高中數(shù)學(xué)學(xué)生計(jì)算思維應(yīng)用研究

劉曉挺 李艷玲

摘要：計(jì)算思維是通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和方針等方法，來(lái)將一個(gè)看似困難的問(wèn)題，重新轉(zhuǎn)換成一個(gè)較易解決問(wèn)題的思維過(guò)程。隨著計(jì)算思維的問(wèn)世，其為人們工作學(xué)習(xí)問(wèn)題的解決提供了新的方法。而在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，利用數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程，通過(guò)合適的教學(xué)調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生解決數(shù)學(xué)問(wèn)題能力的提升有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：高中數(shù)學(xué);計(jì)算思維;培養(yǎng)研究

高中數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)教育中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的高級(jí)階段，這一階段的數(shù)學(xué)知識(shí)的抽象性與難度相較前一階段都有較大的躍升，所以很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中往往會(huì)感到很不適應(yīng)，并且數(shù)學(xué)題的考察形式中有很大一部分是綜合題目的形式，學(xué)生在進(jìn)行解題前必須要能對(duì)與這些知識(shí)相關(guān)的內(nèi)容都有一個(gè)較為充分的了解。除此之外，為了保證解題的快速與便捷，教師還要能教會(huì)學(xué)生快速解決難題的辦法。而計(jì)算思維是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域利用計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)概念對(duì)問(wèn)題的求解，利用這種思維可以幫助學(xué)生有效的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜綜合問(wèn)題的分解與轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的簡(jiǎn)化。所以在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，開(kāi)展學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)很有必要。

一、結(jié)合模式認(rèn)知，規(guī)劃學(xué)生學(xué)習(xí)思維

所謂模式認(rèn)識(shí)，就是指學(xué)習(xí)者在開(kāi)展學(xué)習(xí)行為時(shí)，實(shí)現(xiàn)信息采集與處理的一種形式與規(guī)章，是指使用推理預(yù)測(cè)的方式來(lái)尋求問(wèn)題的正確回答的一種認(rèn)知，也是反映人在不確定的前提之下來(lái)對(duì)規(guī)劃、學(xué)習(xí)、調(diào)動(dòng)的思維方法，是利用已有的經(jīng)驗(yàn)與過(guò)去對(duì)類(lèi)似事物的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的過(guò)程。反映到學(xué)生的學(xué)習(xí)中，就需要學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)為進(jìn)行相應(yīng)的整理，為自己預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)與解題的模式，知道何時(shí)該使用什么樣的方法對(duì)問(wèn)題處理，何時(shí)問(wèn)題需要轉(zhuǎn)換，何時(shí)又需要簡(jiǎn)化。

例如，函數(shù)相關(guān)知識(shí)的教學(xué)中，為了確保學(xué)生能在學(xué)習(xí)中掌握函數(shù)問(wèn)題的普遍性解題辦法，教師可以讓學(xué)生通過(guò)對(duì)過(guò)去的函數(shù)解題認(rèn)知過(guò)程的分析，整合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的解題體系。這樣，當(dāng)遇到一個(gè)不能馬上解決的函數(shù)問(wèn)題時(shí)，就可以利用自己已經(jīng)形成的模式認(rèn)知，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行整體的分析與規(guī)劃，提前為問(wèn)題的解答規(guī)劃過(guò)程，實(shí)現(xiàn)解題思路的提前展現(xiàn)，使學(xué)生做到心中有數(shù)，進(jìn)而提升高中學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力。

二、借助抽象分析，找出數(shù)學(xué)問(wèn)題本質(zhì)

抽象思維是學(xué)生在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，所需要養(yǎng)成的必備數(shù)學(xué)能力。借助抽象思維可以幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析處理，剖開(kāi)表象看本質(zhì)，從錯(cuò)綜復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)中找出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與核心，再根據(jù)這些本質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行合適的求解。從而達(dá)成對(duì)相關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題的解答與領(lǐng)悟。對(duì)學(xué)生的解題過(guò)程有重要的思維引導(dǎo)作用。

例如，在《立體幾何初步》這部分一章的教學(xué)中，為了讓學(xué)生能對(duì)立體幾何相關(guān)的知識(shí)有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維，就可以結(jié)合尋找三視圖的方法來(lái)開(kāi)展相關(guān)能力的運(yùn)用。教師可以先通過(guò)圖片向?qū)W生展示相關(guān)空間幾何題的正視圖，讓學(xué)生用筆畫(huà)一畫(huà)，排除那些線(xiàn)條與面的干擾，使其成功從中找出自己需要的面，并加以想象綜合，將其展現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)為了進(jìn)一步提升學(xué)生的抽象思維能力，教師也可以為學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上搜集一個(gè)帶有題目誤導(dǎo)因素的習(xí)題，讓學(xué)生通過(guò)這些習(xí)題訓(xùn)練，克服假象與表象的干擾，找準(zhǔn)問(wèn)題的本質(zhì)。像這樣，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，對(duì)學(xué)生在解題過(guò)程中快速找到題目主干，有很大的幫助作用。

三、結(jié)合具體問(wèn)題，合理進(jìn)行算法設(shè)計(jì)評(píng)估

算法設(shè)計(jì)評(píng)估同樣是計(jì)算思維的核心構(gòu)成，其可以被簡(jiǎn)單的理解為針對(duì)具體問(wèn)題的解決方案的設(shè)計(jì)與估算，是一種具體的問(wèn)題解決手段。反映到具體的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，就是讓學(xué)生在解答問(wèn)題前，先運(yùn)動(dòng)計(jì)算思維相關(guān)的算法設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)學(xué)解題過(guò)程中的每一步進(jìn)行科學(xué)的分析與規(guī)劃、同時(shí)算法的設(shè)置往往不是局限于一種模型，而是要在條件允許的前提下，盡量設(shè)計(jì)多種解決方案，結(jié)合具體應(yīng)用情景，對(duì)方案進(jìn)行篩選，從中選擇出最優(yōu)方案。這種思維體現(xiàn)出了計(jì)算機(jī)在進(jìn)行方案選用時(shí)的靈活選用思想，可以培養(yǎng)學(xué)生方案選擇設(shè)計(jì)的靈活性。

像這樣，讓學(xué)生針對(duì)一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行多種思路的設(shè)置解答，再?gòu)闹羞x出最優(yōu)解，可以有效地幫助學(xué)生加深對(duì)相關(guān)問(wèn)題應(yīng)用方法的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的算法設(shè)計(jì)評(píng)估能力。

綜上所述，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中開(kāi)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維的教學(xué)可以有效的提升學(xué)生的對(duì)知識(shí)的深度應(yīng)用能力，使學(xué)生可以對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，讓學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)思維進(jìn)行規(guī)劃。同時(shí)借助計(jì)算思維，可以幫助學(xué)生更好的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行剖析，找出事物本質(zhì)，在具體問(wèn)題的解決中，教師也可以讓學(xué)生通過(guò)算法設(shè)計(jì)評(píng)估，找出問(wèn)題的最優(yōu)解，實(shí)現(xiàn)自己解題技巧的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]史文崇.全球計(jì)算思維研究與實(shí)踐綜述[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2018，54（04）：31-35+71.

[2]秦福利，唐培和，李興瓊.計(jì)算思維：學(xué)生基本素養(yǎng)的時(shí)代訴求[J].高教論壇，2017（11）：40-43+77.