信息技術支持的小學數學教學創新研究

張小敏

(中央電化教育館，北京 100031)

信息技術支持的小學數學教學創新研究

張小敏

(中央電化教育館，北京 100031)

數學作為小學教育中一門重要的基礎性課程，其核心目標是在培養學生的數學素養，開發學生的思維能力和創新能力。小學階段數學素養培養的重點包括數感、空間觀念、數據分析觀念、運算能力、推理能力等，但由于小學階段學生生理和心理發展的階段性特點，小學學生在部分數學內容學習中存在較大困難。信息技術的廣泛應用為解決小學生數學學習困難、提高中小學數學教學質量提供了可能。該文結合教學案例討論了信息技術在提升數學課堂教學質量、促進小學數學教育模式改革、促進數學教師專業成長等方面的作用，并反思了信息技術在小學數學教育中應用需注意的問題。

數學教學創新；課堂教學

數學與日常生活和社會生產都具有密切關系，伴隨著現階段科學技術的發展，數學在其中的運用范圍也愈加廣泛。近年來，信息技術開始被教師運用在小學數學課堂中，并且對當前數學教育價值、教學目標、教學內容及教學模式等都帶來了一定影響。2011年頒布的《義務教育數學課程標準》明確提出，數學教學課程內容的設計要與現代信息技術實現有效整合，借助信息技術提升學生學習興趣，豐富教學課程資源，并幫助學生解決數學學習過程中遇到的各種難題，讓學生能夠進行輕松、愉快、高效的數學學習。為此，本文結合具體案例探討信息技術在小學數學教學中的應用，以期為小學數學教師開展信息技術支持的數學教育創新實踐提供幫助。

一、小學數學課程的特點與數學教育現狀

(一)小學數學課程內容的特點

數學作為小學教育中一門重要的基礎性課程，其核心目標是在培養學生適應現代社會生活所必須的數學素養，開發學生的思維能力和創新能力。小學階段數學素養培養的重點包括數感、空間觀念、數據分析觀念、運算能力、推理能力等。《義務教育數學課程標準》將學段課程內容設置成為四部分內容，即為數與代數、統計與概率、圖形與幾何、綜合與實踐，同時在對課程目標的設置上也重點從數學思考、知識技能、問題解決和情感態度來進行。為此，《數學課標》將學段課程內容安照“數與代數”“圖形與幾何”“統計與概率”“綜合與實踐”四部分安排，并從知識技能、數學思考、問題解決、情感態度四個方面詳細描述了課程目標。小學數學課程包括第一學段(1-3年級)和第二學段(3-6年)兩個學段，兩個學段的課程主要內容如表1所示。

表1 小學階段數學課程內容安排

通過上面的分析發現，雖然小學數學課程內容相對簡單，在教材內容編排上也會按照螺旋式上的方式組織，但小學生在學習如分數、年月日等常見的量、幾何體的認識、面積單位、圖形的位置、質數、比例、字母表示數等內容時，由于多種因素的影響存在較大困難。

(二)小學生數學學習的心理特征

1.小學生思維發展與數學學習

在小學階段，低學段的學生以具體形象思維為主，他們難以進行抽象化的數學思考，在對一些知識的學習上必須借助形象具體的對象和情景來進行理解。高學段是小學生形象思維向抽象邏輯思維過渡的關鍵階段。他們開始能夠掌握一些抽象概念，對事物從整體上把握。但整體而言，小學生群體的思維發展并不完全同步，且以具體形象思維為主，抽象思維發展緩慢。在小學數學教育中不但要依照小學生思維發展的特點開展教學，提升學習質量，更要適時發展學生的抽象邏輯思維。

2.小學生注意發展與數學學習

小學生的注意在學習活動中有重要作用。在小學階段，盡管兒童的有意注意在逐漸發展，但他們的無意注意占有優勢，因此在教學中要善于利用學生的無意注意，培養有意注意。此外，小學生在注意的選擇性、穩定性、注意的廣度以及注意力分配方面也處在快速發展期，但整體表現出選擇性較差、穩定性不強、注意廣度有限等特點。

3.小學生記憶發展與數學學習

小學生由于受年齡和心理限制，在對知識的記憶上大都是以機械式記憶方式為主，然后再逐漸過渡為理解性記憶。此外，小學生在記憶上主要是以具體化記憶過渡為抽象化記憶，從被動記憶過渡為主動記憶。

(三)小學數學教育中存在的問題

小學數學教育中存在的主要問題包括：(1)小學生數學學習興趣不高；(2)數學學習過程干擾因素較多；(3)學生解決實際數學問題的應用能力較差；(4)數學教育教學方法模式單一；(5)小學階段數學教育中家校協同教育水平不高；(6)小學數學教師專業發展不足。

二、利用信息技術提升小學數學課堂教學質量

(一)利用信息技術，創設學習情景，激發學習興趣、吸引學生注意力

小學生的注意力占學習的主導地位，加之數學學習的抽象性，致使部分小學生存在數學學習興趣不高甚至出現數學學習交流困難等。興趣是將小學生無注意轉化為有意注意的中介，因此在教學中應當善于利用信息技術激發學生學習興趣，以引起學生對學習內容的注意，促進學生有意義學習[1]。著名科學家愛因斯坦曾說過興趣是學習最好的老師，倘若學生沒有學習興趣，只是進行被動的、強制性的學習，不僅難以取得有效的學習效果，還會在一定程度上降低學生求知欲望。當學生面對枯燥難懂的數學知識，教師面對如何將復雜的數學知識轉化成通俗易懂的生活數學，這無疑是給教師一項艱巨的教學任務。因此，教師需要做到：(1)課前，巧用數字資源，創設有趣的數學情景。巧妙成功的引入數學教學情景，為數學教學營造良好的教學情景，能激發學生濃厚的學習興趣和強烈的求知欲。利用信息技術可以制作出形象逼真的圖片或動畫，創設生動教學情景，有助于學生注意力的幾種，讓學生的學習狀態由被動變為主動。(2)課中，妙用虛擬實驗，增強知識理解的真實性。教師通過利用計算機、圖形、音頻和視頻等多媒體技術，利用虛擬實驗工具代替實物操作，給學生一種全新的體驗，可以有效突破數學學習的難點，使教學內容更加充實、形象、具有吸引力。活用互動數學小游戲，培養創新思維能力。教師可以在數學復習或者總結課上，安排一些有趣的數學電子小游戲，讓學生在好玩的數學游戲中，理解抽象的數學概念，讓學生覺得數學好玩。

例如：學生在學習“轉化”這一課時，教師首先提出這樣一個問題“什么情況下需要進行轉化？”在學生的心中種下一個基礎概念，再提出問題“對下面兩個圖形進行觀察，判斷哪個圖形的周長更長？”，再由學生對兩個圖形周長對比方法進行口述，隨后教師再提出“若對兩個面積進行對比，哪個更大？”“在何種情況下可對兩個圖形進行轉化，為什么要進行轉化？”可能有學生回答“在進行周長對比時，可以進行轉化，并且通過轉化對比起來更加簡單。但是面積對比則不需要，一眼就能夠對比出來”“在對圖形進行轉化時，應當結合具體情況來說”。教師通過多媒體設備對圖形的周長進行拉伸、縮短，讓學生更加直觀清楚地看到圖形周長的變化過程。

通過信息技術輔助小學數學教學，讓課堂變的不在是枯燥的情景，學生能夠跟隨著視頻、圖片等的播放，逐漸掌握數學知識和技能，甚至經過較長時間的熏陶，不少學生甚至還能夠靈活地運用數學知識。這樣不僅能夠最大程度上集中學生注意力，還能夠進一步提升學生主動學習欲望。

(二)利用信息技術，搭建認知支架，突破教學難點，提高學習效率

小學低年級學生年齡較小，以形象思維為主，對數學語言的理解能力相對較差，教師借助信息技術開展數學教學能夠讓學生更好地掌握數學知識[2]。通過多媒體教學，將抽象的語言、數字轉化為直觀、形象、具體的可視內容。使靜態的知識動態化，抽象知識具體化，解決教師難以講明、學生難以聽懂的數學內容。

伴隨著教育信息化的推廣和運用，教師通過信息技術為學生營造一個更濃厚的數學學習環境。例如：學生在學習《直線、射線、線段》時，教師為了給學生創設良好學習環境，幫助學生更好理解三者之間的區別，教師便可以借助多媒體播放金箍棒在孫悟空手中的不同形態：金箍棒沒有變形時，便如同一枚針一般，這時它便是線段；若將金箍棒一端立在地面，另一端無限往天空延伸，那么金箍棒此時便是射線；孫悟空將金箍棒上拋，然后兩端無限延伸，那么這時它便是直線。通過信息技術在一定程度上激發學生學習興趣，讓學生主動思考、主動理解，有效解決常規教學手段難以解決的重難點問題。

(三)利用信息技術，優化學習體驗，培養學生數學素養

借助信息技術實施數學教學能夠提升數學課堂生動性、趣味度和立體感，利用多媒體信息技術既可以實現數式的改變，還能夠實現圖形的改變。借助Flash動畫可以讓學生直觀了解到難懂的幾何圖形的關系，將復雜幾何模型變得簡單具體，既能夠提升學生學習興趣；又能夠激發學生探索欲望，進而從而培養學生數學素養。

教師可以通過動手操作來培養學生探索和發現知識能力，讓學生在實踐操作中形成數學空間的概念。例如，在講解《認識圖形》時，可以首先借助多媒體向學生展示一些他們喜愛物品圖片，如方形的巧克力、圓形的糖果、長方形的卡片等，以此來激發學生學習興趣；然后，教師便可以向學生分發紙片和剪刀等工具，讓學生自己通過折疊、剪裁、拼湊等方法來制作出不同形狀，從而讓學生加深對知識的理解和記憶。

三、利用信息技術促進小學數學教學模式變革

(一)利用信息技術，擴大優質數學教育資源共享

網絡的出現使學生更樂于主動參與學習，從以前的被動接受學習轉變為主動地發現學習。網絡資源平臺的架設，使學生間協作、互助的學習方式得以延伸，從而增強學生探索性學習的興趣。利用信息技術可以為學生營造出豐富的網絡學習資源環境，學生可以進行“自主發現、自主探索”式學習[3]。突顯網絡優質教育資源的實用價值，優質資源要盡可能以探究、協作的實際生活問題再現課程的難點和重點，激發學生學習欲望，促使學生主動學習。在小學數學課程資源的共享中，應該更多地將生活數學知識展示給學生，可以是故事，可以是小游戲，教師在授課過程中將豐富的數學資源與教學知識點相結合，從而有效提升學生創新思維能力，培養學生創新精神。

(二)借助信息技術，搭建家校協同教育網絡平臺

家庭、學校是孩子們成長的主要環境和場所，怎樣才能及時、快捷、有效地進行家校互動呢？隨著信息技術的快速發展，許多學校具備了現代信息技術運用環境，擁有互聯網、多媒體教室、網絡教室、語音教室、投影儀等現代教育硬件設施。學校可以創建家校互動教育網絡平臺，實現老師、家長、學生三方交流的信息化管理，將家庭教育與校園教育完美融合。(1)幫助教師布置網絡化作業。比如數學教師將每日回家作業發布到網絡，針對重難點題型教師會給予相應提示，比如數學公式、解題思路等，這樣便于學生與家長逐一對照和檢查，不會出現難題閑置、遺漏的問題。同時，數學教師在網絡布置作業可具體詳細，避免了學生自行抄寫所出現的要點不明的情況，更為清晰和明白。(2)有助于提醒家長關注學生的學習情況。教師根據每月學習的知識內容在網絡平臺上適時更新小貼士，提醒學生和家長測驗與考試的大致時間，也可督促學生及時復習和鞏固。在家長板塊，及時更新測驗信息，也可提醒家長及時監督學生的課業。(3)有助于教師、家長對學生的全面了解[4]。教師可以將孩子在學校的學習情況、考評情況通過學校的信息中心自動發送給家長，讓家長能夠全方位了解學生在校情況。

(三)利用信息技術，創新小學數學教育模式

現代信息技術的發展促使小學數學實現了教學模式創新，翻轉課堂、電子書包、交互式電子白板等模式的使用既提高了課堂教學的效率，又拓展了學生學習的視野，有助于開展學生個性化教學[5]。以翻轉教學來說，學生能夠利用現代多媒體工具對下一節課堂要講解的內容進行預習，教師利用視頻將教學資源融入其中，學生便可以通過觀看視頻對教學內容進行預習，這樣便能夠在一定程度上提升小學數學課堂教學效率。除此之外，這種方式還能夠減少教師教學工作量，讓教師可以節省出更多時間指導學生進行自主學習，既能夠培養小學生自主學習能力，同時還可以有效提高課堂教學效率。在教學實踐中，利用信息技術創新小學數學課堂教學模式，為課堂教學注入新的活力，為教師的教學活動提供了多元化的素材、為學生的學習過程增添了生動有趣的媒體資源，在一定程度上激發學生學習積極性。

四、利用信息技術促進小學數學教師專業發展

當前各學校大部分教師在授課時，使用信息技術授課較少[6]。教師只是在上校內公開課時，才會利用信息技術授課。學校的骨干教師在上展示交流課時，才會帶學生去多媒體教室進行授課。很多教師由于教學任務繁重，致使他們缺乏充足的時間開展信息技術學習；另外，部分教師由于受傳統教學觀念的影響，沒有正確認識到信息技術在高效課堂教學構建中的重要作用，且由于信息技術掌握程度較低，難以在課堂中有效使用信息技術來輔助數學教學[7]。

自信息技術進入小學數學課堂以來，新的教學方法與教學理念給傳統的教學帶來了較大的沖擊，作為教師應及時轉變教學觀念，對提高教學質量有著非常重要的意義。如何將有限的教學資源利用到課堂教學中去，因此教師的作用就顯得更為重要。為此，學校應組織教師開展信息技術的學習講座、教師信息技術應用能力培訓班和網絡條件下教學及數字資源應用的專項培訓等[8]。轉變教師的教學觀念，明確信息技術在小學數學教學中的作用，通過一定的激勵措施，鼓勵教師常用、多用信息技術，提高教師信息技術應用能力。培養一批信息技術應用的學科帶頭人，帶動全校教師應用信息技術為教育教學服務[9]。

五、信息技術在數學教學運用中的實踐與思考

(一)現代信息技術與傳統教學手段有機結合

目前，我們有了信息技術，不能丟棄傳統的教學手段。信息技術教學很直觀，有助于學生理解教學的重難點，但現在出現一些不用信息技術就不會上課的老師，因此，信息化技術同樣也沖擊了傳統教師地位，教師的角色發生了變化[10]。例如，在《千克的認識》教學中，教師通過播放克、千克大小的物體讓學生從視覺上有了一定的感知能力，但是圖片展示還不能讓學生明白到底1千克物體有多重？這時，教師便可以讓學會通過自己動手稱一稱、比一比，通過傳統的教學道具讓學生實踐感受一下到底1千克物體有多重。因此，信息技術在數學課堂上的使用應該是選擇適合知識點選擇性的使用，它應該是輔助教學的工具，有利將現代教學和傳統教學相結合。

(二)信息技術應用要為優化數學學習體驗服務

教師在運用多媒體進行數學教學時，要充分考慮學生的需要和接受能力，不能讓計算機和網絡的信息量大的優點成為“滿堂灌”的課堂形式[11]。信息技術的特點便是信息容量大，且難以掌控。教師在教學過程中若是沒有適當運用，很容易造成課堂內容容量過度，產出一節課能夠承受的范圍。所以教師在借助信息技術進行教學過程中必須要注意教學內容的掌控。同時，借助信息技術進行的多媒體教學還有一個顯著特點便是能夠提升學生學習體驗，加深學生對知識的理解和記憶[12]。例如，教師可以讓學生利用電腦進行拼板游戲，主要游戲類型包括有：中國式七巧板、日本式七巧板、德國式七巧板等，讓學生通過平移和旋轉來加深對“空間與圖形”章節內容的理解，學會辨識圖形、進行拼圖和圖片分類，并且通過自己親自動手體驗學會從不同角度看待同一圖形，最終發現平面幾何圖形之間的隱藏關系，讓信息技術為提升學生學習體驗提供服務。

[1] 代振業.現代信息技術與小學數學教學整合的思考[J].中國教育技術裝備,2012,(19)：139-140.

[2] 張曉貴,郭世平,方明華等.論小學數學教學內容與信息技術整合的原則與模式[J].合肥師范學院學報,2012,(6)：110-113.

[3] 楊榮花.巧用現代信息技術 豐富數學課堂教學——談多媒體技術與小學數學教學的整合[J].中國教育技術裝備,2013,(22)：50-51.

[4] 辛艾桐.關于新課標下信息技術與小學數學課程整合的思考[J].湖南第一師范學院學報,2013,(4)：29-31.

[5] 李書英.巧用信息技術提高小學數學課堂教學效果[J].學周刊,2014,(4)：158-159.

[6] 張盈盈,姚兵.小學數學教育與信息技術的整合問題探討[J].教育教學論壇,2014,(8)：240-241.

[7] 金堅敏.例談信息技術在數學中的應用維度[J].中國電化教育,2010,(3)：87-88.

[8] 石翠蕓.論信息技術與小學數學學科整合論信息技術與小學數學學科整合[J].中小學教師培訓,2015,(7)：44-47.

[9] 張現華.信息技術與小學數學課程整合研究[J].學周刊,2014,(15)：55.

[10] 王光明,楊蕊.融入信息技術的數學教學設計評價標準[J].中國電化教育,2013,(11)：101-104.

[11] 王正義.基于智趣數學的信息技術課堂應用研究[J].中國電化教育,2014,(12)：121-124.

[12] 王正義.基于交互式一體機的小學數學互動教學研究[J].中國電化教育,2015,(8)：117-122.

責任編輯：趙興龍

Discussion on the Innovation in Mathematical Teaching in Elementary Schools Supported by Information Technology

Zhang Xiaomin
(National Center for Educational Technology, Beijing 100031)

As an important fundamental course of elementary education, mathematics is primarily designed to develop students’ability to think and innovate while helping them acquire attainments in mathematics. In terms of mathematical attainments,elementary education focuses on number sense, the concept of space, the concept of data analysis and operational and reasoning capabilities. However, due to the characteristics of their physical and psychological development, elementary school students have great difficulty in learning some mathematical content. The wide applications of information technology provide a possibility of solving the difficulty of elementary school students in learning mathematics and improving the quality of mathematical teaching in elementary and middle schools. Based on a teaching case, this paper discussed the role of information technology in improving the quality of teaching in mathematics classrooms and promoting the reform in the elementary mathematical education model and the professional development of mathematics teachers, and provided a rethink of the problems to which attention should be paid in the mathematical education in primary schools.

Mathematics Teaching Innovation; Classroom Teaching and Learning

G434

：A

1006—9860(2016)08—0115—05

張小敏：碩士，實習研究員，研究方向為數字化學習環境、信息技術教育應用(xiaominzhang@moe.edu.cn)。

2016年5月10日