中小学计算思维和数学逻辑思维的培养实践研究——以Scratch编程实现《百钱百鸡》为例.docx

中小学计算思维和数学逻辑思维的培养实践研究——以Scratch编程实现《百钱百鸡》为例
中小学计算思维和数学逻辑思维的培养实践研究——以Scratch编程实现《百钱百鸡》为例
摘要：计算思维和数学逻辑思维是中小学教育中重要的能力培养目标，通过利用Scratch编程实现《百钱百鸡》问题，可以提高学生的逻辑思维能力和创造性思维能力，本文通过实践研究，探讨了Scratch编程对中小学生计算思维和数学逻辑思维的培养效果，并总结了一些有效的教学方法和策略。
导言
计算思维和数学逻辑思维是现代社会中不可或缺的重要能力，对中小学生的培养尤为重要。计算思维是指将问题抽象化、自动化处理和优化算法的思维方式，而数学逻辑思维则是指通过推理和证明等方式解决数学问题的思维能力。通过培养学生的计算思维和数学逻辑思维，可以提高他们的问题解决能力、创造性思维能力以及逻辑推理能力。Scratch是由麻省理工学院媒体实验室开发的一款图形化编程工具，它提供了一种简单直观的方式让学生学习编程，通过使用Scratch编程实现《百钱百鸡》问题，可以激发学生的兴趣并培养他们的计算思维和数学逻辑思维。
一、Scratch编程介绍
Scratch是一款适用于中小学生的图形化编程工具，它通过拖拽积木式代码块来实现程序的编写。学生可以通过Scratch创建交互式的动画和游戏，并且可以与其他学生分享和交流。Scratch的界面简洁明了，图形化的编程方式让学生更容易理解和上手，同时也提供了丰富的教学资源和社区支持。
二、《百钱百鸡》问题简介
《百钱百鸡》是一道古老的数学难题，题目如下：有一百钱，要买一百只鸡。公鸡每只5钱，母鸡每只3钱，小鸡每只1钱，问公鸡、母鸡、小鸡各多少只？这道问题涉及到鸡的数量和价格的关系，通过解决这道问题，可以培养学生的逻辑思维和计算能力。
三、Scratch编程实现《百钱百鸡》问题
通过使用Scratch编程实现《百钱百鸡》问题，学生可以学习到如何将问题抽象化和建立数学模型。以下是实现的步骤：
步骤一：创建变量
首先，我们需要创建三个变量用来表示公鸡、母鸡和小鸡的数量。
步骤二：添加循环
我们需要添加循环来穷举所有的可能性，通过循环逐个尝试不同的鸡的数量组合。
步骤三：添加条件判断
在循环中，我们需要添加条件判断来筛选出满足题目条件的鸡的数量组合。
步骤四：输出结果
最后，我们需要将满足条件的鸡的数量组合输出到屏幕上。
四、实践研究结果与分析
通过实践研究，我们发现通过Scratch编程实现《百钱百鸡》问题可以提高学生的逻辑思维和计算思维能力。通过解决问题，学生需要将问题抽象化为数学模型，然后通过编写代码来解决问题。这个过程中，学生需要运用数学逻辑思维来分析问题，并通过计算思维来实现问题的解决。同时，由于Scratch提供了可视化的编程界面，学生可以直观地看到代码的执行结果，这有助于他们理解和反思自己的解决方法。
此外，通过使用Scratch编程实现《百钱百鸡》问题还可以培养学生的创造性思维能力。在解决问题的过程中，学生可以通过尝试不同的方法和思路来得到不同的解决方案，并且可以自由地改进和优化自己的代码。这样，学生可以发挥自己的创造性思维并培养解决问题的能力。
五、有效的教学方法和策略
1.引导学生分析问题：在解决《百钱百鸡》问题之前，引导学生分析问题的要求和条件，帮助他们理解问题并确定解题思路。
2.指导学生抽象问题：帮助学生将问题抽象为数学模型，将鸡的数量和价格建立数学关系，培养他们的抽象建模能力。
3.鼓励学生思考多种解决方法：引导学生思考不同的解决方法和思路，鼓励他们尝试不同的思考角度和解决方案。
4.提供充足的练习机会：通过设计多个相关的问题和编程任务，给予学生充足的练习机会，巩固他们的计算思维和数学逻辑思维能力。
6、结论
通过使用Scratch编程实现《百钱百鸡》问题，可以有效培养中小学生的计算思维和数学逻辑思维能力。通过解决问题，学生需要运用数学逻辑思维来分析问题，并通过计算思维来实现问题的解决。同时，学生还可以通过尝试不同的方法和思路来培养创造性思维能力。通过有效的教学方法和策略，可以进一步提高学生的学习效果。
参考文献：
[1]杨亚辉,李雷,李靖等.“计算思维能力与数学素质的关系及发展策略[J]”.数学的实践与认识.2016,(09):133-136.
[2]李中伟.“Scratch编程在数学教学中的应用探究[J]”.数理教学参考.2020,(08):119.
[3]宋震宇,赵新建,姜璐璐等.“基于Scratch的《百钱百鸡》问题探究[J]”.现代教育技术.2015,(07):142-145.