小學數學教學中培養學生計算思維的實踐探索

摘 要：隨著信息技術的飛速發展，作為一種重要的思維方式，計算思維逐漸滲透教育領域。特別是在數學教學中，計算思維的應用日益受到重視。分析計算思維在深化數學理解、鍛煉邏輯思維、促進問題解決等方面的積極作用，闡述指向學生計算思維培養的小學數學教學策略。通過實踐探索發現，在教學中有效培養學生計算思維，能夠顯著提升教學質量，促進學生數學素養的發展。

關鍵詞：計算思維；小學數學教學；邏輯思維；數學素養

作者簡介：鮑小林（1981—），男，江蘇省南通市紫瑯第一小學。

在信息技術日新月異的今天，計算思維已成為連接現實與數字世界的橋梁，其重要性不言而喻。作為基礎教育的重要組成部分，小學數學承擔著培養學生邏輯思維和數學素養的重任。然而，傳統的教學方法往往側重于知識的傳授和技能的訓練，忽視對學生思維能力的培養［1］。將計算思維引入小學數學教學，可幫助教師更新教育理念、教學方法，為教學注入新的活力。

一、小學數學教學中培養學生計算思維的意義

新時代教育背景下，計算思維正逐步在小學數學教育領域展現其獨特的價值。在小學數學教學中培養學生的計算思維，不僅是對傳統教學方法的補充與升華，更是培養學生綜合素養、提升數學教育質量的重要途徑。計算思維的培養為學生學習提供了有力的支持，使他們能夠在面對復雜問題時，運用數學思維分析和解決。具體來看，計算思維強調通過邏輯推理、抽象建模和問題解決等核心能力，幫助學生深入理解數學的本質，從而構建堅實的數學基礎［2］。在這一過程中，學生不僅能夠掌握數學知識與技能，更能在實踐中鍛煉思維，提升創新能力。

（一）深化數學理解，拓寬學習視野

計算思維不僅僅關注學生對公式的記憶與習題的解答，還重視引導學生深入探究數學概念的邏輯與聯系。通過邏輯推理與抽象建模的訓練，學生能夠學會如何將復雜的數學問題層層分解，直至問題的本質核心。這一過程讓學生在掌握數學基本原理的同時，感受到數學的獨特魅力與無限可能。更重要的是，計算思維促使學生意識到數學并非孤立于其他學科之外，知識之間都是相互滲透、相互關聯的。他們開始用數學的眼光觀察周圍的世界，發現數學在日常生活、科學技術以及社會發展中的廣泛應用，從而拓寬學習的視野，萌發進一步探索的欲望。

（二）鍛煉邏輯思維，樹立系統觀念

教師通過設計一系列富有挑戰性的教學活動，引導學生運用歸納、演繹等邏輯方法分析問題、解決問題，不僅能讓學生學會如何條理清晰地表達自己的觀點，還能培養學生嚴謹求實的科學態度，幫助學生建立系統觀念，使他們能夠將零散的數學知識串聯起來，形成一個完整的知識體系。這種系統化的學習方式，能讓學生更加容易理解和記憶數學知識。

（三）促進問題解決，激發創新潛能

在解決數學問題的過程中，計算思維鼓勵學生跳出傳統的思維模式，發現新的解決方案，這不僅能鍛煉學生的數學技能和思維能力，還能激發他們的創新潛能。面對復雜的數學問題，學生不再畏懼和逃避，而是勇敢地迎難而上，通過分解問題、尋找關聯等方式逐步攻克難關。學生學會用創造性的方式思考問題、解決問題，他們的想象力和創造力能得到充分的發揮和展示。

二、小學數學教學中培養學生計算思維的策略

為了在小學數學教學中有效培養學生的計算思維，教師需要圍繞計算思維的核心要素，結合小學生的認知特點和心理發展規律，通過多樣化的教學手段和方法，激發學生的學習興趣和動力，促進學生計算思維能力的逐步發展［3］。

（一）基于邏輯推理，提高思維深度

作為計算思維不可或缺的一環，邏輯推理強調引導學生以宏觀審慎的視角來看數學問題，通過條分縷析的推導過程，逐步揭示數學原理。教師可通過邏輯推理培養學生構建邏輯鏈條的能力，讓他們能夠在面對復雜數學邏輯時，保持清晰的思路與嚴謹的態度，進而深化對數學本質的理解。

以“認識長方形和正方形”的教學為例，課堂初始，筆者指著黑板提問：“同學們，我們面前的這塊黑板是什么形狀的呢？”學生幾乎異口同聲地回答道：“長方形！”筆者繼續引導學生探索：“很好。那么誰能告訴我，這個長方形的邊和角有哪些特別的地方？”學生結合已有的經驗和知識，嘗試對長方形的特征進行描述和假設。有學生說：“長方形的對邊好像是一樣長的?！庇袑W生則補充道：“它的四個內角都是直角?！边@些樸素而準確的假設，正是學生邏輯推理能力的初步體現。他們學會從觀察中提煉信息，進而形成合理的猜想。接著，筆者引導學生運用各種方法對這些假設的正確性進行驗證。有學生拿出三角尺，對長方形的紙片學具進行細致測量；有學生用折一折的方法證實了自己的假設。最后，筆者引導學生推測正方形的特征并進行驗證。來自實證的喜悅和成就感，讓學生深刻感受到邏輯推理的力量與價值。

基于邏輯推理組織數學教學，不僅是提升學生數學素養的關鍵舉措，更是提高學生思維深度，培養學生成為數學領域探索者的有效途徑。通過這一過程，學生將學會運用邏輯的力量去剖析數學難題，形成獨立思考、深入探究的良好習慣。

（二）巧用約簡思想，優化解題路徑

約簡思想鼓勵學生以敏銳的洞察力審視數學問題，通過識別并剔除冗余信息，簡化解題過程，提高解題效率。在小學階段，培養學生運用約簡思想的能力，不僅能夠幫助學生迅速找到解題的突破口，還能激發他們對數學簡潔美的追求，提升學生數學思維的敏捷性和靈活性。

以“兩位數乘一位數”的教學為例，估算是其中的重要內容。課堂上，一位教師設計了一個貼近學生生活的“觀影購票”場景：小亮和他的家人計劃周末去看電影，他們一行6人，一張電影票的價格是39元，小亮的爸爸準備了300元現金，大家來幫忙算算這筆錢夠不夠用？這個問題一經拋出，立刻引起了學生的興趣和思考。教師首先引導學生聚焦問題的核心，即觀影的人數、電影票的單價以及預備好的錢。這一提煉信息的過程，是約簡思想的生動體現，能讓學生學會如何在日常生活中運用數學思維，快速抓住問題的關鍵。接著，教師巧妙地引導學生將問題轉化為數學表達式“39×6”，這一步雖然簡單，卻為學生搭建起了從實際問題到數學模型的橋梁。教師適時引入估算的方法，鼓勵學生嘗試將39這個非整十數看作最接近的整十數40來進行估算。學生立即動手計算，40×6=240（元），由此得出結論：小亮爸爸帶的300元完全足夠支付全家人的觀影費用。

約簡思想在教學中的實踐，是對學生數學解題能力的一次深刻錘煉。通過這一過程，學生將學會在紛繁復雜的數學現象中挖掘問題的本質，進而以更加簡潔明了的方式解決問題。這不僅加快了學生的解題速度，更為他們的數學學習鋪設了一條通往成功的高效之路。

（三）增強遞歸思維，深化循環理解

遞歸思維連接著簡單與復雜、有限與無限。在小學數學教學中融入遞歸思維，旨在引導學生深入理解循環與迭代的概念，學會運用遞歸思維去審視和解決數學問題。這不僅能夠深化學生對數學結構的理解，還能培養他們的問題分解能力和算法設計能力［4］。

以“小數的加法”的教學為例，筆者用多媒體呈現了以下情境：小明正站在收銀臺前，準備為家庭選購的物品付款。他手中拿著的購物清單上記錄著物品的價格：一個本子5.6元、一支牙膏6.1元、一瓶飲料2.9元以及一瓶洗潔精6.4元。請同學們和小明一起算出需要支付的總金額。筆者沒有立即讓學生動手計算，而是引導他們先仔細觀察與分類。學生注意到，通過將這些小數巧妙分組，可以簡化計算過程，即分別將6.1與2.9相加，5.6與6.4相加能得到整數結果。這樣的分組，無疑是遞歸思維在實踐中的初步顯現—將大問題（四個小數的和）拆解為兩個小問題（兩個小數對的和），從而降低了計算的難度。有了明確的分組，學生開始著手計算，先算出6.1+2.9=9（元），隨后又迅速解決5.6+6.4=12（元）。在這個過程中，學生不僅進一步掌握了小數加法的計算方法，更體驗到了遞歸思維帶來的便捷與高效。

增強遞歸意識是學生數學思維能力培養中的一個重要環節。通過這一過程，學生將學會以遞歸的視角去審視和解決數學問題，掌握靈活和多樣的解題策略。這將有助于他們在數學學習和研究中更加從容地應對復雜多變的挑戰，展現更加卓越的數學才華。

（四）融入冗余理念，提升容錯能力

冗余理念強調在解題過程中預留一定的冗余空間或準備備份方案，以提高解題的穩定性和可靠性。在教學中融入冗余理念，旨在引導學生關注解題過程中的潛在風險和不確定性因素，學會通過增加冗余信息或步驟來降低錯誤發生的概率［5］。這一策略不僅有助于培養學生的風險意識和應對能力，還能提升他們的數學學習質量和自信心。

以“小數乘分數”的教學為例，教師先要引導學生認識到，同一問題往往有多種解決方案。如對于0.25×，可以向學生展示兩條不同的解題路徑：一是將分數轉化為小數，二是將小數轉化為分數。這兩條路徑各有其適用情境與優勢。隨后，安排學生實操，要求他們分別采用上述兩種方法計算。在這個過程中，學生不僅要準確計算，還需記錄各自的計算步驟與結果。通過自己動手，學生能深刻體會到不同方法帶來的計算體驗差異。這種冗余算法的實踐，讓學生意識到在面對數學問題時擁有多種解決方案的重要性。

在學生完成計算后，教師要組織他們進行小組討論或全班分享，對比兩種方法的優缺點。學生在交流中逐漸明白，沒有絕對最優的解法，只有最適合當前情境的選擇。比如：當小數容易轉化為分數時，用分數乘法更為便捷；當小數不容易轉化為分數時，往往要把分數轉化為小數計算；而當分數無法轉化為有限小數時，就只能選擇分數乘法了。這一過程實際上是在培養學生的批判性思維和決策能力，使他們學會在多種可能性中做出最優選擇。在此基礎上，教師要引導學生回顧整個學習過程，強調在面對問題時，不僅要找到一種解決方案，更要思考是否還有其他備選方案，以及如何根據實際情況靈活調整。冗余理念的融入，不僅提升了學生的解題能力和容錯能力，更重要的是為學生開啟了一扇通往更高層次數學思維的大門。他們將帶著這份深刻的理解，更加自信地面對各種挑戰與不確定性，享受探索的樂趣。

結語

在小學數學教學中培養學生的計算思維是具有深遠意義的實踐，教師需要借助多種教學策略，有效地引導學生深入理解數學知識，培養學生的邏輯思維能力和問題解決能力，促進學生自主學習能力和探究精神的發展。隨著教育技術的不斷進步和教學理念的不斷更新，計算思維在小學數學教學中的應用將更加廣泛和深入，教師要與時俱進，才能更好地培養學生的創新精神和實踐能力。

［參考文獻］

［1］孫立會，王曉倩.計算思維培養階段劃分與教授策略探討：基于皮亞杰認知發展階段論［J］.中國電化教育，2020（3）：32-41.

［2］徐吉.指向計算思維培養的編程教學策略建構與實踐：以初中編程教學為例［J］.中小學信息技術教育，2020（11）：59-61.

［3］崔景雪.淺談小學生計算思維能力的培養［J］.百科論壇電子雜志，2020（2）：410.

［4］莫青云.基于游戲化編程培養小學計算思維的教學研究述評［J］.電腦編程技巧與維護，2020（4）：31-32.

［5］紀曙娟.小學數學教學中計算思維的培養研

究：以小學數學課程“認識東南西北”為例［J］.當代家庭教育，2020（23）：149.