摘要：在信息化大背景的驱动下，STEAM教育、项目式学习等新兴教育模式已经发展得如火如荼，融合课程也应运而生，尤其在小学教育阶段，学科融合课程已经成为一大趋势。本文以自主开发的融合课程为例，阐述了基于图形化编程的数学思维课程教学案例，结合实际教学过程和结果，探究并总结了课堂实施策略，旨在发展学生核心素养，培养学生的高阶思维和数学思维。

关键词：图形化编程;小学数学;融合课程;核心素養

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2021）S2-0014-04

引言

教育模式随着社会的发展在不断地发生着变化。随着我国教育进入信息化2.0时代，各类教育教学设备在课堂上的作用日益浮现。智能设备赋能信息化教育已成为创新课堂教学的重要手段，它以学生为中心，创造多元学习情境，构建新型教学空间[1]。

图形化编程采用可视化的积木块程序操作简易，流程图思维容易上手，交互式设计趣味十足，吸引了无数学生[2]。近年来，青少年编程教育已经风靡全国。其中绝大多数课程是学校和校外辅导机构为了参加各类比赛，专门开设的社团类课程，而将编程课程与其他学科融合的教学少之又少。小学数学课堂多以教师讲授为主，教学模式单一，教学手段落后[3]，很难充分考虑到学生的高阶思维和算法思维。经统计分析知网相关文献发现，国内目前对小学数学与图形化编程融合课程的研究极其有限。

作为一名中小学一线信息技术教师，笔者研究了如何将图形化编程与小学数学融合起来，开发了基于图形化编程技术的数学思维课程。

图形化编程与小学数学的融合现状

1.融合课程

融合课程在小学教育阶段的应用较广，一般指把多门学科融合成一门学科，让学生体验层次丰富、形态多元的学习内容，培养能够适应终身发展和社会发展需要的中国学生发展核心素养。融合课程坚持以学生为中心，激发学生的好奇心，点亮学生的求知欲。目前国内相关的融合课程研究，多是课程案例分享，处于探索阶段。融合课程，打破学科壁垒，创生新型课程[4]，已经成为小学教育的一大趋势。

2.图形化编程与小学数学的融合

基于图形化编程技术的数学思维课程的交互性、可视化优势，为数学课堂的开展提供了更加便捷专业化的手段。

基于图形化编程技术的数学思维课程，将图形化编程课程与小学数学课程融合起来，利用图形化编程软件基于程序块的流程图，将学生的思维可视化呈现，通过图形化编程多元化场景和角色，将教学过程游戏化。图形化编程与小学数学课程融合，不仅仅是对数学课堂的突破，更是对教师教学模式、学生学习方式的创新。

《倍数问题》课例

1.学情分析

在学习这节课之前，学生已经接触过基于图形化编程的数学思维课程，也对运算符模块、动作模块等基本的模块指令有所掌握，但他们不知道链表的使用方法，也不知道难度较大的数学思维该如何解答，那么通过这节课，学生肯定迫切地想知道链表的使用方法。

四年级学生的年龄特点是积极、好动、爱探索、爱表达，所以，在引导学生学习的过程中，笔者特别关注到学生的数学思维与编程思维的融合，以及实践操作过程，规范的操作能够培养学生形成良好的信息素养。

2.教学目标设计

知识与技能目标：学会数据模块的“新建链表”命令;学会运算符模块、控制模块、数据模块的综合应用。

过程与方法目标：通过使用编程命令实现“5的倍数”筛选，加深理解倍数概念及计算方法;通过制作倍数程序，掌握新建链表命令的使用技巧。

情感、态度和价值观目标：通过制作筛选“5的倍数”程序，体验编程的趣味性，提高学生的编程思维和数学思维;通过拓展延伸，培养数学对中华文化的热爱，体验中国古代数学的博大精深。

3.教学重难点

教学重点：学会新建链表及其使用方法;重复执行指令的运用技巧。

教学难点：变量、链表与数据模块的综合使用;使用多种命令的嵌套应用实现倍数计算和筛选。

4.教学媒体与资源选择

移动PAD终端、一体机、微课、教学课件。

5.课堂教学创新点

首先，本节课在内容上属于自主开发课程，将数学知识与编程知识相互融合，开发学生的数学思维和编程思维，培养学生的核心素养。

其次，本节课整体上综合使用移动终端支持，满足智慧课堂教学要求，实现课堂最优化，达到本节课的教学目标。

最后，生动的课件动画效果，与教师的讲解和引导相结合，为学生提供良好的视听环境。同时，微课也为整个教学目标的达成提供了基础。

6.教学过程设计

第一环节：创设情境、新知导入

从乘法口诀引入，提问：二年级的小朋友在读一五得五、二五一十、三五十五等时，他们这是在读什么呀？（乘法口诀）那得出的积是什么？（5的倍数）

从而引出今天要学的内容。（板书：倍数问题）

继续追问：大家会使用图形化编程迅速找出100以内5的倍数吗？

明确本节课的任务：使用图形化编程制作程序，筛选出100以内5的倍数，并在列表中显示出来。

第二环节：自主探究、合作创新、小组总结、交流展示

（1）探究屋

引导学生回想，之前学习过的加法运算器、绘制正多边形，在使用编程指令的时候，都会用到与数学相关的程序模块是哪个？（数据模块——新建变量）

确定本节课同样用到了新建变量，并追问：本节课我们需要新建的变量是什么呢？（1～100的数）

继续追问：数据模块里边除了新建变量，还有什么？（新建链表）

提问：什么是链表？学生通过课件动画和教师讲解掌握链表的定义。（链表，是同类的变量放在一起，形成的变量组。举个例子，就像在一篮子水果里边挑草莓，这一篮水果，就是变量;挑出来的草莓摆放在一起，就形成了链表。联系本节课的内容，我们现在要在100以内的数里边挑出5的倍数。那100以内的数是什么呢？变量5的倍数就组成了链表）

（2）实践园

引导学生自主学习，打开移动终端图形化编程软件，在数据模块，分别新建变量X，新建链表“5的倍数”。建好以后，熟悉它们分别有哪些命令。

（教师通过一体机设置好倒计时，巡视教室，对个别学生进行引导，保证全班学生都能完成）

（3）探究屋

组织小组协作探究：

①如何设置程序，重复筛选1～100以内“5的倍数”的数字？（重复执行命令和条件判断命令嵌套使用。循环100次）

②怎么判断5的倍数？（该数除以5的余数为0，那么该数就是5的倍数）

③将符合“5的倍数”的数列在链表中显示出来，该如何设置程序？

（在新建列表命令里边有一个命令式“将…添加到列表”，使用该命令就可以将数列添加）

针对这三个问题，小组相互讨论2分钟，然后请学生分享讨论结果。

（4）流程图（如下图）

教师引导学生通过流程图来梳理程序，为接下来的实践操作打好基础。

（5）实践园

教师引导学生熟悉实践操作的细节要求：在Scratch中设置程序，当点击绿旗按钮，开始循环计算，找出1～100以内5的倍数，并在链表中显示。

教师巡视并解答疑难问题，并鼓励完成作品的学生进行展示分享。

第三环节：课堂讨论、知识拓展

教师引导学生通过优秀作品展示，发现自己的问题所在，并引导学生可以通过添加语音提示、人机交互命令，为自己的作品添加趣味性。提醒感觉有难度的学生可以借鉴课前发至移动终端的操作实践过程微视频。

第四环节：课堂小结、实践延伸

引导学生共同总结本节课的知识，并在情感上进行提升：乘法口诀是中国古代筹算中进行乘法、除法、开方等运算的基本计算规则，沿用至今已经有两千多年的历史，可见中华文化真是博大精深！

案例分析

作为一名信息技术教师，笔者一直在思考如何创新课堂，如何创新课程内容。信息技术课从来都不是教师演示、学生观看、上机操作的简单流程，这样的教学过程仅仅是让能力较强的学生学会了信息技能，而对于学生的数学思维和核心素养并没有起到多大作用。笔者在课堂活动中一般采用任务驱动式教学，结合自主学习、协作实践，培养学生的信息素养，通过完成目标任务，来掌握和巩固新知识和新技能。

在实践操作过程中，由于时间关系，不能在课堂上对个别学困生进行一对一指导，在任务实践的最后环节，给学生以微视频《5的倍数操作流程》辅助，帮助个别学困生顺利完成任务，提升学生的成就感。

另外，在导入环节和拓展延伸环节会贴合思政元素和爱国情怀，在学生掌握知识技能的同时，培养学生的情感态度价值观。在拓展延伸环节，呼应导入环节，给学生进行深层次的情感态度价值观的提升，讲解了中国文化、中国数学的博大精深，不仅拓展学生的知识面，更能够培养学生的爱国情怀。

实施策略

开发多学科融合课程，通过项目任务的探究活动，能够发展学生的核心素养，培养学生的高阶思维。智慧课堂活动的开展，对教师的知识技能也提出了更高的要求。笔者通过基于图形化编程的数学思维课程的不断实施和探索，总结出了以下融合课程的实施策略。

第一，教学设计要突破传统课堂模式。在教学设计中要以学生为中心，教师作为辅助者，引导学生自主学习或者协作探究，注重学生高阶思维的发展。

第二，课堂延伸要利用新技术。在说明某个问题或者突破重难点时，建议辅助使用微课、动画、小游戏等，通过知识迁移达到对知识技能的理解。

第三，实践过程要注重学生的体验。课堂任务情境化，活动过程引导学生自由发挥，创新实践，保持学生的积极性;任务完成后鼓励学生积极交流展示，体验生成的乐趣。

第四，硬件技术是课堂的支撑而不是主体。移动PAD终端、一体机、无线IP等技术是课堂的基础，但不能重硬件而轻过程，要注重学生的体验和成果，将硬件技术作为掌握知识的一把利刃，合理利用。

实践研究结论与展望

现代教育重视技术赋能教育、技术优化课堂。信息技术与学科课程融合已经逐步发展成为一种教育趋势，它不仅能提高课堂有效性，还能丰富课堂，体现学科魅力。尤其是小学中低年级，强调趣味教学，基于图形化编程技术的数学思维课程，通过将计算机编程与数学融合，一方面能通过直观操作加快学生理解几何图形，另一方面也加快了学生对编程知识的掌握，两者相互融合，激发学生积极实践、不断思考，从而培养学生的高阶思维能力。

《倍数问题》是基于图形化编程技术的数学思维课程系列中的一节，本节课已经在本校四年级八个班级的信息技术课堂上得到有效实施。课堂效果和学生整体评价较好，学生的求知欲很强，信息技术水平也得到了很大程度的发挥。但是本节课仅在本校实施，研究范围较小，虽然取得了较好的效果，但是还有待进一步论证。通过本节融合课程的实践探究，笔者总结了以下结论可供参考。

第一，知识全员覆盖，任务差异得当。教师应该全面考虑融合课程环境下学生对融合学科知识的认知水平，技术水平与理论水平应相得益彰;教学设计要层层递进，任务要有挑战性，在不忽视学生个性差异的同时，实现满足个性、全员参与、多元发展。

第二，学生兴趣浓厚，切勿厚此薄彼。图形化编程与数学知识的融合，通过计算机编程来绘制几何图形，极大地激发了学生的兴趣，同时也考验学生的自律性。教师应该正确引导学生使用计算机，在帮助学生提升信息技术的同时，帮助学生巩固数学知识，进一步提升学生数学思维能力，培养学生的编程能力，两者相互促进、融合发展，已成为一种趋势[5]。

第三，课程初步实践，还需探索拓展。国内融合课程教学暂无完整的模式体系，本次课程实践是在本校“六环十步”教学模式的基础上实施的。在后期的教学过程中，还要结合日常教学实践过程和反思结果，总结相关教学经验，探索新型教学模式，为促进小学融合课程教学奠定基础。

第四，培养高阶思维，落地核心素养[6]。国内课程资源建设突飞猛进，各地区学校校本课程各具特色。融合课程打破了各学科的壁垒，在学习内容、学习环境、教学方式等方面都进行了全方位融合，在培养学生高阶思维的同时，也进一步发展学生的核心素养。

参考文献：

[1]梁凯华.对智慧课堂建设与教学的思考[J].中国现代教育装备，2019（02）：21-23.

[2]莫邦新，梁婉红.Scratch软件在小学数学教学中的应用[J].教育信息技术，2014（10）：40-43.

[3]王丹.Scratch與小学数学课程整合的教学实践探索[D].扬州：扬州大学，2019.

[4]屈文霞.融合课程：打破学科壁垒的课程创生[J].中小学管理，2016（10）：20-22.

[5]张祺.信息技术与小学数学融合的教学应用研究[D].锦州：渤海大学，2017.

[6]朱海英.融合课程资源，落地核心素养[A].国家教师科研专项基金科研成果2018（三）[C].2018：2.

作者简介：雷黎颖，女，硕士研究生，西安市曲江第三小学信息技术教师。