以信息技術推進學習進階的教學實踐研究

【摘 要】學生的學習發展不是一蹴而就的，而是由低階向高階的不斷進階。在實際的教學中，信息技術能夠為學習進階提供豐富的素材、模擬的實驗場景、虛擬的學習空間以及評價方式的變革，促進學生的學習進階與核心素養的發展。

【關鍵詞】信息技術；學習進階；核心素養

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）08-083-02

《義務教育數學課程標準（2022年版）》對教師的教學給出如下建議：“注重信息技術與數學教學的融合。重視大數據、人工智能等對數學教學改革的推動作用，改進教學方式，促進學生學習方式的轉變。”[1]數學作為一門基礎學科，所承載的絕不僅僅是傳遞知識的功能，更要體現學科特有價值，實現學生思維的發展與學習的進階。美國心理學家布魯姆的教育目標分類理論中將知道（知識）、領會（理解）、應用稱為“低階目標”，將分析、綜合與評價稱為“高階目標”[2]。學生的學習進階是由低階向高階過渡的過程，低階目標是高階目標發展的根基與必經過程。教師要以發展的眼光看待學生的學習，著力引導學生思維的螺旋進階。在信息技術支持下，通過為學生提供多維素材、模擬實驗場景、打造虛擬空間以及形成電子檔案，能夠促進學生學習進階，提升核心素養。

借助信息技術提供多維素材，激發探究欲望

傳統教學中由于時空的限制，課堂上能夠呈現給學生的素材非常有限，信息技術的發展大大降低了素材尋找的難度，教師可以在網絡平臺中尋找適合教學的多樣素材，為學生思維的發展提供多種可能性。

如在蘇教版二年級下冊“認識厘米”的教學中，學生感悟統一度量單位的必要性是本節課的一個重點與難點，也是學生量感培養的關鍵點。在教學時，筆者播放了一段“粗心裁縫做衣服”的小視頻，引人入勝的卡通形象以及令人捧腹的情節，生動地向學生展現了徒弟用手量出衣服的尺寸交給裁縫，裁縫按照徒弟量出的尺寸去做衣服時又寬又大的情節，引發學生思考，為什么裁縫嚴格按照徒弟量出的尺寸去做衣服，卻這么不合身？讓學生自然感受到統一度量單位的必要性，有效激發了學生的學習興趣，為學習進階提供有效的契機。

又如，在教學“線段的認識”一課時，教師先引導學生在教室內尋找并規范指出線段，同時通過事先拍攝的照片將學生的眼光由教室內引導到校園內、校園外，使用的素材也從建筑物到樂器再到隱形的線段，如事先準備的水從高處滴落的視頻，讓學生發現水滴落的過程也能被看成線段。在通過多媒體呈現多維素材的過程中，深化學生對知識的理解。

借助信息技術模擬實驗場景，突破操作局限

數學實驗能夠引導學生觀察數學現象，增強數學知識的理解與運用，促進數學思維與核心素養的發展。但是由于時間與空間的局限性，有的數學實驗無法在課堂中完成，卻可以通過信息技術模擬實驗場景，提高實驗效率，為后續的教學與學生思維的發展提供便利的素材與真實的體驗。

《義務教育數學課程標準（2022年版）》中指出數據意識的培養包含“只要有足夠的數據就能從中發現規律”。在教學“可能性”一課時，培養學生的數據意識成為教學的關鍵點，但是由于課堂時間的限制，學生只能進行少量的拋硬幣實驗感知事情發生的可能性，無法進行大量的實驗去感知數據的隨機性以及數據的規律性。因此在實際教學中，學生進行初步的拋硬幣實驗后，筆者引入拋硬幣模擬器，能夠在短時間內進行大量的重復實驗，并獲得數據，讓學生充分感知拋硬幣次數足夠多時，正面朝上與反面朝上的次數非常接近。另一方面，筆者相機向學生展示在沒有計算機時一些數學家進行的拋硬幣實驗的次數以及所用的時間，讓學生感知信息技術為我們生活以及學習帶來的便利與高效。

信息技術進課堂的另一大優點是能夠將實際操作中由于實驗器材或者操作方式所引起的誤差消除，以此來提升學生對知識的準確感知，為學生提供更加豐富的認知與多維的體驗。比如在學習“三角形的內角和”時，學生往往會通過“量一量”“折一折”等方式進行三角形內角和的探究，但是由于量角器操作中帶來的誤差，計算出的三角形內角和有的過大、有的過小，筆者在充分引導學生感知數據的合理性后，引入“幾何畫板”進行操作，量出多個不同三角形的內角并進行累加，學生發現無論三角形的形狀怎么變，計算出的內角和均是180°，有效化解了學生的認知沖突，規避了實驗造成的誤差，促進學生思維的成長。

借助信息技術打造虛擬空間，增強多維體驗

信息技術能夠為學生打造虛擬的學習與體驗空間，利用VR技術以及各類學習小程序和軟件，能夠增強學生的多維體驗。

VR技術是一種能夠創建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術，在教學中引入VR技術能夠為學生打造一種沉浸式研究場域。如在教學“正方體的展開圖”時，傳統的教學方式是讓學生每人至少準備兩個正方體紙盒，現場利用剪刀將正方體剪開，觀察展開圖的不同樣式。但是在實際教學中，學生所準備的素材往往是商品包裝盒，展開圖與數學中所要研究的正方體不夠一致，另一方面在用剪刀進行操作時如果剪錯位置很難進行復原，實物操作具有種種弊端，因此，基于信息技術進行正方體展開圖的教學變得極為必要。筆者所在的區域便進行了這樣的教學嘗試，一位教師在執教“正方體的展開圖”時，借助VR技術為學生提供了11種展開圖的情況，學生只需要在平板電腦上點擊正方體的邊便能將對應的面展開，觀察正方體的展開圖情況。學生還可以翻轉正方體進行不同維度的觀察。在VR技術的支持下，學生在操作時更加便捷、展開圖更加清晰直觀。在這節課結束時，一位學生說道：“沒想到數學課還能這么有意思，和游戲課一樣。”借助這樣的方式，學生的空間觀念與推理能力在一次次的嘗試與翻轉中得到不斷的促進與提升。

除了在課堂上引入信息技術進行教學外，也可以借助小程序等多種方式促進學生在游戲中提升思維。大數據時代，學生對于智能手機、平板電腦操作的熟練程度往往超乎我們想象，但同時學生對于手機以及游戲的著迷也讓許多家長和老師擔憂。作為教師，要充分發揮自己的教育機智，引導學生正確看待電子產品，同時抓住學生學習能力強、對電子產品感興趣這一特點，在教學中引入一些有助于學生提升思維的軟件及小程序，在學習之余增強思維的靈活性。

借助信息技術形成電子檔案，開展進階評價

信息技術為學生思維的監測提供了一種新的可能性，將隱性、抽象的思維變得可觀測、易記錄[3]。SOLO分類理論是由教育心理學教授比格斯首創的一種評價方法，將學生的思維分為前結構、單點結構、多點結構、關聯結構以及抽象拓展結構。在教學中，教師可以借助這一評價方式對學生的作品進行剖析，形成電子統計圖表，橫向關注班級學生所處的思維層次以及每個層次的占比，并通過課堂前后測、學期前后測等方式觀測班級整體思維水平的變化情況，為教師的教學提供直觀的指導。除了對班級學生思維水平的整體情況進行橫向觀測外，教師還可以為每位學生建立電子成長記錄表，定期記錄學生的典型作品以及所處的思維層級，將學生的思維變化情況進行縱向對比，以此分析學生的思維進階狀況，對于發展狀況較緩的學生，教師可以加強關注與指導。

綜上所述，信息技術的發展為數學教學帶來了新的契機與挑戰，能夠為學生思維的發展提供更加豐富的素材、探究的場域以及評價方式的可視化變革，極大地促進學生學習的不斷進階。

注：本文系南京市“十四五”教育科學規劃課題“學習進階型課堂教學實踐研究”（課題編號：L/2021/237）的階段性研究成果之一

參考文獻

中華人民共和國教育部. 義務教育數學課程標準（2022年版）[S]. 北京：北京師范大學出版社，2022.

喻平. 小學數學高階思維的思考[J]. 江蘇教育，2021（61）： 13-17.

戴厚祥，朱濤. 基于信息化思維培養學生數據分析觀念路徑探尋[J]. 數學教學通訊，2021（10）： 3-8.

編 輯：王曉波