陳活星

摘? ? 要：作為智能時代的一項重要技能，編程能力逐漸被國內外所重視。我國中小學編程教育的研究正在蓬勃開展。編程貓作為一款可視化的趣味編程軟件，本著“不無趣不編程”的理念設計，簡單易用，豐富有趣，符合小學生的年齡特點，容易激起學生的興趣，且能培養(yǎng)學生的邏輯思維、創(chuàng)新思維和解決問題的能力。而小學階段的數(shù)學課程主要是為了讓學生形成嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力、抽象思維能力、創(chuàng)新思維能力等數(shù)學能力，因此，本文提出進一步將編程與小學數(shù)學課程融合實踐，以此觀察編程貓在小學數(shù)學中的應用對學生數(shù)學能力的影響。

關鍵詞：編程貓;編程教育;小學數(shù)學;數(shù)學能力

一、小學圖形化編程軟件編程貓的特點

有人說未來是人工智能的時代，智能機器人會“七十二般變化”，全方位地影響我們的生活。在這種發(fā)展趨勢下，如果人們延續(xù)死記硬背的學習模式，三十年后將面臨工作崗位被智能機器人取代的困境。實際上，未來雖然我們在一些重復性工作上無法與智能機器人競爭，但我們可以用編程去理解和駕馭智能技術，甚至設計和創(chuàng)新智能技術，成為人工智能時代的締造者和開創(chuàng)者，而編程將成為我們打開人工智能大門的一把金鑰匙。

編程貓是一款簡易的圖形化編程軟件，簡單易用，內容豐富有趣，即使是幾歲的孩子也能進行學習。編程貓與其他編程軟件不一樣，在這里，一串串密密麻麻的代碼被五顏六色的積木所取代，編程學習由原來的寫代碼變成動手壘積木，在搭建積木的過程中學習程序的規(guī)則和邏輯，簡單有趣且功能強大。編程貓還有豐富的素材，如有多彩的圖形，有典型的形象代表編程貓、阿短、小可等，還有悅耳的聲音，便于讓學生創(chuàng)作動畫、創(chuàng)編故事、描繪生活場景、設計游戲等。因此，若能把編程貓應用于數(shù)學課堂，借助編程貓強大的功能來設計相關的教學案例，將較為枯燥的數(shù)學教材轉化為動畫或有趣的場景，使教材化靜為動、化抽象為具象，那么，學生理解數(shù)學知識將會更加得心應手，且興趣濃厚。編程貓強調培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，讓學生自主探索并找到解決的辦法，而這與數(shù)學思維不謀而合。將編程貓應用于小學數(shù)學課堂是一種新的嘗試，但具有很大的優(yōu)勢和必要性。

二、編程貓小學圖形化編程對學生學習數(shù)學的影響

1. 編程貓中的基礎數(shù)學

編程貓設計的初衷就包括學習重要的數(shù)學知識。編程貓不僅涉及坐標、旋轉、旋轉角度、移動步數(shù)、四則運算、數(shù)的比較、圖形繪制、圖形移動和旋轉等基礎性的數(shù)學知識，還包括中高年級要學到的邏輯運算、隨機數(shù)、變量、函數(shù)、列表、幾何面積等數(shù)學知識。

例如，當想要“編程貓”向右走時（如圖1所示），得先了解x坐標和y坐標的移動可以是正數(shù)或負數(shù)：x坐標增加為正數(shù)時，則向右移動;x坐標移動為負數(shù)時，則向左移動。同理，y坐標的變化亦有兩種。利用動作積木就可以控制“編程貓”運動的步數(shù)和方向，這將有助于坐標的學習。所以在使用編程貓來學習數(shù)學時，不僅可以學到編程知識，還可以更好地學習數(shù)學知識。在這樣一個學習過程中，學生的編程能力不僅越來越強，還能學到豐富的數(shù)學知識，無形中會增強學生的數(shù)學應用能力。

2. 應用編程貓化抽象為直觀

小學數(shù)學中的概念、運算、性質和法則等都是比較抽象的數(shù)學知識，都須逐步在學生的頭腦中建構起來。如果教師只是一味講解，學生不但難以接受，還會起到逆反心理，長期如此會影響學生學習數(shù)學的興趣，所以我們幫助學生實現(xiàn)這種過渡是非常必要的。編程貓作為一款簡易的圖形化編程軟件，其自身的趣味性、游戲性、交互性等特點，可以將小學數(shù)學中抽象、復雜的數(shù)學問題具象化，以直觀的方式將問題呈現(xiàn)出來，并給學生一定思考的余地，使其能夠加深對問題的理解，再進一步對問題進行探索，這就彌補了傳統(tǒng)數(shù)學課堂講授的枯燥性。而將編程貓融入數(shù)學課堂來進行案例設計，可以把教學中的一些抽象的、不易被理解的內容，比如公式的推導、單位的進率等，以動畫或游戲的方式呈現(xiàn)，使學生大大加深對內容的理解，同時減輕了教師的負擔，提高了課堂效率，且能達到學生發(fā)展邏輯思維的目的。以一年級學生的加減法問題為例：草地上原來有6只小貓，又來了2只小貓，現(xiàn)在一共有多少只小貓？一年級的學生對于抽象概念難以快速接受，若用編程貓將這個數(shù)學題用動畫的形式呈現(xiàn)出來，會讓學生更容易接受，且更加直觀。如圖2：

在此基礎上，還可以加入變式練習：現(xiàn)在有8只小貓，走了2只，還剩下多少只小貓？若用編程貓用動畫的形式將問題呈現(xiàn)出來，那么學生就能很容易地理解和解決問題。

3. 發(fā)展學生的思維能力和空間觀念

小學數(shù)學教學過程中，培養(yǎng)學生的思維能力和空間觀念非常重要。小學數(shù)學新課標也提出了“要建立數(shù)感、符號意識和空間觀念，初步形成幾何直觀和運算能力，發(fā)展思維與抽象思維”的教學目標。編程貓可以將邏輯思維過程以直觀、有趣的形式呈現(xiàn)出來，比如圖片、動畫、聲音、表格等，還可以將邏輯思維能力訓練融入平時的操作當中，讓學生在實踐的過程中逐步鍛煉自己的邏輯思維能力。除此之外，編程貓作為一款可視化圖形編程軟件，還可以發(fā)展學生的空間觀念。例如，在接觸三角形、正方形等圖形時，可以讓學生利用編程貓繪制圖形，使學生能深刻理解和應用圖形的特點。如圖3，在繪制正三角形時，定義函數(shù)為三角形—設置邊長—旋轉120度—重復執(zhí)行3次;繪制正方形時，定義函數(shù)為正方形—設置邊長—旋轉90度—重復執(zhí)行4次。通過操作，進而實現(xiàn)知識的遷移和補充，學生就自然而然地對三角形和正方形的旋轉角度和次數(shù)有了更深入的了解，對邊長個數(shù)、內角度數(shù)等知識也更加牢固。

4. 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是通過發(fā)散性思維而表現(xiàn)出的流暢、變通與獨特的解決能力，它是在智力發(fā)展的基礎上形成的一種綜合能力。在小學課堂當中，教師應當從培養(yǎng)學生的學習興趣、想象力和解決問題的能力等方面去培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。編程貓是一款簡易、有趣的可視化編程軟件，能給學生提供適宜的環(huán)境，啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維。編程貓有著各種游戲場景、角色和功能強大的積木，只要發(fā)揮創(chuàng)意，發(fā)揮想象拖動積木，就能很快創(chuàng)作出自己的程序作品。學生可以發(fā)揮想象力去創(chuàng)作他們所想要得到的結果。比如在學習了畫正方形后，可以去創(chuàng)作正五邊形、六邊形等。學生自主探索，如何調整才能畫出其他圖形呢？改動函數(shù)？改變邊長？旋轉角度？這些疑問隨著學生的嘗試，一步步解決，既能鞏固所學的知識，又能培養(yǎng)學生的自主探索能力和創(chuàng)新能力;而且在這一過程中，學生要有清晰的邏輯線，分析問題在哪里、是如何產(chǎn)生的、如何去解決，然后試著去調整，修正腳本來解決問題。

因此，編程貓對于學生的數(shù)學能力是有很大幫助的，將編程貓與小學數(shù)學學習融合起來，將有利于學生數(shù)學能力的提高。

編程貓與小學數(shù)學課程融合的目標，是希望更有利于小學課程和教學的發(fā)展，借助編程貓幫助學生更好地理解數(shù)學的本質，形成數(shù)學認知結構，同時激發(fā)學生的學習興趣，讓學生探索和發(fā)現(xiàn)知識，從而提升數(shù)學能力。

參考文獻：

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[2]凌秋虹.談在Scratch環(huán)境下學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].中小學信息技術教育，2013（1）：51-53.