面向新时代基础教育育人要求,教师在教学中应以提升学生核心素养为导向,着力培养学生数字化学习能力与创新意识。在小学数学“图形与几何”教学中借助趣味编程可将抽象知识以直观动画与动态演示呈现,将被动接受知识的过程转化为自主探究的动手实践过程,有效激发学生的学习兴趣、培育学生的空间思维能力,改善当前“图形与几何”教学中存在的空间观念薄弱、概念理解不清、逻辑推理不足等问题。
一、小学数学“图形与几何”教学现状分析
“图形与几何”领域的知识本身具有较强的抽象性,小学阶段学生的思维以具体形象为主,学习过程中往往依赖于实物教具、直观模型以及动态演示。传统教学中,教师大多依靠有限的教具演示和二维的板书讲解开展教学,教学形式较为单一,数字化资源运用不足,使得学生对“图形与几何”领域的知识理解停留在表面,空间想象能力的培养受到限制。教学过程缺乏互动性,学生的学习兴趣难以被激发。此外,当前教师对学生“图形与几何”领域知识的学习评价多以纸笔测试为主,重点关注的是学生对知识的记忆与解题训练,却忽略了对学生空间思维、自主探究能力与创新意识的综合评价。单一的评价方式难以全面反映学生的真实学习状况,也难以对学习过程起到有效的诊断与导向作用。
在教育数字化持续推进的背景下,各地学校不断升级信息化教学设备,计算机教室、多媒体教学设备等硬件条件逐步完善,为趣味编程与数学学科教学的深度融合奠定了良好的硬件基础。Scratch图形化编程与帕拉卡(Paracraft)3D编程具有操作简便、交互性强、可视化效果突出等优势,可以将抽象的几何知识转化为直观可视的动态过程,符合小学生的认知规律与学习特点。
二、借助趣味编程在小学数学“图形与几何”教学中的应用
(一)借助趣味编程创新小学数学“图形与几何”的教学策略
趣味导入。利用趣味编程软件,在教学中创设具有交互性的编程游戏、动画进行导入,激发学生学习兴趣,提高学生课堂专注力。
创新思维。学生结合自己所学知识,发挥自己的想象力和创造力,创编出具有创新性的编程作品,教师提供知识与技术等方面的支持。学生在自主设计、不断调试的过程中,其创新思维得到有效培养。通过与同学的交流合作,促进互相学习,激发创造新意。
在教学小学数学人教版四年级下册《观察物体(二)》时,教师借助帕拉卡3D动画编程软件创设3D学习情境,通过出示学习任务单,引导学生自主搭建例题中的立体模型。学生通过移动鼠标不断调整观察视角,分别从前面、侧面、上面进行观察物体,以自主探究、小组合作等方式进行学习。
(二)借助趣味编程探索小学数学“图形与几何”的自主学习策略
学生可借助国家智慧教育平台等平台,进行自主学习“图形与几何”领域的相关学习资源,提前预习教材新知,实现自主学习的常态化。例如在预习《观察物体》时,学生通过运用帕拉卡3D动画编程软件搭建自己喜欢的立体图形,通过移动鼠标调节从不同的视角进行观察。帕拉卡3D动画编程为学生提供了虚拟的实践情境,有效地将抽象的几何知识转化为具体的实践操作,推动学生空间观念及想象力的深度发展。
学生在掌握了课上所学的学科知识后,利用课余时间借助编程软件发挥自己的想象力与创新能力,对所学知识进行巩固内化。例如学习了《数对》后,学生借助Scratch编程软件自主创作《影院选座》《利用数对找兔子》《打地鼠》等趣味编程游戏。
在实际教学中促进趣味编程与小学数学“图形与几何”教学的有机融合,是教育数字化背景下跨学科教学创新的重要探索。随着教育数字化战略的不断推进,编程教育将在小学数学教学中发挥更大价值,为培养具备数学核心素养与数字化创新能力的新时代学生提供更多可能。