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基于核心素养的小学数学与图形化编程的跨学科融合教学
摘要:基于核心素养的小学数学与图形化编程的跨学科融合具有重要的意义。教师将图形化编程与数学结合起来,可以帮助学生更加直观地理解和应用数学知识。学生可以通过编程创建图形、模拟实验等方式,将抽象的数学概念转化为可视化的形式,使数学学习更加有趣和实用。
关键词:核心素养;小学;数学;图形化编程;跨学科
前言:图形化编程需要学生积极开展逻辑思考,并参与到问题解决和算法设计等活动之中,在这一过程中,学生需要分析和解决实际问题,逐渐提升自身的逻辑思维、抽象思维和创造性思维,为今后学习数学提供有利的条件。
一、小学数学与图形化编程融合教学的优势
(一)动态呈现知识
小学数学与图形化编程融合教学的优势之一是通过动态呈现知识来增强学生的学习效果。图形化编程工具可以帮助学生将抽象的数学概念转化为图形和动画的形式,使学习更加直观和有趣。学生可以通过观察、操作和探索动态图形,更好地理解和掌握数学概念,如几何形状、运算规则等。通过图形化编程,教师可以创造各种情境和场景,将数学概念应用于实际问题中。这样可以帮助学生将数学知识与实际生活联系起来,理解数学在现实世界中的应用,激发学习兴趣。图形化编程工具通常提供实时的反馈功能,当学生修改代码或调整参数时,图形和结果会立即更新显示。这种实时反馈可以帮助学生更好地理解数学概念的变化和影响,促进他们对知识的深入理解和掌握。图形化编程工具通常具有灵活的设计和个性化设置功能,学生可以根据自己的学习进程和兴趣调整学习内容和难度。这种个性化学习的方式可以满足学生的不同需求和学习节奏,提高学习的效果和适应性[1]。
(二)强化知识巩固
在小学数学教师使用图形化编程融合教学时,强化知识巩固非常重要。教师要确保学生对核心数学概念的理解和掌握。在引入图形化编程之前,先进行传统的数学教学,让学生通过解题和实践来掌握基本概念。然后,图形化编程可以作为一个辅助工具,帮助学生更深入地理解这些概念。设计有针对性的练习和复习活动,让学生通过图形化编程练习相关的数学概念和技能。这些练习可以涵盖课堂上学习过的内容,既巩固了知识也培养了学生的编程能力。为学生提供一些挑战性的任务和项目,要求他们运用图形化编程解决复杂的数学问题。这样可以提高学生的分析和解决问题的能力,并同时巩固数学知识。鼓励学生利用图形化编程工具进行自主学习和探究,探索数学概念和规律。教师可以提供一些开放性问题或项目,让学生通过编程实现解决方案,激发他们的学习兴趣和创造力。
(三)用动画创情境
在小学数学教师使用图形化编程融合教学时,可以使用动画来创造情境,以增强学生的学习效果和学习动力。具体而言,教师使用动画角色或道具来代表数学问题中的元素,例如用小人代表一个学生、用动物代表一群对象等等。通过角色的动作和交互,可以让学生更好地理解问题的背景和条件约束。通过动画展示数学概念中的变化和关联关系。例如,通过动画显示两个图形的变化过程,如平移、旋转或缩放,让学生观察和理解图形的特征和属性发生的变化。使用动画模拟实验和观察的过程,例如使用动画模拟掷骰子、移动物体、测量距离等。通过实时的动画展示,学生可以更好地理解数学概念中的实际应用和数学过程。
二、核心素养下的小学数学与图形化编程跨学科融合的对策
(一)基于编程教材,深挖数学知识
小学数学教师可以基于编程教材,深挖数学知识,并通过图形化编程的方式进行教学。以下是关于《年月日》知识点的论述,其中涉及到年、月、日的概念和表示方法。在教学过程中,教师可以利用图形化编程工具来帮助学生更好地理解和掌握这些知识。首先,可以通过编程工具创建一个动态的日历界面,让学生可以交互地选择年、月、日的数值。学生可以通过改变相应的数值,观察日历的变化,深入理解年、月、日之间的关系,以及日期的推算和计算方法。其次,编程教材可以引导学生使用编程语言和算法来实现日期的计算和转换功能。例如,学生可以学习编写程序来计算某个日期之后的若干天是哪一天,或者计算两个日期之间相差的天数。通过编程实践,学生不仅可以将数学知识运用到实际问题中,还可以培养他们的逻辑思维和算法设计能力。此外,编程教材还可以结合实际生活场景,设计一些与日期相关的情境任务。例如,学生可以编写程序来实现根据生日计算年龄,或者根据特定日期计算距离节日还有多少天。这样的任务可以让学生将数学知识与实际场景结合起来,提高他们对日期和时间概念的理解,并加深对编程的兴趣和动机。
(二)通过数学问题,开发编程教学
小学数学教师可以引导学生开发一个与植树相关的编程游戏项目。此处结合五年级上册第7章《数学广角》中的“植树问题”进行论述。教师设计一个目标明确的游戏,让玩家扮演植树志愿者,在有限的资源和时间内种植最多的树。确定游戏的规则,包括资源数量、时间限制和种植条件。例如,玩家需要根据地块的特征选择合适的树种、合理规划树木的布局,并考虑水源、阳光等因素对树木生长的影响。学生可以使用图形化编程工具,如Scratch,来编写游戏的程序代码。他们需要设计和实现游戏的交互界面、树木的生长动画、资源分配逻辑等。学生需要设计算法来实现游戏目标。例如,为了让玩家在有限的资源和时间内种植最多的树,他们可以设计一个贪心算法或动态规划算法来决策树木的种植位置和时间安排。学生可以为游戏添加反馈和评价机制,让玩家了解植树的效果和成果。例如,游戏可以根据玩家的种植情况给予积分、评估植树的环保价值等。学生可以进一步发展游戏的功能,例如添加天气变化、考虑不同地区的土壤特征、引入植物生长周期等。这样可以增加游戏的趣味性和教育性,让学生更加深入地理解植树相关的知识和概念[2]。
结语
基于核心素养的小学数学与图形化编程的跨学科融合,可以促进学生全面发展,培养他们的创新思维、解决问题的能力、计算思维和信息素养,同时提升他们的团队合作和社交技能,并加强不同学科知识的融会贯通。这种融合教学方法有助于激发学生的学习兴趣和动力,提高他们的学习成效和应用能力。
参考文献
[1]邵娇妍.基于计算思维能力培养的小学图形化编程教学策略——以"火柴人跳舞"为例[J].学苑教育, 2022(3):19-21.
[2]田爽,李云文.基于深度学习理论的单元学习设计策略——以小学图形化编程为例[J].中小学数字化教学, 2021.