開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數學四年級論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

【關鍵詞】STEM；數字科學家；自由的研究者

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2013）07/08-0049-05

科學教育在繼STS教育、Hands on教育、Minds on教育之后出現了STEM教育理念。STEM教育在課程內容選取上強調綜合性，涉及科學、技術、工程學和數學四個領域的內容。在教學方式上強調學生的實踐和理論聯系實際。

在STEM教育理念引領下，北京師范大學項華副教授及其團隊創立了“數字科學家”課程與教學模式。它是一種在數字環境下，以信息技術為情感激勵工具和探索工具，旨在培養學生利用信息技術探索世界的意識和能力的課程與教學模式。

北京景山學校北校區從2011年3月開始實施“數字科學家”課程項目。期望選修該課程的學生能夠對任何一個感興趣的問題，通過選用適當的科學手段進行解決，從而成為一名自由的探索者。下面將以“投票計數”為例，介紹我們的思考與做法。

教學任務分析

“投票計數”是初中階段“數字科學家”選修課程的第一課，問題情境源于北京連續出現霧霾天氣，學生要對過春節時是否有必要燃放煙花爆竹進行投票。

任務要求：為了更好地保護環境，同學們的日常生活方式是否低碳環保呢？請自主選擇一個內容，制作投票計數器，讓本班同學參與投票，分析結果，撰寫研究報告。

任務內容：1.根據問題情境，選擇環保內容，編制成可以進行投票的問題與選項。2.利用Scratch軟件平臺的按鍵偵測功能，設計制作投票器。3.在全班進行投票，獲取數據，將結果導出，并對數據進行分析和處理。4.撰寫研究報告，按小組交流展示。

學情分析

學生共11人，來自七年級的兩個班級。學習本課之前，學生已經有一個學期的Scratch學習、使用經驗，具備了程序設計的基本能力。

教學目標

知識與技能：1.進一步熟悉Scratch的鍵盤按鍵事件，制作兩個鍵響應的投票器。2.進一步熟悉Scratch動作模塊里“移動多少步”程序塊的功能與使用，利用畫筆里的圖章功能，制作投票數據的柱狀統計圖。3.了解Scratch中變量的定義、使用，記錄輸入不同選項時的投票數。4.了解分支選擇結構和文字顯示的功能，對投票結果進行判斷和輸出，直接得出投票結論。

過程與方法：1.親身經歷“規劃設計—制作—測試—修改完善”的過程，體會如何進行規劃設計，開發出符合需要的投票器程序。包括程序的功能設計、角色與界面設計、變量設計、初始化設計及程序制作。2.初步協調小組成員的配合，形成有效的小組合作。

情感、態度與價值觀：1.本課任務涉及了數據的獲取、導出、處理分析及結果的應用，滲透了“數字科學家”的課程理念。2.體驗從問題情境中提煉出核心問題的過程，逐步培養問題意識和解決問題的能力。

教學重點與難點

重點：1.如何根據實際問題的需要，規劃設計投票器的功能。2.程序的測試與修改。

難點：1.投票器功能的規劃與程序界面的設計。2.程序的測試與修改。3.對所獲取數據的處理、分析與應用。

課程資源

Scratch 1.4軟件平臺；投票計數學案.doc；投票計數.ppt

教學過程

本課采用基于問題的小組探究式學習，即“以教師為主導，學生為主體”的探究性學習模式。教師的作用是：引出核心問題—指導學生設計—點評程序，提出改進意見。學生的活動流程為：分組協作、明確分工—規劃設計、擬定功能—編寫程序、調試應用—獲取數據、撰寫報告—評價反思、展示交流。

1. 引入新課（15分鐘）。

教師介紹“數字科學家”課程的目標、要求與安排，并對學生進行異質分組，確定組名與分工。

（教師用圖片展示情境，引入項目）北京頻繁出現霧霾天氣；春節期間，很多人選擇不燃放煙花爆竹；四年級小同學在進行“我們的碳足跡”項目活動。

師：我們到底該選擇什么樣的生活方式？是否低碳環保呢？讓我們制作投票器來進行投票，并對投票的數據進行分析與應用。

教師展示投票器示例畫面，帶領學生明確探究學習步驟：

（1）啟動Scratch，設計制作問題背景和問題角色。

（2）編程制作投票器：按y鍵表示同意，n鍵表示不同意；數據的可視化（多種形式，如柱狀圖）；統計結果的記錄（變量或鏈表）。

（3）在小組內進行投票測試并根據出現的問題進行調試。

（4）導出數據并對投票后的程序界面進行截圖。

（5）撰寫本課研究報告。

2.學生分組探究學習（40分鐘）。

研究報告格式：

主題：***環保生活方式調研

研究者：***小組 組員：

輪值主席：

調研目的：

程序流程圖：

調試過程（出現問題，解決辦法）：

導出數據與分析：

環保生活方式建議：

體會：

3.小組展示交流與教師點評（25分鐘）。

4. 教師小結及作品整理提交。

實踐、反思與拓展

第一次實踐：自選主題設計投票器

5個小組的學生都認真地完成了任務，撰寫出了研究報告，完成情況很好。在學生的探究性學習過程中，有以下值得我們特別關注的現象。

1. 學生發現了問題，并嘗試解決問題。

在程序的制作和試運行過程中，學生發現“按住Y鍵不放時，會導致多次重復投票”，怎么辦呢？ 圍繞這一問題，學生自己展開了討論與嘗試，各組都有不同的高招：

“TCYYY”組采用了直到按Y鍵結束前一直等待的程序模塊。

“馮周”組采用了按Y鍵后進行廣播，等待1秒后才能重新投票。

“燃燒軍團”組采取了要求投票者填寫身份和理由的方式，并在按鍵處也采用了直到按Y鍵結束前一直等待的程序模塊。

“132425”組采用了“計數器”和“數學邏輯”的模塊，實現2秒鐘內不可重復投票。

從以上情況看出，學生能夠在程序測試過程中發現問題并嘗試解決問題，在寬松的研討環境中創造性思維與發散性思維得到了較好的拓展，得出多種解決方案。學生們已經有了問題意識，有了自主解決問題的自覺性與能力。

2. 撰寫研究報告，培養了學生記錄探究過程和表達自己想法的意識。

下表是各小組對程序問題的部分調試記錄。可以看出，盡管學生發現的問題和解決的方法各不相同，表達的方式也不同，但都把問題說清楚了，記錄了自己思維和探究的過程。

3.從研究報告中的“導出數據與分析”，可以看出學生考慮問題角度的多元化和分析數據時思維的發散性。

4.學習評價要素與權重：輪值主席（10）、學習紀律（10）、小組合作（10）、程序功能（40）、研究報告（30）。

這是一次兩課時的探究性學習活動，從最終效果看，還需要在學生開始自主制作之前進行討論交流，明確程序的基本功能和程序設計的變量定義等，從而讓學生的探究更有的放矢。

從學生選擇的投票主題看，問題比較單一，在選題方面的思維不夠發散。當學生把制作好的投票器給四年級“我們的碳足跡”項目負責老師用時，老師的一句話“我想問其他的問題怎么辦呢？”就把學生問懵了。怎么辦呢？我根據可以探究的新問題，對活動進行了延伸。于是，有了第二次實踐。

第二次實踐：萬能投票器的制作

1.問題情境：小學四年級學生在進行“我們的碳足跡”項目調研時，拿到了我們之前制作的投票器，發現我們5個小組的選題比較單一，想問其他問題卻沒有辦法使用這些投票程序，怎么辦呢？

2.討論形成任務，明確程序功能。

通過討論，學生提出制作能夠讓使用者問任何想要調研題目的投票器——萬能投票器，即簡易專家系統。

程序的功能：

通過人機交互可以生成任意想調研問題的投票器（要有相應按鈕，在問題生成不理想的情況下可以重新開始設置問題）。

通過人機交互利用設定初值的程序進行投票（要有相應按鈕，在投票出現問題的情況下，可以重新開始投票，而不必重新設置問卷）。

通過人機交互生成投票結果并進行初步判定，得出結論。

3.分小組進行程序開發，并完成以下各項工作：（1）通過填表的方式，明確程序功能，并進行變量和鏈表設計。（2）編寫程序。（3）發現程序問題，調試程序。（4）撰寫反思與體會。（5）進行共享交流。

4.評價要素與權重：學習紀律（20）、小組合作（20）、程序功能（30）、研究報告（30）。

5.實踐情況：每個小組都撰寫了程序的開發說明，并完成了程序的制作。以下是一個比較典型的小組程序開發說明。

【小組名稱】132425

【任務主題】制作任意題材，2～4個選項投票生成器。

【程序功能】先由提問者通過“回答”設計出問題，然后進入回答模式，再由計算機通過程序辨析，做出條狀圖。

【變量設計】No1：一號選項， No2：二號選項，No3：三號選項， No4：四號選項。

【鏈表設計】問題鏈表（用于記錄問題），回答列表（可隨時導出回答數據）。

【初始化】主角設置問題、選項個數與選項名，可隨時停止設置問題。

【投票器使用】通過鍵盤控制選擇選項。

由于時間關系，只有2個小組的程序做了應用演示，其他3個小組只寫了開發說明，課后上交了制作好的程序。我在試運行學生的程序時發現，如果不猜的話，就不知道怎么使用他們的程序。怎么辦呢？于是就誕生了第三次實踐的問題，即如何使別人能夠順利使用自己開發制作的程序呢？

第三次實踐：程序測試修改與編寫使用說明

1.問題情境：小學四年級“我們的碳足跡”項目組的學生拿到了我們制作的萬能投票器，在使用時又提出了很多新問題：怎么使用啊？我想導出投票數據怎么辦呢？

一個軟件開發完成后的第一項工作是測試、調試、修改，第二項工作是編寫軟件開發與使用說明，讓后續的開發者和使用者知道如何著手修改和完善程序，怎樣能夠正確使用。

2.討論明確任務：（1）測試、調試、修改程序。（2）編寫軟件開發和使用說明。

3.按小組程序調試與修改，并準備自己軟件的展示與宣傳廣告詞。

4.評價要素與權重：學習紀律（20）、小組合作（20）、程序功能（20）、使用說明（20）、交流展示（20）、加分（10）。

5.實踐情況：5個小組的學生都修改調試好了程序，特別是程序的初始化工作，編寫了較為清楚、比較簡明的使用說明。以下是一個小組編寫的開發和使用說明。