信息技術支持下的小學數學課堂

羅鑫強

摘要：3D打印等信息技術近年來使用門檻不斷降低，隨著時代的進步，數學課堂上也出現了更多信息技術的身影，讓數學教學更加多元化。以3D打印技術與《分扣子》一課為例，淺談信息技術與小學數學教學的融合。

關鍵詞：3D打印;小學數學;信息技術;融合教學

近年來，各種新興科技百花齊放。其中自然不乏能讓課堂教學事半功倍的技術。在筆者所任教的學校，諸如VR、MR、AR、3D打印等最新科技不斷融入教學實踐之中。年輕教師對這些技術往往駕輕就熟，但對于教學體系的認知不完整也常常讓他們抓不住重點，甚至被技術凌駕;教學經驗豐富的老教師們熟知學生在小學階段需要構建的知識體系，擁有豐富成熟的教學想法，眼看新技術讓自己多年前設想的課堂可以落地，卻只能感嘆廉頗老矣——在年輕人手里運用自如的信息技術，在自己這兒怎么就不靈了呢？下面筆者以北師大版教材一年級下冊“數學好玩”中《分扣子》一課為例，談談如何將信息技術與小學數學教學融合。

在探討如何將信息技術與小學數學教學融合之前，我們需要清晰地明確兩個問題：

第一，我們為什么需要使用信息技術？誠然，信息化教學給課堂帶來了無限的可能性，無論是雙師課堂還是STEAM教學，處處都彌漫著信息化帶來的清新味道。但是細細想想，信息化教學的出發點是什么？是為了讓學生更好地學，從數學上來說就是更好地達成“四基四能”。這就要求我們在使用信息化教學的過程中要始終保持課堂本該有的學習氛圍，學生是主體，能夠高效傳達知識和內容才是重點，信息技術只是輔助手段，切忌讓信息技術喧賓奪主，讓數學課沒了“數學味兒”。

第二，所有的課都要進行信息化改革嗎？近年來各地都在探討教育信息化，但是這并不意味著每一節課都必須采用信息化的方式教學。相反地，有一些課使用傳統的教學方式反而有更好的效果。對于這類不適宜使用信息技術的課，對其進行信息化改革的結果只能是降低學生的學習效率，提高教師授課的難度。

明確以上兩個問題后，讓我們一起關注一下《分扣子》一課所在的板塊：數學好玩。北師大數學課本的這個單元是為了激發學生學習數學的興趣、體會數學思想、鍛煉思維能力、累積思考經驗、開闊學生眼界而設立的。無論是興趣、思維還是經驗、眼界，都是素質教育下全面發展學生必不可少的有機組成部分。因此，怎么讓學生在本單元“玩好”是教師需要思考的問題。

具體到《分扣子》一課。既然叫分扣子，那課堂怎么可以沒有扣子呢？每一位老師都認同這節課需要扣子。但是縱觀以往的公開課、示范課，老師們總是給學生準備扣子的替代品——少部分老師準備了印刷了扣子形狀的磁片，更多的老師是用更簡便易得的畫著扣子圖案的圓形紙片。在執教本節課之前，筆者一直疑惑：老師們為什么不用真的扣子？直到筆者備課時才發現市面上根本買不到合適的扣子。買不到合適的扣子，也就意味著上課沒有學具、教具。正因為如此，老師們才被迫“曲線救國”，利用替代品完成教學。

但是，有了3D打印技術的支持，買不到合適的扣子還是問題嗎？顯然不。在本節課的備課階段，筆者利用Autodesk（歐特克）公司的免費軟件123D Design建立了所需要的扣子模型，耗時僅需5分鐘，相信對老師來說并不會增加負擔。在這里簡單介紹123D Design的操作。

在本次3D建模中，我們只需要使用123D Design軟件頂部工具欄中的“基本體”“合并”和“測量”“吸附”，對軟件提供的基本形狀進行簡單操作就能完成所需紐扣的建模，然后根據所使用的3D打印機型號確定打印尺寸，將模型在模型繪制區中復制粘貼，填充滿3D打印機支持的最大打印尺寸，以增加一次打印操作能夠完成的數量，減少打印次數。

詳細地說，是將“基本體”中的圓柱放置在模型繪制區，以毫米為單位輸入半徑及高度后確認（如圖1所示）。需要注意的是，在123D Design軟件的操作中，在任意位置滑動鼠標滾輪都可以對畫面進行縮放，所以模型尺寸需要以數據為準，不可以憑肉眼觀察。

再以同樣的操作在模型繪制區中繪制紐扣孔大小的圓柱，用吸附工具將兩個圓柱吸附，最后使用合并工具中的“相減”在紐扣中完成紐扣孔的制作（如圖2所示）。

其他形狀的紐扣建模過程與上述操作一致，只需要將圓柱換成長方體即可。

隨后根據3D打印機所能打印的最大尺寸將模型復制粘貼，使打印床利用率最大化。這里筆者將所需的四種模型放在一起打印，也可以每種模型各自鋪滿打印床。筆者將所需的四種模型放在一起打印，是因為后續操作的簡便性：每種模型各自打印，則需要生成四個STL文件，進行四次切片操作，打印時更是需要手動選擇打印文件。而筆者這種處理方式只需要生成一個STL文件，切片也僅需一次，3D打印時一個文件重復打印即可，更加省時省力（如圖3所示）。

同時，為了方便課上小組匯報分類情況，筆者也準備了較大的、利于學生和教師在黑板上操作的紐扣教具。

完成模型的建立后，導出STL文件，并將文件導入與3D打印機適配的切片軟件中，將模型切片。所謂切片，就是將立體的模型切割成一層一層的平面模型，同時軟件自動計算出打印噴頭的行徑，最終打印出成品（如圖4所示）。

至此，《分扣子》一課的扣子學具準備完畢。

本課的重點在于學生通過動手實踐分扣子，初步提高把握圖形特征、抽象共性的能力。而3D打印技術在本節課的授課中，解決了教具學具難以獲得這一難點，真正讓信息技術融合到了學科教學中來。

教學有法，教無定法。《分扣子》一課在每一個執教老師身上都有著不一樣的精彩演繹，但每個老師也都面臨著相同的困境——教具學具難以獲得。在信息技術的支持下，越來越多的“扣子”問題被解決，以往的難題在3D打印、虛擬現實等技術的幫助下“天塹變通途”，使教師們在教學中發揮的天地愈發廣闊。

參考文獻：

[1]龔豪.3D設計與打印技術在小學數學課堂中的應用[J].現代數學，2016（17）.

（責任編輯：韓曉潔）