浅谈如何运用数学思维提高学生计算思维

摘 要：在新课程教育改革背景下，高中信息技术学科在教学过程中，为使学生具备良好的计算思维，应充分利用数学思维的方式，将数学思维与计算思维相互融合，让学生以数学思维的角度探索信息技术知识，以便提高学生计算思维能力的同时，还能挖掘学生蕴含的创新潜力，使用信息技术促进不同领域快速发展。本文围绕如何运用数学思维提高学生计算思维实践探索展开讨论，为培养高中学生计算思维提供参考依据。

關键词：数学思维;计算思维;实践探索

高中信息技术学科教学过程中，教师应以宏观的角度，转变传统的教学理念，避免学科知识通过主观的方式强加给学生，力求培养学生的计算思维，让学生以计算思维的方式，理解和掌握信息技术知识。为提高学生的计算思维，教师将数学思维与计算思维相互融合，帮助学生建立完善的思维体系，在体系中学生使用数学思维，可以提升计算信息问题解决能力，同时为学生创造更大的空间，要求学生运用计算思维解决实际问题。

一、 计算思维的概念

高中信息技术学科是培养学生计算思维重要的途径，学生以计算思维为基础，在计算信息数据过程中，运用操作模式独立解决学习中遇到的问题。学生具备计算思维能力，有助于提高学生的阅读、写作以及算术等能力，促进学生综合素养全面发展。计算思维是将计算机学科的相关概念通过设计出智能化模式，使学生在解答数学问题过程中，充分利用计算机发出的指令，保证每个资源都能充分的利用，同时学生自己可以营造良好的操作环境，强化学生的解题能力的同时，还能不断简化解题过程，使用简单的方法即可获得相应的答案。

二、 运用数学思维的实践策略

（一）培养逻辑思维

培养学生的逻辑思维能力，学生利用数学符号，增强思维的运行效率，深化学生的符号应用内涵，让学生通过符合标注抽象概念性的知识，帮助学生建立完善的知识体系，在逻辑思维中探寻事物的本质，掌握事物发展规律的关键，以便增强学生逻辑思维能力的同时，还能挖掘学生蕴含的创造潜力。

提高学生的逻辑思维活动能力，应以数学思维中概念为切入点，教师应引导学生形成正确的学习概念的意识，要求学生充分理解和掌握所学的概念知识，将不同概念间蕴含的关系梳理清楚，在原有的概念基础上，通过延伸拓展概念的使用范围，以此增强不同概念间的结构关系。

教师应锻炼学生正确使用归纳法，利用归纳法分析遇到的问题，并通过不断的分析总结学习的知识，最后对知识进行归纳，使学生在整个过程中，形成正确的解答问题的思路，让学生在面对抽象的问题时，可以将特殊问题转换为一般问题，提升学生理解抽象知识的能力，以便使用科学的方法解决遇到的问题。

学生在掌握归纳法后，应学会使用类比法，将具有相似处的知识，按照类比方法探寻事物的共同的本质，以相同的本质为切入点，挖掘事物间蕴含的联系。

（二）培养发散思维

培养学生的发散思维能力，使学生在面对问题时，在单一封闭的环境中，可以从不同角度不同层面分析、思考问题，从而获得解决问题的不同方法。在培养学生发散思维过程中，教师应采用变式法和错误反例法，让学生在两种方法中形成发散思维。在变式方法中，学生应改变解题方式，由原有的一题一解，转变为一题多解，或者一题一变，转变为一题多变，既能拓展学生的学习视野，创造更大的变化空间，还能提升学生的发散思维。使用错误反例法，教师应引导学生对变化的事物进行分析，通过不同的角度探寻事物的本质。教师在全面讲解基础概念后，向学生提供错误的信息，让学生利用错误的信息反向思考，使学生加深对概念以及知识的理解，丰富学生的发散思维。

（三）培养形象思维

培养学生形象思维，需要将学生的联想能力以及猜想能力，作为培养形象思维的载体，通过培养可增强学生的创造性能力。在培养学生联想能力过程中，应以贴近学生生活为契合点，让学生将生活经验与学习的知识相互融合，以便在大脑中形成直观的形象，使学生使用知识时，借助直观的形象快速高效的运用知识。在培养学生猜想能力时，教师应为学生创设情境，在情境内调动学生的猜想能力，尤其是将思维活动的过程，以猜想的方式表达出来，学生在猜想过程中，不仅有效拓展猜想范围，还会获得良好的猜想效果。

教师在培养学生形象思维过程中，通过培养学生的联想以及猜想能力，可以增强学生的学习效果，让学生在接触到知识时，有意识的猜想和联想，尤其是在学习计算时，不同的代码都具有独立的象征，学生应通过猜想和联想，将不同的代码建立起相互联系的关系，从而组成信息体系，学生在使用时，只需通过形象思维即可获得。

（四）培养直觉思维

培养学生的形象思维，教师在讲解数学知识过程中，由于高中知识较为抽象，并且概念性的知识成为影响学生学习效率的阻碍，学生应具备直觉思维，在面对数学知识和概念时，可以产生直觉意识，便于在解决问题过程中，通过直觉思维产生的灵感获得一定的学习效果。教师应引导学生形成正确的直觉思维，并且要求学生形成灵感线形分析意识，利用联想和猜想的过程，学生在解答数学问题时，可以通过直觉的方式运用数学知识和概念，并且深刻理解和掌握数学知识和概念。

（五）培养辩证思维

培养学生的辩证思维，应使学生对事物的本质进行深入的探究，将事物的对立统一的规律，借助辩证思维充分的表达出来。教师在培养学生辩证思维时，应向学生强调已知和未知间的关系，在数学问题中，许多已知和未知的条件，都会蕴含较多的信息，所以让学生透过未知的信息掌握相关情况，有助于提升学生的计算思维。在辩证的理解已知和未知知识时，学生应掌握分析法，才能通过分析探寻未知信息中的知识和概念。此外教师应引导学生形成辩证的认识定性和定量、模型和原型。在对定性的知识分析时，通过抽象的逻辑推理过程，围绕定量分析运算方法，使学生获得更加真实准确的知识，所以定性分析应成为学生定量分析的参考依据。在模型和原型辩证分析时，应将模型方法作为核心，通过模型方法推导出原型的发展过程，并深入到原型中探究蕴含的规律和性质。培养学生具备良好的辩证思维，教师应转变传统的教学理念，在教学中通过不同的方法促进学生辩证思维的发展。

（六）培养各种思维协调性

数学思维中，涵盖的逻辑思维、发散思维、形象思维、直觉思维以及辩证思维，都应成为学生具备良好数学思维能力的载体，教师应努力培养学生各种思维协调运用的能力，每种思维方式都无法独立出现。教师在日常教学中，应为学生设置趣味性，并且具备猜想特性的问题，以积极的态度鼓励学生，对提出的问题进行假设，通过假设分析、思考以及解决问题。此外在讲解例题过程中，应强化学生的观察力，要求学生对例题进行全面的观察，在观察中增强记忆力和想象力，有助于提高学生的计算思维能力。

将不同思维相互融合，在协调过程中促进每种思维的发展关系，让学生在模仿原有的知识过程中，在原有知识的基础上，使计算思维可以总结事物的发展规律，明确事物的本质。

（七）为学生明确计算思维学习目标

教学目标是学生提升计算思维能力的象征，学生运用知识和技能，在解答问题过程中运用计算方法，使学生保持良好的学习态度的同时，还能帮助学生建立良好的价值观。教师在讲解计算知识时，通过对学生数学思维的培养，为学生设立不同角度不同层次的教学目标，一方面是让学生完成学习目标过程中，理解和掌握计算机知识，另一方面是锻炼学生的计算思维能力，使学生在计算思维模式下，对解题过程和方法，按照预定的轨迹循序渐进的进行，既能增强学生的情感体验，还能使学生的计算思维符合使用需求，有助于学生获得良好的学习效果。

（八）设立计算思维主题与情境

教师在讲解计算知识时，应选择合适计算机主题，根据主题为学生创设学习情境。教师选择的计算机教学主题，应严格遵循计算学科的课程标准，保证学生使用计算机学科知识解决实际问题，并且引导学生形成应用知识解决生活问题的能力，让学生在解决问题过程中增强生活体验的同时，还能丰富学生的情感。学生在计算机思维培养情境中，教师要求学生通过数学思维，模仿机器人的制作过程，利用计算设计出仿真机器人。设计仿真机器人会涉及到许多知识，尤其是在控制机器人的运动方面，學生对机器人的运动方式进行猜想和联想，逐步分解机器人的构造，使学生在脑海中形成机器人的结构，学生即可按照结构的变化，使用计算不断完善机器人的功能。为使机器人获得独立运行的能力，学生借助形象思维，对抽象的机器人模型相关参数进行设置，并将设置出的模型，通过实际操作不断的优化和完善，最终调试出符合学生猜想的机器人。学生在制作机器人过程中，会围绕出现的问题，运用数学思维的方式，分析问题思考问题，找出问题的原因，以便根据原因实施解决措施。此外通过对数据的分类，学生运用计算，将编程以语言的方式融入到计算机的制作中，尽管学生在制作机器人过程中会存在许多问题，但是这为学生提供自由想象的空间，让学生在不断的探索中，既能拓展学生的发散思维，还能引导学生从不同角度不同层面，学会举一反三，充分体现出数学思维中的逻辑思维特征，避免学生陷入到单一的模式中，无法从宏观的角度分析遇到的困难。

三、 结语

综上所述，通过高中计算机信息技术学科培养学生的计算思维，已经成为提升学生掌握学科交叉能力的有效途径，为提高学生的计算思维，教师应以数学思维的角度，培养学生不同的思维素养，并借助主题以及教学情境，充分调动学生的思维活跃能力的同时，还能激发学生的学习兴趣，让学生运用数学思维，促进计算思维快速发展。

参考文献：

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作者简介：林玉惠，福建省漳平市，福建省漳平第一中学。