在不斷反思中開展小學生計算思維的訓練 論文

在不斷反思中開展小學生計算思維的訓練摘要：小學信息技術教材里scratch和logo兩大模塊的教學中，針對學生在四年級和六年級的思維發(fā)展現(xiàn)有水平和發(fā)生的變化，教師要能結(jié)合教材以及社團校本教材進行有效的思維訓練。關鍵詞：小學生計算思維自然語言程序語言深度思考引言：近幾年的教學中，我一直在思考探索用怎樣的方式讓編程課堂輕松有趣的同時，能夠為培養(yǎng)小學生計算思維尋找落腳點。以下是我就自己在實際教學中遇到問題后反思，多次嘗試后的教學實例，以及心得。旨在針對小學生年齡小，從四年級到六年級思維方式慢慢變化的特點，循序漸進的展開編程教學。案例一：對于“過程”抽象概念的理解小學信息技術第7冊第10課《調(diào)用過程拼圖案》，本課旨在讓生掌握“過程”的含義和定義“過程”的方法，學生通過分析圖案，學會規(guī)劃程序設計，滲透程序設計結(jié)構(gòu)化思想，化繁為簡。由于課本內(nèi)容是處在Logo語言環(huán)境中，但由于scratch語言積木拖拽的方式要更加直觀化，我有一個大膽的想法，先在scratch中讓學生對“過程體“進行嘗試體驗感知，逐步理解的情況下，再回到課本的探索。1）化繁為簡，逐層首先展示一個有規(guī)律的圖案，調(diào)動學生的學習興趣，安排小組討論活動。針對這個復雜圖形，如何用計算機程序繪制案例中的圖形的思路。小組討論后師生共同總結(jié)歸納，學生得出將復雜的圖形逐層分解，轉(zhuǎn)化為小問題。2）由小到大，用自己的語言描述算法解讓學生用自己的語言對算法進行描述，方式可以有很多，重在理解。順應認知規(guī)律，接下來就由小到大解決問題了。同桌討論方案，編寫程序。一位同學標注軌跡，包括每一步的起點，位置和方向，另一位同學找出能完成對應動作的指令，將算法和指令一一對應起來，另一方面也是合作學習的培養(yǎng)。3)“過程”是怎么被調(diào)出示一個課前無使用“過程”的程序，組織學生認真觀察程序指令，學生發(fā)現(xiàn)一些相對固定，多次使用的程序段，鼓勵學生創(chuàng)建一個名為“正方形”的過程，修改程序，調(diào)用“過程”實現(xiàn)繪制。再要求創(chuàng)建成功的同學講解演示用自制積木創(chuàng)建過程的方法。板書演示共同總結(jié)程序到底是怎么調(diào)用“過程”的。經(jīng)過前后對比，學生已經(jīng)初步感受用“過程”編寫程序可以精簡程序，便于理解的作用。過程的理解和使用是要在解決問題中反復應用，循序漸進中去感知。接著引導學生運用前面的思維方式，挑戰(zhàn)新任務。此時有的學生已經(jīng)可以把前前一個問題定義成一個新的過程。反思：在這個嘗試中，通過運用“過程”修改完善程序繪制出復雜圖形，理解“過程”的作用，并能將方法遷移到與之相關的問題解決中。生通過小組討論，交流分享復雜圖形的繪制思路，體驗將大問題分解為小問題的的方法，初步學會用合理的算法形成解決問題的方案。分享他們的想法，創(chuàng)建了哪個過程，解決哪個問題，過程的運用對自己的程序有什么作用。最后安排了一個變式圖形，要求學生會用之前的分解方法學會分解，同學會發(fā)現(xiàn)只要把繪制正方形的參數(shù)修改為繪制三角形的。學生非常充分的體會到使用過程對于程序修改和調(diào)試的便捷性。案例二：問題分析，逐層解決第一步：利用桌游游戲方式，在初步應用中，將循環(huán)形象化，利用循環(huán)結(jié)構(gòu)畫一個正方形。第二步：學生對問題進行問題分解，分解為重復畫正方形。第三步：建立觀察，分析，進一步理解循環(huán)，循環(huán)體里包含循環(huán)結(jié)構(gòu)的，引出循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套。第四步：深入運用，將嵌套直觀化。在Scratch中利用循環(huán)嵌套實現(xiàn)效果，學生體驗到將復雜問題轉(zhuǎn)換為簡單問題的思維過程。學生在觀察重復次數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度的關系，進行算法設計，學生分析循環(huán)體和循環(huán)次數(shù)的關系。自主創(chuàng)作，將思維系統(tǒng)化。教師展示部分復雜圖形，激發(fā)學生繼續(xù)挑戰(zhàn)的熱情。由學會畫多個正方形到畫任意個多邊形的的編程，實現(xiàn)由解決一個問題到解決一類問題的思維蛻變，思維從“碎片化”到“系統(tǒng)化”。第五步：師生一起小結(jié)提升將思考深度化，一步一步把算法變成思維。反思：小學生難以理解循環(huán)結(jié)構(gòu)嵌套的執(zhí)行。我采用確定問題，分解問題，借助可視化工具，算法設計這幾個環(huán)節(jié)。充分尊重學生思維發(fā)展特點，注重培養(yǎng)學生的的計算思維，讓學生思維從“形象化”走向“抽象化”，從“碎片化”變得更加“系統(tǒng)化”，參照成熟計算思維思考問題的方式，利用桌游，表格，板書，導學單等，層層引導學生深度思考，將學生計算思維的培養(yǎng)落實到實處，注重自然語言和符號語言到程序語言的過渡，學生在思維訓練后實現(xiàn)由解決一個問題，到解決一類問題，進行創(chuàng)意創(chuàng)作的思維蛻變。案例三：模擬游戲，由“變量”到“自定義變量”。在社團的校本教材中，有涉及到“變量”的概念，難理解。小學生都有登陸郵箱和手機的經(jīng)驗，為手機軟件設置密碼等操作，但他們很少有人意識到背后的原理，能夠描述自己問題解決的思路，但方案的表述不太規(guī)范，缺少主動分析問題的意識。游戲步驟一：模擬電腦認證登錄，師生分析問題，尋找設計方案，學生先用自然語言描述該過程，師生一起將其轉(zhuǎn)化為流程圖，理解“變量”的特點。在游戲中教師指定密碼，學生扮演“詢問”和“回答”，其他同學通過手勢給出認證判斷。但是游戲進行過程中，有的學生提出問題，用戶可以無限次的密碼登錄，這種認證不安全，如何改進，結(jié)合自己登錄手機的經(jīng)驗，可以把“無限次”變?yōu)椤跋拗拼螖?shù)”增強認證過程中的安全性，并提示剩余次數(shù)，然后游戲模擬手機登錄過程，結(jié)合游戲體驗，展開活動二。梳理該問題解決的具體步驟，在上一流程圖的基礎上完善，接下來結(jié)合流程圖的分析順勢引入自定義變量的方法及操作學習。反思：在問題解決的全過程中，初步感知變量的特點，變量的特點：值是可以改變的。學生根據(jù)流程圖，打開半成品流程圖，借助學習單，輔助學習。學生經(jīng)歷了分析問題——設計方案——編程調(diào)試，完整的用計算機解決問題的過程，在整個活動過程中，學生初步認識“詢問”和“回答”這種簡單的默認的變量賦值關系，感受“回答”這一特殊變量的作用，為自定義變量做鋪墊。通過模擬游戲，一方面讓學生對變量有感性的認識，游戲中”盒子”對應的是自定義變量；另一方面游戲過程也是顯性顯現(xiàn)問題解決的過程，便于學生形象化理解?；顒佣囊胧窃趯顒右淮嬖诘膯栴}的分析上產(chǎn)生的，整個問題的解決是對活動一簡單登錄的完善，潛移默化中培養(yǎng)了學生迭代優(yōu)化的意識和能力。結(jié)合生活實際，你覺得還可以增加哪些功能，提高認證的安全性，修改完善程序。掌握圖形化編程中，“詢問”與“回答”指令和他的作用，感受程序中數(shù)據(jù)輸入的過程。能根據(jù)問題需求，定義所需變量，理解變量的作用。了解密碼認證的程序?qū)嵭羞^程，增強自身安全意識，認識密碼安全的重要性?？傊谛畔⒓夹g課堂中，大多數(shù)同學對圖形化編程都是有興趣的，但是少部分同學對解決復雜問題有畏難情緒，我們需要引導學生面對復雜的問題，需要在實踐應用中體驗感知，逐步理解。我嘗試采用的引導學生將大問題