学习编程知识的难度。目前学界已经创造了一些简单的图形化积件来代表计算机语言中的模块和指令，利用视觉上的趣味元素调动少儿的学习兴趣，帮助中小学生学习编程思维和逻辑[1]。这个过程就像是“在屏幕里搭积木”，学习少儿编程课程的学生首先需要明确“搭建”的项目目标，然后学习每一个编程语言图形块的意义，就像了解每一个形状的积木块所能够实现的组装功能，然后按照正确的顺序将各个指令串联起来完成对程序项目的编写。 计算机科学的迅猛发展离不开数学工具在该领域内的应用。随着超级计算机的不断更新，计算机也为解决现代数学难题贡献了力量。因此，在高速发展的今天，计算机与数学之间的重要关系是不言而喻的。“少儿编程”以课外兴趣班、家教App等形式逐渐渗透进小学教育中，这也引起了教师及家长对少儿编程教学对提升小学生数学计算思维、逻辑思维的积极意义的探索。 1 少儿编程助力循环算法思维——以“公因数和质数” 教学为例 质数、因数与倍数、约分与通分等，都属于人教版小学数学五年级教学内容，要求学生理解这类“数字”的定义，并且在理解定义的基础上掌握如“利用约分算法求公因数”等这类简单的数字问题。在教学过程中，这样一个定义是一个集合，只有充分理解术语定义背后的意义，才能通过简单的乘除运算的循环来完成其他的数字推导。刘振海等以pascal少儿编程语言，介绍了一项利用循环语句来完成最大公因数的项目编写方法[2]。而利用数学方法计算这一问题时，其实质也是利用短除号的运算方法不断用质数整除，循环除到商为质数为止，随后通过公约数的组合来计算最大公约数、最小公倍数等。而这就是典型的计算机语言的逻辑原则，利用if假设选择小于被除数的各个质数，循环除法得到最后的整数结果，即可实现计算机对这一过程的计算。据此，在小学生已经具备相应的数学模型思维基础上，根据学生的理解程度、对计算机的兴趣等，完全可以将少儿编程的一些课程与数学课堂所学习的知识相结合，利用计算机来帮助学生巩固学习、强化思维、拓展技能，培养其基于计算机语言的数学计算思维。 2 少儿编程助解方程运算模型——以“鸡兔同笼”问题 为例 以人教版教材为例，小学五年级已经开始进入到简易方程的学习当中，用方程解应用题是小学生第一次正式接触数学中的抽象问题。帮助学生建立方程思维、正确理解用字母代替数字来建立起求解应用题的数学模型是教学的一个难点。张明以少儿编程语言Scratch为平台，介绍了一套完整的编程教案，该教案运用界面美观、趣味性强的Scratch软件逐步编写一个用于计算“鸡兔同笼”经典问题的编程项目[3]。在这一教案中，作者从数学问题出发，帮助学生理解在这一数学问题中的突出元素——兔子和鸡的头和脚（代码语言），并且梳理了各元素在等式中的运算关系（逻辑关系），随后将编程软件界面中的图形作为代码语言，形象生动地编写了计算鸡兔同笼问题的小程序，通过输入一笼动物中动物头数的总和与脚数的总和即可计算出鸡兔各几只。少儿编程软件能够帮助学生理解方程运算：借助丰富的图形符号，利用计算机本身带有的趣味性，将抽象的“设……为x”的简单方程及其求解变为生动有趣的编程过程。在这背后，学生需要思考的是计算机语言背后的逻辑关系与运算法则，这对引导学生提升计算思维是一种新颖且有效的途径。 3 少兒编程推动基本数学运算——以“龟兔赛跑”问题 为例 小学数学虽然需要学生进行观察，但是更多的还是需要学生依靠思维想象能力，对抽象的概念进行概括。在研究运用Scratch可视化小学数学探究问题时，笔者以龟兔赛跑为问题背景。在乌龟和兔子进行比赛的动态过程中，乌龟和兔子的速度与路程一直在屏幕上以数值的形式显现。学生在运用Scratch处理龟兔赛跑问题时，由数字和文字组成信息。画图是最基础的呈现可视化的方案，也是目前传统教学中较为常见的把数学问题可视化的有效途径。首先画出乌龟兔子都在同一个起点;第二个画面表现出兔子睡着了，乌龟继续走的画面;第三个画面表现乌龟到达了终点，可兔子还在路上跑步的场景，这就能将行程问题中的数字转变成能够看见的线路图。研究此问题的追及情况，采用的是Scratch编程的方式，学生把数学问题之间的关系运用设计程序的方式表达了出来。具体来说，数学问题的可视化是离不开先进的信息技术的，而数学问题可视化的呈现方式和契机更多依赖于教师教学水平，往往取决于教师对数学课本知识的理解。本次教学研究借助信息技术工具Scratch，通过构建问题模型，可视化地呈现了问题以及数量之间的关系。 目前，除了有科学或工程背景的家长在认识少儿编程这一新兴事物时有理智客观的思考外，大众多是通过辅导机构的宣传、随处可见的App推广等了解到少儿编程。针对少儿编程教育现状，首先应思考它存在的教育意义。如本文所提的各种少儿编程平台在提升小学生数学计算思维方面的帮助，通过将编程思维与数学思维相结合，从学生兴趣出发，提高学生对课程内容的理解。这还需要因材施教，对不同的学生采用正确的兴趣引导和合适的编程软件。 最后，希望小学阶段的学生能够在信息资源极为丰富的今天尽早地发现自己的兴趣爱好，自主自发地规划自己的学习方向。在这一前提下，教师应该大胆鼓励具有发展潜力的小学生接触少儿编程，充分发挥少儿编程对促进学生发展计算思维、逻辑思维的作用。 【参考文献】 [1]颦楚.2020少儿编程50强[J].互联网周刊，2020（22）. [2]刘振海，王剑，张园园.让数学和编程在小学“牵手”——最大公因数的高效算法[J].新课程（上），2016（9）. [3]张明.“同笼问题”可通过少儿编程轻松解开[J].计算机与网络，2018（4）. 【作者简介】 刘丽君（1972～），女，汉族，甘肃平凉人，大专，小学一级教师。研究方向：小学数学的教育教学。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/0d7088fc53e2524de518964bcf84b9d528ea2cc5.html