信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用例析

摘要：“促進(jìn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程融合”是義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程理念之一。在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，合理利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，設(shè)計融知識性與趣味性于一體的視頻導(dǎo)入情境，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)探究興趣；借助信息技術(shù)直觀、可視的知識生成動態(tài)場景，可以促進(jìn)學(xué)生對知識的理解與應(yīng)用；合理運用信息化教學(xué)平臺中的各類課程資源，有利于拓展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的廣度，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué)；信息技術(shù)；視頻導(dǎo)入；創(chuàng)設(shè)情境；整合資源當(dāng)今社會，信息素養(yǎng)已經(jīng)成為公民的基本素養(yǎng)。加快教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國是新時代賦予教育信息化的新使命。2018年，教育部推出《教育信息化2.0行動計劃》，明確指出：以教育信息化支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化，是新時代我國教育改革發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，對于構(gòu)建教育強(qiáng)國和人力資源強(qiáng)國具有重要意義。2019年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《中國教育現(xiàn)代化2035》，繪制了新時代建設(shè)教育強(qiáng)國的宏偉藍(lán)圖，提出了包括“加快信息化時代教育變革”在內(nèi)的十大戰(zhàn)略任務(wù)。數(shù)字化教育資源作為推動教育信息化的重要基礎(chǔ)，包括數(shù)字教材及相關(guān)教學(xué)素材、教學(xué)課件、虛擬仿真系統(tǒng)等，可以為教師教學(xué)提供豐富、生動的場景素材資源，方便教師創(chuàng)設(shè)生動有趣的虛擬仿真教學(xué)情境，促進(jìn)教師教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革。在義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程教學(xué)中，注重現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程教學(xué)的深度融合，已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)學(xué)教育發(fā)展的大趨勢。以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《2022年版數(shù)學(xué)課標(biāo)》）明確提出了“促進(jìn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程融合”的課程理念，要求教師“合理利用現(xiàn)代信息技術(shù)，提供豐富的學(xué)習(xí)資源，設(shè)計生動的教學(xué)活動，促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)方式方法的變革”“在實際問題解決中，創(chuàng)設(shè)合理的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，提升學(xué)生的探究熱情，開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的想象力，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)”［1］4。對小學(xué)數(shù)學(xué)教師來說，加快信息技術(shù)在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用是推動其實現(xiàn)課堂教學(xué)變革、培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的必要手段。教學(xué)實踐中，筆者重點從以下四個方面進(jìn)行了探索。一、設(shè)計融知識性與趣味性于一體的視頻導(dǎo)入情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)探究興趣偉大的思想家、教育家孔子說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！迸d趣是推動學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。教師在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的學(xué)習(xí)情境，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。俗話說：良好的開端是成功的一半。一節(jié)課的成效如何，導(dǎo)入環(huán)節(jié)起著關(guān)鍵的作用。因此，在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的教學(xué)情境，更加有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；如能將知識蘊(yùn)含在情境之中，則有利于激發(fā)學(xué)生對知識的探究興趣。當(dāng)代兒童是信息時代的“原住民”，對信息技術(shù)有著天然的喜好。小學(xué)數(shù)學(xué)教師在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)借助信息技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)情境，運用動態(tài)的畫面、聲音、圖像等吸引小學(xué)生的注意力，把靜態(tài)的學(xué)習(xí)素材變成動態(tài)的視頻畫面，融數(shù)學(xué)知識于視頻畫面當(dāng)中，更加有利于激發(fā)小學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)興趣，提高小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。例如，教師執(zhí)教蘇教版數(shù)學(xué)三年級上冊“認(rèn)識周長”一課，在開課伊始播放了一個一只小螞蟻沿著一片樹葉的邊緣爬行、所爬過的樹葉邊緣逐漸變成一條顯眼的紅色線路的視頻，以此培養(yǎng)學(xué)生對“一周”的表象認(rèn)知。在這個視頻中，教師先后呈現(xiàn)了兩種情況：一種情況是這只螞蟻沒有爬完這片樹葉的全部邊緣，因此沒有顯示完整的一圈紅線，學(xué)生觀察后提出的發(fā)現(xiàn)是“沒有爬到終點”，這便為接下來的“不是封閉的一周就不是周長”的概念辨析教學(xué)埋下了伏筆；另一種情況是這只螞蟻沿著這片樹葉的邊緣爬完了一圈，這時老師告訴學(xué)生，這條紅色的邊線是樹葉“一周”的邊線，而像這樣的一周邊線，在數(shù)學(xué)上便稱為樹葉的“周長”。于是教師導(dǎo)入了“認(rèn)識周長”的課題。用視頻導(dǎo)入教學(xué)，把數(shù)學(xué)知識植入生動活潑的視頻情境中，比用實物導(dǎo)入更能吸引小學(xué)生的注意力，同時也更能培養(yǎng)他們的專注力，從而激發(fā)其探究興趣。數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中無處不在，用學(xué)生熟悉的生活場景、活動視頻導(dǎo)入新課，同樣可以達(dá)到激發(fā)學(xué)生探究興趣的目的。例如，執(zhí)教蘇教版數(shù)學(xué)二年級下冊“認(rèn)識角”一課，教師在導(dǎo)入環(huán)節(jié)播放學(xué)校近期舉行的“童聲頌黨恩·童心獻(xiàn)給黨”歌詠比賽視頻，放大視頻影像中的五角星、紅領(lǐng)巾等學(xué)生生活中的實際物品圖片，從中抽象出數(shù)學(xué)中的角，不僅讓學(xué)生感覺親切，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生“會用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實世界”的核心素養(yǎng)，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象和幾何直觀能力。二、借助信息技術(shù)直觀、可視的知識生成動態(tài)場景，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解與應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的本質(zhì)具有抽象性和嚴(yán)謹(jǐn)性，加上傳統(tǒng)教學(xué)手段的局限性，導(dǎo)致以形象思維為主的小學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時常常覺得枯燥乏味，且不能正確理解一些重要的數(shù)學(xué)概念。有了信息技術(shù)的助力，教師在教學(xué)中合理利用多媒體數(shù)學(xué)軟件，制作可視化的動態(tài)教學(xué)場景，把一些抽象的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化成動感、有聲的畫面，用動態(tài)的過程直觀化地展現(xiàn)數(shù)學(xué)知識的本質(zhì)，可以有效促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解和對數(shù)學(xué)問題的解決。此外，教師還可以借助信息技術(shù)呈現(xiàn)相關(guān)概念之間的區(qū)別與聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生形成相關(guān)概念的知識體系，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)概念、原理的深度學(xué)習(xí)。一是運用信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)生對概念的理解。數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)中的基本材料。正確地理解概念，清晰、完整地掌握數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)，是學(xué)好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的重要前提，也是培養(yǎng)學(xué)生運算能力、解決問題能力的重要條件。盡管數(shù)學(xué)概念具有相當(dāng)?shù)某橄笮?，與小學(xué)生的認(rèn)知特點不太適應(yīng)，但它們依然是從現(xiàn)實世界中抽象和概括出來的，反映了諸多客觀事物數(shù)量關(guān)系和空間形式方面的本質(zhì)屬性。因此，課堂教學(xué)中，教師可以運用現(xiàn)代信息技術(shù)，將數(shù)學(xué)概念的產(chǎn)生和形成過程通過情境創(chuàng)設(shè)“還原”到生活化的情境當(dāng)中，促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解。例如，執(zhí)教蘇教版數(shù)學(xué)五年級下冊第一單元“簡易方程”中的“認(rèn)識方程”一課，鑒于方程概念第一次進(jìn)入小學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，且該概念與其相關(guān)的等式概念相比尤其抽象，教師可結(jié)合教材內(nèi)容，運用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境，從學(xué)生相對熟悉的等式概念入手，逐漸引出方程概念。首先，教師運用多媒體展示一個左右兩邊分別是2個50克砝碼、1個100克砝碼的天平。這時學(xué)生可以看到，天平的指針正好指向中間，說明這個天平左右兩邊的質(zhì)量是相等的。由此學(xué)生可以寫出算式50+50=100，于是得出天平左右兩邊相等的結(jié)論，從而溫習(xí)了等式的概念。其次，教師運用多媒體演示改變天平左右兩邊砝碼的質(zhì)量導(dǎo)致天平傾斜直至再度平衡的過程，使學(xué)生感受到天平的平衡和傾斜可以用怎樣的式子表示，從而使靜態(tài)的算式變得富于動感。在以上操作過程中，教師使用了質(zhì)量數(shù)為x的砝碼。學(xué)生由等式的寫法逐漸過渡到等式中含有未知數(shù)的寫法，根據(jù)天平左右兩邊的升降，依次列出了相應(yīng)的式子x+50>100、x+50=150、x+50<200、x+x=200。最后，教師要求學(xué)生將自己所寫出的式子與50+50=100進(jìn)行分類，加深學(xué)生對等式、不等式、方程的理解，在對比中深度感知等式與不等式、等式與方程的區(qū)別與聯(lián)系。這樣的概念學(xué)習(xí)，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，化抽象為直觀，可以加深學(xué)生對概念的理解。二是運用信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)生對例題情境的理解。在小學(xué)數(shù)學(xué)教材中，有些例題的呈現(xiàn)對小學(xué)生來說是相對陌生且難以理解的，比如那些有關(guān)數(shù)量關(guān)系以及解決問題的策略等題目。借助信息技術(shù)手段對題目中的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行現(xiàn)實場景模擬，讓學(xué)生在模擬仿真的情境中探討相關(guān)的數(shù)學(xué)問題，有利于促進(jìn)學(xué)生對問題的理解和解決。例如，蘇教版數(shù)學(xué)四年級下冊有關(guān)相遇問題的例7（如下頁圖1），在引導(dǎo)學(xué)生用畫圖的方法整理題目的條件和問題時給出了一個圖示（如圖2）。如果教師只是按照圖示來講解，大部分學(xué)生對速度和以及相遇時間的認(rèn)識將停留在淺表，或者一知半解，最后只能靠死記硬背相應(yīng)的數(shù)量關(guān)系來“解決”這個問題；當(dāng)換一種情境讓學(xué)生去解決實際問題的時候，學(xué)生往往無法做到靈活運用相遇問題的知識本質(zhì)來解決問題。為此，教師可以運用現(xiàn)代信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)虛擬仿真的現(xiàn)實場景，演示兩名學(xué)生分別從自己家出發(fā)前往學(xué)校的行進(jìn)路線，讓學(xué)生在情境中理解兩個小朋友“相向而行”“同時出發(fā)”“1分鐘時間兩個小朋友所走的路程”“2分鐘（3分鐘、4分鐘）時間兩個小朋友所走的路程”“相遇”“相遇時間”等，從中深刻體會速度和、相遇時間和總路程之間的關(guān)系，從而加深學(xué)生對相遇問題的數(shù)量關(guān)系本質(zhì)的理解。為了發(fā)展學(xué)生的逆向思維，教師還可以在解決這個問題之后，給學(xué)生演示一個同時出發(fā)、背向而行的實際問題，讓學(xué)生感知其中的數(shù)量關(guān)系，從而進(jìn)一步加深對相遇問題數(shù)量關(guān)系本質(zhì)的理解。三是運用信息技術(shù)助力學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)。小學(xué)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容是由一個個知識要點構(gòu)成的，然而這些知識要點并不是零散的、碎片化的存在，而是密切聯(lián)系的有機(jī)整體，在數(shù)學(xué)知識、能力、思想方法等方面存在著縱向的發(fā)展性和橫向的聯(lián)系性，結(jié)構(gòu)化特征十分明顯。《2022年版數(shù)學(xué)課標(biāo)》將“設(shè)計體現(xiàn)結(jié)構(gòu)化特征的課程內(nèi)容”作為一個重要的課程理念提出，旨在引導(dǎo)教師通過對課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化整合，探索發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的有效路徑。小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以運用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合文本素材，形象、生動地展示各個學(xué)段所學(xué)數(shù)學(xué)知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，將零散的知識要點整合成知識脈絡(luò)，再編織成知識網(wǎng)絡(luò)，形成一個相對完整的知識體系，從而加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的整體理解和記憶。例如，蘇教版數(shù)學(xué)六年級下冊總復(fù)習(xí)之“圖形的認(rèn)識與測量”，其知識要點包括認(rèn)識平面圖形和立體圖形，計算平面圖形的周長和面積以及立體圖形的體積，測量物體的長度，等等。學(xué)生在整理這個板塊的知識網(wǎng)絡(luò)時，需要經(jīng)歷從實際物體抽象出各種不同的幾何圖形的過程，積累圖形觀察與思考的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗，從中感悟點、線、面、體的內(nèi)在聯(lián)系，形成結(jié)構(gòu)化的數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)中，教師抓住這些內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，運用信息技術(shù)手段，動感演示把靜態(tài)的圖形轉(zhuǎn)變成動態(tài)的畫面，即點動成線、線動成面、面動成體的過程，便可以把有關(guān)點、線、面、體這些知識要點之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)借助靈動的畫面展示給學(xué)生，給學(xué)生留下深刻的印象，從而加深學(xué)生對相關(guān)知識內(nèi)在聯(lián)系的感悟。三、合理運用信息化教學(xué)平臺中的各類課程資源，拓展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的深度和廣度義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程目標(biāo)以學(xué)生發(fā)展為本，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)使學(xué)生獲得數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想和基本活動經(jīng)驗，發(fā)展運用數(shù)學(xué)知識與方法發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決問題的能力，形成正確的情感、態(tài)度和價值觀［1］2。為了培育和發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)及信息素養(yǎng)，課堂教學(xué)中，教師應(yīng)合理運用、整合信息化教學(xué)平臺中的各類課程資源，拓展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的廣度和深度。一是運用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)虛擬仿真情境，讓學(xué)生具身感悟數(shù)學(xué)文化，培育文化自信。數(shù)學(xué)文化是我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的重要組成部分，在數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)傳統(tǒng)文化教學(xué)是課程標(biāo)準(zhǔn)的要求［2］。《2022年版數(shù)學(xué)課標(biāo)》在“課程理念”部分對課程內(nèi)容的選擇明確提出要“關(guān)注數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展前沿與數(shù)學(xué)文化，繼承和弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化”［1］2；在“教學(xué)建議”中要求教師“注重情境素材的育人功能，如體現(xiàn)中國數(shù)學(xué)家貢獻(xiàn)的素材，幫助學(xué)生了解和領(lǐng)悟中華民族獨特的數(shù)學(xué)智慧，增強(qiáng)文化自信和民族自豪感”［1］87；在“教材編寫建議”中要求“展現(xiàn)數(shù)學(xué)發(fā)展史中偉大數(shù)學(xué)家，特別是中國古代與近代著名數(shù)學(xué)家，以及他們的數(shù)學(xué)成果在人類文明發(fā)展中的作用，增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷與民族自豪感”［1］95。鑒于數(shù)學(xué)文化與學(xué)生的現(xiàn)實生活存在一定的距離，教師運用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)虛擬仿真情境，可以拉近學(xué)生與數(shù)學(xué)文化的時空距離，有效拓展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的廣度和深度，讓學(xué)生在虛擬仿真情境中具身感悟先人的智慧和對人類文明發(fā)展的貢獻(xiàn)。例如，執(zhí)教蘇教版數(shù)學(xué)四年級下冊“認(rèn)識多位數(shù)”一課，教師可以利用多媒體技術(shù)講述我國古代算盤工具從石子到結(jié)繩到算籌到擺珠子到算盤的演化歷程，然后介紹算盤的用途，最后讓學(xué)生認(rèn)識算盤、學(xué)習(xí)運用算盤進(jìn)行計算的方法，讓學(xué)生熟悉相關(guān)的計算口訣；執(zhí)教蘇教版數(shù)學(xué)三年級下冊“年、月、日”一課，教師可以用星空動畫為背景，介紹古羅馬歷法、陰陽歷法等數(shù)學(xué)史話和數(shù)學(xué)文化，導(dǎo)入地球、太陽與月亮的運行軌跡，讓學(xué)生知道大月、小月、閏月、平年、閏年等相關(guān)知識的數(shù)學(xué)本質(zhì)，滲透變與不變的辯證思維。二是借助現(xiàn)代信息技術(shù)，讓課堂教學(xué)突破時空邊界。信息技術(shù)為遠(yuǎn)程教學(xué)提供了技術(shù)方面的支撐，拓寬了數(shù)學(xué)課堂有限的教學(xué)時空。教師在課堂教學(xué)中借助同步課堂設(shè)備，可以實現(xiàn)多點課堂共享，讓教學(xué)突破時空邊界。例如，疫情期間，為有效開展邊境地區(qū)教育結(jié)對幫扶工作，欽州數(shù)學(xué)組與邊境受援學(xué)校的相應(yīng)班級就蘇教版數(shù)學(xué)四年級下冊“三角形的三邊關(guān)系”開展了共享課堂教學(xué)活動。課前，教師讓兩地學(xué)生通過觀看“用尺規(guī)作三角形”的微課進(jìn)行有效預(yù)習(xí)：該微課以課本中的例3為例，演示了尺規(guī)作圖的步驟和方法，并讓學(xué)生進(jìn)行了課前操作嘗試，從而為課堂教學(xué)做好了鋪墊。課堂上，教師首先從學(xué)生課前用尺規(guī)作圖法作出的三角形作業(yè)反饋中了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，針對學(xué)生操作中的不足進(jìn)行重點講解，使學(xué)生對用尺規(guī)作三角形的具體操作步驟和方法更加嫻熟，繪制起來更加流暢；接著給學(xué)生出示了幾組線段（每組三條，有的能構(gòu)成三角形，有的不能構(gòu)成三角形），啟發(fā)學(xué)生在進(jìn)行尺規(guī)作圖的操作過程中思考三角形三條邊的邊長之間的關(guān)系，感悟“任意兩邊之和大于第三邊”的意義；最后，教師引導(dǎo)學(xué)生運用之前所學(xué)知識“兩點之間線段最短”證明“三角形任意兩邊長度的和大于第三邊”，培養(yǎng)學(xué)生的推理意識。課后，教師了解了兩地學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)兩地學(xué)生都很好地學(xué)到了本課的核心知識，推理意識也得到了有效的培養(yǎng)。三是借助信息化教學(xué)平臺中的各類課程資源，推動跨學(xué)科融合教學(xué)改革。在核心素養(yǎng)導(dǎo)向的新一輪課程改革中，跨學(xué)科融合教學(xué)已經(jīng)成為新時代教學(xué)改革的一個重要方向。義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程四大領(lǐng)域內(nèi)容之一“綜合與實踐”是一個需要師生在實踐中創(chuàng)新的綜合性、實踐性、開放性課程學(xué)習(xí)領(lǐng)域，主要以跨學(xué)科的主題學(xué)習(xí)和項目學(xué)習(xí)的形式推進(jìn)。小學(xué)數(shù)學(xué)課程以主題學(xué)習(xí)活動為主，在主題活動中，學(xué)生將面對現(xiàn)實的背景，從數(shù)學(xué)的角度發(fā)現(xiàn)并提出問題，綜合運用數(shù)學(xué)和其他學(xué)科的知識與方法，分析并解決問題；主題學(xué)習(xí)活動主要包括“融入數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)的主題活動”和“運用數(shù)學(xué)知識及其他學(xué)科知識的主題活動兩大類”［1］42。例如，針對蘇教版數(shù)學(xué)四年級上冊“運動與身體變化”一課組織綜合與實踐主題活動，活動的主要內(nèi)容是研究運動