解構抽象思維的密碼：基于算法教學的“33”模式探究

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A論文編號：1674-2117（2025）20—0064-03

引言

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）強調信息科技課程應圍繞學科核心素養展開。在用算法解決問題的過程中，抽象是人們從豐富的真實事物或感性材料中，從某種角度抽取本質屬性，舍棄非本質屬性的過程，用以反映事物的本質或規律，形成概念、判斷、推理等，是建立模型的先決條件，它貫穿于問題求解的各個階段，具有重要的意義和價值。因此，如何在小學信息科技教學中有效培養學生的這種能力，特別是引導學生從具象思維向抽象思維過渡，成為一線教師面臨的挑戰。

浙教版《信息科技》五年級上冊第三單元的主題是“用算法解決問題”，對應新課標“身邊的算法”模塊中的目標要求——使學生了解利用算法求解簡單問題的基本方式，培養學生初步運用算法思維的習慣，并通過實踐形成設計與分析簡單算法的能力。《問題的抽象》是本單元的第2課，本課指向的核心素養為具有用計算機科學領域的思想方法解決問題的能力，即如何將現實生活中的具體問題轉化為計算機可以“理解”和“加工”的形式。

本課的學習對象為五年級的學生，其認知發展處于從具象思維向抽象思維過渡的時期，他們已經在一些生活場景中有抽象體驗，但對抽象的方法和具體形式還不是很理解，難點是合理運用抽象的方法對實際問題進行抽象。根據新課標“場景分析—原理認知—應用遷移”教學方式建議，筆者結合本課內容創設了“33模式”，即通過“認一認—探一探—用一用”三個層次，結合“情境化學習驅動、智能化工具支持、數字化平臺協同”三種教學策略，幫助學生在真實問題情境中逐步掌握抽象思維的核心方法。

3階漸進，助力學生抽象概念內化

具身認知理論指出，通過肢體動作 （如屏幕勾畫等）可以促進學生抽象認知，能輔助抽象思維具象化，提升理解效率。身體參與（如角色扮演、實驗操作）能激活多感官通道，增強知識記憶與遷移能力。因而，教學時可以通過抽象具象化，幫助學生逐步理解，并進行概念內化。

1.“認一認”促學生多元表征形成

研究表明，動態學習比靜態聽講的知識留存率高 40% 以上。以學生熟悉的具象事物為切入點，逐步引導他們從具體的形象中提取關鍵特征，形成抽象的表達。這種從具體到抽象的過渡，符合學生從具象思維向抽象思維發展的認知規律。

在《問題的抽象》一課中，筆者設計了“你畫我猜”游戲。讓幾位學生依次抽簽，根據簽上的動物在白板上進行簡單的繪畫，其余學生認一認這些線條圖形是哪種動物，并說一說猜測的依據。先用這樣有趣的互動游戲激發學生學習的興趣，讓學生在猜圖過程中初步形成具體實物與簡單抽象之間的關聯性思考，再通過問題“你覺得如何簡單勾畫就能畫出一頭牛？”引出用寥寥幾根線條能夠抽象呈現出的牛的簡化圖。最后，借助“你能用剛才勾畫牛的方式來找出它們的共性嗎？”“這些形狀各異的開關，它們的共性是什么？”兩個遞進的問題，引導學生實現思維進階，明白抽象的關鍵是在抽象時，要根據目標保留必要的細節，去除不必要的細節，從而找到事物與眾不同或者共同的特征。

2.“探一探”幫學生結構關系解構

抽象需要學生學會抽取事物本質，這就需要幫助學生從具象到抽象進行初步感知，需要通過實例引導，幫助他們理解和掌握抽象的思維方法。以熟悉的生活素材為內容，結合課程知識，用試試自主探究引導學生解構“抽象”，實現由地圖抽象到數據抽象的思維轉型。

在《問題的抽象》一課中，筆者設計了“幫助機器人規劃一條從食堂到基地的最短路線”的探究任務，事先用無人機拍攝學校實景圖，再引導學生一步步內化抽象。

在課堂上，筆者先用勾畫的方法抽象實景圖，再根據最短路線這個目標，對示意圖進行簡化，然后用屏幕畫筆來畫點線圖，把抽象簡化圖進一步抽象簡化，完成后截圖并上傳到學習平臺。在這個過程中，借助示意圖簡化交互式練習和學科學習平臺等技術手段，增強學生的參與感和互動性，提高教學效率。接著，引導學生將簡化后的地圖進一步抽象為點線圖，用點表示建筑，用線表示道路，實現從具象到抽象的符號化表達，用計算機可以“理解”的形式呈現問題。

而后，引導學生繼續深人探究：“從食堂到基地有哪幾條路線？如何找到最短距離路線？條件是什么？”規則抽象就是根據具體任務梳理并抽象出算法可以執行的規則。規則的抽象是較難理解的部分，用“探”的形式能夠激發學生的思維活力。學生在小組互學交流后明確：判斷最短距離的條件是兩兩比較所有路線的距離數值，最終較小值即為最短距離；每條路線的距離，就是將各分段路線的距離相加。

最后回到本課的重點“機器人如何計算路程？”，也就是從規則抽象走向數據抽象。筆者請學生嘗試說一說距離計算方法，發現學生在表述過程中不容易講清楚，而用算法來解決這個問題，需要每段路徑的距離的數據。這就讓學生體會到可用數據抽象表示路線的距離，知道了未知的距離數據可以用不同的變量來表示。

3.“用一用”助學生思維遷移應用

問題的抽象，是要學生學會從豐富的真實事物或感性材料中，從某種角度抽取本質屬性，舍棄非本質屬性的過程。這樣的能力來自生活也要回歸生活。因而，讓學生“用”知識技能去解決生活實際問題，可以幫助學生真正實現思維的升級。

在課堂上，筆者發布了學習任務：“本周三我校將承辦省級研討會，屆時來參加活動的其他市的教師會人住附近的酒店，請同學們根據酒店的位置，以學校為出發點，為他們設計規劃最優路線。”這樣通過真實問題情境，讓學生在解決實際問題過程中應用抽象方法。學生要綜合運用地圖抽象、規則抽象、數據抽象等方法，考慮實際約束條件（如施工路段不能通行），規劃出最優路線。這一過程不僅考查學生對抽象方法的掌握程度，還培養了

課程教學

他們全面分析問題和靈活應對的能力。這也就做到了將抽象思維從課堂學習遷移到現實生活中，認識到抽象思維在解決各種復雜問題中的廣泛應用價值，提升學生運用抽象思維解決實際問題的能力。

3徑共引，驅動學生雙軌并行認知

1.情境驅動，要錨定現實問題

新課標指出，應從學生的生活體驗出發，注重創設真實情境，避免空洞地講授抽象概念。因而，在教學時，可以借助真實情境的設計，激發學生的學習興趣和探究欲望，幫助學生在具體情境中理解和應用抽象概念。

在“認一認”環節中，筆者創設了“你畫我猜”游戲情境，從學生喜歡的日常游戲入手，既活躍了課堂氛圍，又通過游戲體驗，讓學生初步感知并抓住問題的關鍵。然后，借助牛的簡單勾畫引出抽象的形式—一圖形，借助日常生活中的蔬菜和水果，用共同的特征引出抽象的形式——文字，借助不同開關的相同功能引出抽象的形式——數字。這一過程讓學生感受到信息科技源自生活，并不陌生。學生根據不同需要，認識到抽象可以用不同的表現形式，關鍵是抓住主要特征，去除不必要的細節。學生由此初步體驗這種由繁到簡的過程，建立起對抽象的感性認知。

在“探一探”環節，創設“幫助機器人規劃從學校食堂到基地最短路線”這一驅動性問題，讓學生在解決實際問題過程中逐步體驗抽象的過程；在“用一用”環節，通過“幫助客人規劃一條從學校到酒店的最優路線”這一真實問題情境，激發學生的思維，學生以小組合作的方式對問題的抽象進行應用，讓知識學習逐步落地，讓抽象逐步化文字為數據、符號。

2.智能工具，能降低認知負荷

在信息科技課堂上，教師要充分利用現代信息技術工具（如屏幕畫筆、交互式軟件等）輔助教學，提升學生的參與度和學習效率，促進抽象思維的實踐操作。

在教學中，靈活應用輔助教學小工具不僅可以提高教學效率，還可以增加學生的學習興趣和參與度，使學生更加自主和有效地實踐。例如，運用“屏幕畫筆”軟件的畫筆功能，完成了“活動一：實景地圖的勾畫”和“活動三：點線圖的繪制”。在“活動二：示意圖簡化”中，通過使用“ArticulateStoryline3\"軟件制作“點擊去除非必要的要素”的交互式練習，學生能夠充分參與到“示意圖簡化”的過程中。通過充分發揮這些教學工具的優勢，為學生后續的規則抽象和數據抽象的學習留下了更多時間。同時，這些輔助小工具也進一步吸引學生投入到對信息科技的思考中。

3.數字平臺，更促進協作反思

教師可以借助數字化學習平臺，實現師生、生生之間的實時互動與協作，支持過程性評價和個性化學習，進而推動抽象思維能力的深度發展。

總之，運用33模式，可以有效地幫助學生理解“抽象”，實現從具象思維向抽象思維過渡，并幫助學生在真實問題情境中逐步掌握抽象思維的核心方法。

參考文獻：

[1中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[].北京：北京師范大學出版社，2022.

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[房萌萌，王森.數字平臺助力小學信息科技學科核心素養培養的研究——以“垃圾分類學習”項目為例J.中國現代教育裝備，2024（24）.9-11+22.e