基于深度學習的小學數學信息化教學探索與實踐

摘要：在時代快速發展的背景下，現代信息技術與教育教學的融合已成為主旋律，信息化教學也成為各級教師的熱門研究對象。而隨著深度學習理念的提出，小學數學的信息化教學迎來了嶄新的優化空間。如何以深度學習理論為指導，構建出高質量的小學數學信息化教學體系，成為一個值得深入討論的課題。本文以此為切入點，結合信息技術的功能和優勢，探索了深度學習下小學數學的信息化教學。

關鍵詞：深度學習；小學數學；信息化教學

由于數學本身的抽象性及邏輯性，加之小學生自身思維水平的薄弱性，致使數學普遍存在難教、難學的困境。在時代的推動下，信息技術被廣泛運用于教育教學中，為廣大數學教師組織課堂教學提供更加新穎的渠道。通過信息化教學，實現數學教學的“可視化”、教育資源的“豐富化”，化虛為實、化抽象為具體，引領學生沉浸式學習及深度學習，達到進一步提高教學質量的目的。小學數學教師應及時接軌于時代需求，善于、樂于運用信息技術，打造出更為開放、智能的現代數學課堂，驅動學生深度學習，促進其知識汲取，發展其高階思維。

一、深度學習的內涵解讀

深度學習是一種教育理念和教學方法，旨在通過引導學生深入地學習、理解和應用知識，達到培養其批判性思維、高階思維及問題解決能力的目的。深度學習是相對于淺層學習而言的一種學習狀態，強調學生的主動參與、深度探究和知識應用，脫離死記硬背的泥潭，走向深入理解。通過深度學習，學生可以更加深入地解釋、分析和應用所學的知識。深度學習的核心目標是培養學生的批判性思維和高階思維能力，讓他們能夠評估不同觀點、判斷信息的可靠性，并形成獨立的觀點，產生新的認知。同時，深度學習也強調學生解決實際問題，課程內容不僅僅停留于紙上談兵，而是要將知識應用于實際情境，解決實際問題，引導學生應用于生活中。此外，深度學習還注重學生的主動參與和自主學習，教師在此過程中充當引導者和促進者的角色，提供資源和指導，幫助學生發現和解決問題，并激發學生的學習熱情。在深度學習的過程中，能力和素養的發展是主線，知識的理解和應用是核心。在這種學習狀態下，學生可以取得更為長足的發展和進步。

二、深度學習下小學數學信息化教學的價值意蘊

《教育信息化2.0行動計劃》計劃明確提出，要充分發揮現代信息技術的優勢，推進新技術與教育教學的深度融合。作為互聯網時代的產物，信息化教學即以多媒體、交互白板為應用核心的信息交互式教學體系。相較于傳統的教學模式，信息化教學有著無可比擬的優勢。不管是對學生的知識獲取，還是實現學生的可視化學習、深度學習及沉浸式學習都大有裨益。例如，教師可以通過信息技術播放教學視頻、展示PPT，讓數學課程變得“形象可見”，讓課本知識“可視化”。例如在“幾何”“位置”“圖形變化”等板塊的教學中，傳統模式下，教師使用板書進行講解，影響了教學進程。再加上這些內容本身的抽象性，難以保證學生的聽課效果。而在信息化教學形式下，教師可以利用教學軟件或者教學視頻將幾何空間、畫面的旋轉過程直接地表現在電子白板上，將抽象的概念具體化，將虛擬的東西變得實實在在，以此促進學生對知識的吸收。同樣，在信息化教學中，翻轉課堂、智慧課堂異軍突起，學生可以利用個人移動終端展開自主學習和自主探究，脫離教師的思維限制，真正成為課堂的主體。這與深度學習的概念不謀而合。此外，在信息化背景下，各類學習工具、AI智能技術、應用軟件得到了廣泛應用。教師可以借助“畫圖軟件”講解復雜的幾何類知識點、圖像變換類和計算類知識。還可以利用智能技術跟蹤學生的學習軌跡，找到學習需求，并提供相應的學習資源等，對學生的深度學習大有裨益。

三、基于深度學習的小學數學信息化教學實踐策略

（一）希沃白板進行導入，激活學生的學習興趣

希沃白板是現代信息技術的重要組成部分，是一款集黑板、信息技術教學于一體的高互動性教學軟件，具有云課件、實時反饋、攝影攝像、教學評價等功能，對學生的深度學習起到了不容忽視的助力作用。深度學習是一個參與性、實踐性的學習過程，而激發學生的學習興趣是第一步，也是關鍵一步。傳統小學數學教學的教學流程較為單一，再加上教師的課堂導入方法缺乏創新，學生的聽覺、視覺體驗不強，導致他們對課堂的參與欲望不高，深度學習也無從談起。希沃白板融合了動畫、視頻、音頻、新聞等多種形式，形象生動，趣味性強。在課堂導入階段，教師可以利用希沃白板展示動畫、視頻，或者分享新聞、故事、案例，創造趣味的情境，使學生的注意力快速回到課堂上，為深度學習打下基礎。以六年級數學中的“圓柱與圓錐”為例，在導入階段，教師可以利用網絡技術找到日常生活中的圓柱體和圓錐體的事物，如門前的柱子、裝油的罐子、畫畫用的棱錐等，將相似形狀的事物放在一起，然后利用希沃白板設計一個“找一找”的游戲，讓學生找出它們的共同點?；蛘哒故疽恍┥钪械膱D片，讓學生發現隱藏在圖片中的圓柱體或者圓錐體。通過利用希沃白板進行趣味導入，增加學生對課堂的參與感，激發學習興趣，后續的教學也能高效展開。

（二）充分運用電子白板，突破重點及難點

電子白板同樣是信息化教學的關鍵組成之一，是驅動學生深度學習的核心介質，也是“可視化”教育的重要工具。在傳統的教學方法中，許多教師通常以黑板作為板書，對于一些圖形的變化、表格等內容，難以直觀呈現，導致學生的學習效果并不明顯，知識吸收效果大打折扣。在深度學習理念下，數學教師可以利用電子白板講解知識點，實現抽象內容的直觀化和立體化，引領學生沉浸式學習數學知識，形成更深層次的認知。電子白板在具體教學中有著諸多價值，教師可以根據不同需求，靈活組織課堂教學。以小學數學五年級“圖形的運動（三）”為例，為了幫助學生理解旋轉和軸對稱的定義，教師可以利用電子白板直觀地展示生活中常見的軸對稱事物，如小蜻蜓、小樹葉、小蝴蝶等，然后加以引導：“同學們想象一下，如果將這些圖形對折起來，會產生哪些情況呢？”這時學生可以自由討論，提出意見和質疑。之后，教師再利用動畫展現功能，逐步展示剛才所展示的小蜻蜓和小蝴蝶進行對折，以驗證學生的想法。在立體化和直觀化的學習過程中，幫助學生有效理解軸對稱的定義，并在空間思維和批判思維層面得到有效發展。

（三）打造開放的智慧課堂，驅動學生深度學習

智慧課堂、翻轉課堂、混合式課堂的廣泛應用為學生的深度學習提供了渠道。智慧課堂，即信息技術與傳統課堂的融合，體現了教學模式。在智慧課堂中，學生可通過個人學習終端索取學習資源（包括微課、學習資料、學習指導等），實現在線學習和自主學習等。在這個過程中，學生可相互交流，也可以自主查閱資料，并完成教師布置的任務。在完成任務的過程中，學生會進入深度學習的狀態，從而全面掌握知識點，提高各種能力和素養。教師在智慧課堂中作為引導者，可以實時監控學生的學習情況，了解他們的掌握程度、問題和需求，并根據這些信息調整教學形式，為學生提供學習總結、解答問題和專項提升等支持。例如，在六年級數學“圓柱與圓錐”的教學中，教師可以首先給出幾個生活中常見的圓柱事物，如“圓柱建筑”“水桶”“粉筆”等，創設情境，引出課題。初步熱身之后，教師可以設計一系列課堂任務，例如：在學生學過了長方體、正方體的表面積后，可以通過類比推導，引導學生推導出圓柱的表面積和體積公式。另外，還可以提出問題，讓學生思考圓柱和圓錐的表面積有何差別，以及圓錐在生活中的應用等。給出任務之后，教師可以要求學生結合教材，利用個人學習終端登錄學習平臺，自主索取數字資源，展開高效的自主學習和深度學習等，通過假設、推導和分析的過程，顯著提高學生的學習效果。

（四）利用VR技術打造情境，促使學生的沉浸式學習

在信息化教育背景下，VR技術也取得了廣泛的應用空間。VR技術即通過計算機生成虛擬環境，使學生能夠沉浸在其中并與之進行交互的技術。在數學課堂中，教師可以結合虛擬現實（VR）或增強現實（AR）技術，為學生提供沉浸式的數學學習體驗，學生可以通過戴上VR頭盔或使用AR設備，身臨其境地參與到數學問題的解決過程中，從而達到激趣和提質的教學效果。VR技術能夠讓學生的學習過程真實發生，產生強烈的代入感，這是傳統教學所無法提供的。例如，在學習幾何圖形時，學生可以通過AR設備觀察和操作虛擬的幾何圖形，直觀地理解其屬性和關系。在學習“觀察物體”時，可以近距離、多角度觀察物體的形狀和變化等，這對于學生的深度學習和沉浸式學習非常有幫助。以四年級下冊“觀察物體（二）”一課為例，為增強該課程的探究性和趣味性，讓學生能夠立體化地展開物體觀察，教師可以讓學生戴上VR眼鏡，走進不同場景，觀察生活中的各種物品，例如在“超市”中觀察食品的擺放，在大街上觀察高大的建筑。在這個過程中，教師可以不斷切換場景，給予學生更全面和趣味地觀察體驗，或者引導學生探究和分析現實生活中的問題等。通過這樣的方式，學生對物體的認知會明顯提升，觀察能力得到發展，學習的趣味性和體驗感也極大增強。

（五）AI技術提取數據軌跡，引領學生個性化學習

個性化學習作為深度學習的分支，是一種根據學生的獨特需求和能力提供定制化學習體驗的教育方法?；贏I技術的小學數學教學模式可以通過分析學生的學習數據來實現個性化學習。具體而言，AI可以收集和分析學生的學習歷史、答題反饋、得分情況等數據，以了解他們的學習風格、弱點和優勢?；谶@些數據，AI可以為每個學生設計和推薦適合其個體差異的學習計劃和資源。例如，對于那些答題速度較快并能迅速掌握知識的學生，AI可以提供更高難度的挑戰題目，幫助他們擴展知識面；對于學習困難的學生，AI可以提供更多的練習和輔導材料，幫助他們鞏固基礎。通過對不同基礎學生學情的綜合分析，為每一位學生提供更為優質的學習資源，實現不同程度的發展。此外，在分析學生學情的基礎上，教師可以以此為依據，找準小學生的基礎水平，并更具針對性地展開教學設計，讓教學與學生的實情對接，從而更加有效地引導學生進入深度學習狀態，取得最優的教學效果。

（六）挖掘信息化技術的多種功能，全面提升教學效益

在信息化教學中，可供教師運用的功能和技術手段眾多，除了基本的幻燈機、投影儀、電子白板外，還包括錄音、攝影、電視等功能。這些功能所起到的作用也不盡相同。教師在課堂教學中可以結合具體情況，靈活運用不同功能的信息化技術，引導每一位學生進入更為廣闊和深入的探究世界，以達到最佳的學習效果。例如，在組織課堂活動時，可以使用信息技術的flash元件設計一些趣味游戲、視頻動畫，全方位調動學生的能動性。在網絡平臺層面上，教師可為學生推送相關的數學學習公眾號，如“小學生數學報”“學習新思維數學”等，讓學生結合興趣在課余時間自主學習。而在課后復習環節，可以通過構建“信息技術+項目”的課堂探究體系，讓學生以小組合作開展課后探究項目，利用網絡技術收集數據和資料，分析和解決實際生活問題。并通過微信、QQ群與教師即時交流心得體會，討論問題解決辦法等，實現其實踐能力和高階思維的發展。

（七）提高數學教師的綜合素養，打造高質量數學課堂

在信息化教學背景下，多種先進的教學工具涌入了數學課堂，這無疑對數學教師自身的執教能力提出了更高的要求。由此，提高教師群體的綜合素養，成為深度教學、提高數學教學效益的重中之重。教師自身應明確現代信息技術的構成、功能及優勢所在，熟練運用包括AI技術、VR技術、希沃白板在內的教學工具，能夠靈活制作微課、設計課件，并掌握各個教學設備和軟件的基本功能，深入發揮出信息技術的功能和價值。通過不斷學習和教研，學習新時代背景下的新知識，掌握現代技術的功能和應用方法，打造出多模態的數學課堂，引領學生更為深入且高效地學習數學、探究數學。

四、結束語

綜上所述，深度學習理念的應用促進了小學數學教學效果。在實際教學中，由于種種因素的影響，不可避免地會遇到一系列問題。數學教師必須緊跟時代步伐，不斷提高自身的信息素養，樂于并善于運用信息技術，掌握其功能并發揮其優勢，優化和創新數學課堂，推動學生進行個性化學習、沉浸式學習，幫助他們取得最佳的學習效果。

作者單位：李海榮 壽光市洛城街道悅軒小學

參考文獻

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