數(shù)字技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新融合教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

摘""要：教育變革的核心在于課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的革新，而推動(dòng)這一革新的關(guān)鍵在于構(gòu)建數(shù)字技術(shù)與各學(xué)科創(chuàng)新融合的教學(xué)模式。當(dāng)前，課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)變革的核心是實(shí)現(xiàn)從教師為中心向教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的轉(zhuǎn)變，該轉(zhuǎn)變需運(yùn)用數(shù)字技術(shù)對(duì)教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)媒體這四個(gè)關(guān)鍵教學(xué)系統(tǒng)要素的功能和關(guān)系進(jìn)行重塑，進(jìn)而構(gòu)建出數(shù)字技術(shù)與學(xué)科教學(xué)創(chuàng)新融合的教學(xué)模式，達(dá)成課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的真正變革。結(jié)合工作室多年小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐，構(gòu)建數(shù)字技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新融合的三個(gè)環(huán)節(jié)、六種方法、三個(gè)目標(biāo)三位一體的“363”教學(xué)模式，通過(guò)為期四輪的教學(xué)實(shí)踐，以課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的真實(shí)變革檢驗(yàn)該教學(xué)模式的有效性。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué)；數(shù)字技術(shù)；教學(xué)模式；創(chuàng)新融合

中圖分類(lèi)號(hào)：G623.5""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""文章編號(hào)：1009-010X（2024）34-0033-05

一、研究背景

課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的革新是教育變革的核心，直接影響著我國(guó)的育人方向和質(zhì)量。當(dāng)前，課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)變革的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)從教師為中心轉(zhuǎn)向教師主導(dǎo)、學(xué)生主體（簡(jiǎn)稱(chēng)主導(dǎo)——主體），這一教學(xué)結(jié)構(gòu)更符合我國(guó)新時(shí)代的育人需求。早在2001年頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中，該教學(xué)結(jié)構(gòu)便已有所體現(xiàn)[2]，國(guó)內(nèi)各級(jí)各類(lèi)院校已基于其進(jìn)行了大量的課堂教學(xué)改革探索。

但在義務(wù)教育階段的大多數(shù)學(xué)科中，“主導(dǎo)——主體”的教學(xué)結(jié)構(gòu)至今仍未落實(shí)到日常的課堂教學(xué)中。究其原因，一是義務(wù)教育階段的課堂教學(xué)改革成果多為教學(xué)方法，缺少具體的教學(xué)模式研究；二是這些改革成果大多沒(méi)能充分發(fā)揮技術(shù)的作用，沒(méi)能利用其重塑教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體四個(gè)關(guān)鍵教學(xué)系統(tǒng)要素的功能和關(guān)系，助力教學(xué)結(jié)構(gòu)變革，而僅將其作為教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)的工具。

基于“主導(dǎo)——主體”的教學(xué)結(jié)構(gòu)改革目標(biāo)，構(gòu)建能充分發(fā)揮技術(shù)作用的教學(xué)模式，一方面需要選取既能為教師指導(dǎo)學(xué)生、組織課堂等教學(xué)活動(dòng)服務(wù)，又能為學(xué)生自主探究、交流合作等學(xué)習(xí)活動(dòng)服務(wù)的技術(shù)。具有多樣化、個(gè)性化、交互化特點(diǎn)的數(shù)字技術(shù)可以滿足這一需求，利用其重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容為有效媒體的教學(xué)資源，營(yíng)造適宜的教學(xué)環(huán)境，可以促進(jìn)師生、生生及他們與教學(xué)內(nèi)容的有效交互，重塑教學(xué)系統(tǒng)四要素功能和關(guān)系。

另一方面，教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)需基于具體學(xué)科進(jìn)行。目前，我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)仍存在傳統(tǒng)的教師中心模式，這不僅阻礙了《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課標(biāo)》）“三會(huì)”總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，抑制甚至損害了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維能力的發(fā)展，也未能助力數(shù)學(xué)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)改革目標(biāo)的達(dá)成。因此，本研究基于工作室多年小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐，從上述理念出發(fā)，構(gòu)建并實(shí)踐了數(shù)字技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新融合的三個(gè)環(huán)節(jié)、六種情境、三個(gè)目標(biāo)三位一體的“363”教學(xué)模式，在達(dá)成“三會(huì)”總目標(biāo)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了“主導(dǎo)——主體”教學(xué)結(jié)構(gòu)的常態(tài)化，以課堂結(jié)構(gòu)的真實(shí)變革檢驗(yàn)了該教學(xué)模式的有效性。

二、“363”教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

本研究從小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，將所有教學(xué)內(nèi)容納入數(shù)字技術(shù)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容生成的六種情境中，最終聚焦于義務(wù)教育數(shù)學(xué)在小學(xué)階段需達(dá)成的三個(gè)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了數(shù)字技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新融合的“363”教學(xué)模式（如圖1所示）。

（一）三個(gè)環(huán)節(jié)

模式中的第一個(gè)“3”指小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)情境、建立模型和解釋?xiě)?yīng)用三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是課堂教學(xué)的主要流程。“創(chuàng)設(shè)情境”是課堂教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)中教師的主要任務(wù)是根據(jù)課程內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界。“建立模型”是課堂教學(xué)的第二個(gè)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)中教師的主要任務(wù)是組織、引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，通過(guò)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐、自主探索及合作交流，構(gòu)建出數(shù)學(xué)模型，使學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的思維思考世界、會(huì)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)世界。“解釋?xiě)?yīng)用”是課堂教學(xué)的第三個(gè)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)中教師的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。

（二）六種方法

模式中的“6”指的是數(shù)字技術(shù)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容所用的方法，包括學(xué)習(xí)情境真實(shí)化、抽象模型形象化、測(cè)量比較精準(zhǔn)化、方法歸納可視化和成果展示便捷化。

“學(xué)習(xí)情境真實(shí)化”是指數(shù)字技術(shù)可以重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容于真實(shí)情境中，提供多種感官的綜合刺激，幫助學(xué)生更好地進(jìn)入教師所創(chuàng)設(shè)的情境，感受數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系。“抽象模型形象化”是指利用數(shù)字技術(shù)將教學(xué)內(nèi)容中的抽象模型轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^形象的情境，幫助抽象思維能力相對(duì)較弱的小學(xué)生理解抽象的概念等。“測(cè)量比較精準(zhǔn)化”是指利用數(shù)字技術(shù)化大為小、化靜為動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，將教學(xué)內(nèi)容中實(shí)物細(xì)小而難以觀察、測(cè)量的對(duì)象放大，轉(zhuǎn)化為便于學(xué)生測(cè)量、觀察的教學(xué)資源，幫助他們準(zhǔn)確完成結(jié)論推導(dǎo)。“方法歸納可視化”是指利用數(shù)字技術(shù)將教學(xué)內(nèi)容中需提煉、總結(jié)的方法以更易于學(xué)生發(fā)現(xiàn)的形式呈現(xiàn)，為他們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)實(shí)現(xiàn)方法遷移奠定基礎(chǔ)。“成果展示便捷化”是指利用數(shù)字技術(shù)幫助學(xué)生更好地進(jìn)行交流、展示。“知識(shí)應(yīng)用個(gè)性化”是指利用數(shù)字技術(shù)直接生成或?qū)F(xiàn)有內(nèi)容轉(zhuǎn)化為多層次、多角度且結(jié)合實(shí)際的習(xí)題，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，擴(kuò)展其視角，幫助其進(jìn)一步體會(huì)數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)解釋?xiě)?yīng)用環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容的差異化和豐富化。

（三）三個(gè)目標(biāo)

義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程的總目標(biāo)為“會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實(shí)世界，會(huì)用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界，會(huì)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界”，可以簡(jiǎn)單概括為數(shù)學(xué)眼光、數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)語(yǔ)言。

“363”教學(xué)模式基于深度融合信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)的理念，從課堂教學(xué)實(shí)際出發(fā)，便于教師進(jìn)行實(shí)踐和操作。為了驗(yàn)證模型的有效性，本研究進(jìn)一步進(jìn)行了應(yīng)用和實(shí)踐成效總結(jié)。

三、“363”教學(xué)模式的應(yīng)用

（一）實(shí)驗(yàn)對(duì)象

本研究選取了某校二年級(jí)的兩個(gè)班級(jí)進(jìn)行了兩年實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)班50人，對(duì)照班48人。

（二）基本流程

“363”教學(xué)模式下的任務(wù)主要包括兩部分。課前，教師根據(jù)知識(shí)點(diǎn)所需的情境選取適當(dāng)數(shù)字技術(shù)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，形成教學(xué)資源；課上，教師按創(chuàng)設(shè)情境、建立模型、解釋?xiě)?yīng)用的順序進(jìn)行教學(xué)，使用適當(dāng)?shù)拿襟w呈現(xiàn)制作的教學(xué)資源，營(yíng)造適宜的教學(xué)環(huán)境。該模式下的每個(gè)教學(xué)過(guò)程都體現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)的創(chuàng)新融合。

（三）案例呈現(xiàn)

不同教學(xué)內(nèi)容所需的方法不同，需要利用不同的數(shù)字技術(shù)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，營(yíng)造教學(xué)環(huán)境。因篇幅有限，故分別選取最具有代表性的六種方法進(jìn)行闡述。

1.學(xué)習(xí)情境真實(shí)化。在教學(xué)三年級(jí)“口算乘法”時(shí)，教師利用蛙色創(chuàng)設(shè)了游樂(lè)場(chǎng)游玩的VR場(chǎng)景，并在創(chuàng)設(shè)情境環(huán)節(jié)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行游覽（場(chǎng)景中重點(diǎn)展示了各游樂(lè)項(xiàng)目的價(jià)格）。隨后教師組織學(xué)生討論“發(fā)現(xiàn)了哪些數(shù)學(xué)信息”，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合其發(fā)現(xiàn)的“旋轉(zhuǎn)木馬每人每次是5元”等數(shù)學(xué)信息，提出用乘法解決的數(shù)學(xué)問(wèn)題。充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的積極性，并為下個(gè)環(huán)節(jié)做好鋪墊。

2.抽象模型形象化。在教學(xué)“分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識(shí)”時(shí)，為幫助學(xué)生理解“平均分”的含義，教師運(yùn)用萬(wàn)彩動(dòng)畫(huà)大師制作“把一塊月餅切成兩塊，然后讓其中一塊旋轉(zhuǎn)后和另一塊重合，最后再分開(kāi)”的演示動(dòng)畫(huà)，并在建立模型環(huán)節(jié)進(jìn)行展示，使學(xué)生非常直觀地看到了“平均分”，輕松地理解“平均分”的含義，排除學(xué)生的思維障礙。

3.測(cè)量比較精準(zhǔn)化。在教學(xué)“毫米的認(rèn)識(shí)”時(shí)，為幫助學(xué)生更好地通過(guò)觀察弄清厘米和毫米之間的進(jìn)率，感悟度量的本質(zhì)就是單位的累加，教師利用PPT制作演示課件，在建立模型環(huán)節(jié)中使用其放大1厘米的刻度，利用每?jī)蓚€(gè)小格之間的線段閃動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生觀察1毫米的長(zhǎng)度，在閃動(dòng)中數(shù)1厘米中有幾條1毫米長(zhǎng)的線段。既方便學(xué)生的觀察，也方便教師進(jìn)行數(shù)小格的指導(dǎo)，使學(xué)生更便捷地感知1毫米，并理解厘米和毫米間的進(jìn)率。

4.方法歸納可視化。在教學(xué)“平行四邊形的面積”時(shí)，為幫助學(xué)生感悟“平移”的數(shù)學(xué)思想，教師首先讓學(xué)生親自動(dòng)手剪拼，然后在模型構(gòu)建環(huán)節(jié)的匯報(bào)交流過(guò)程中，配以利用萬(wàn)彩動(dòng)畫(huà)大師設(shè)計(jì)的“把平行四邊形沿著它的高剪開(kāi)，然后平移（在平移過(guò)程中顯示‘平移’二字），拼成一個(gè)長(zhǎng)方形”的演示動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生直觀感悟“平移”的數(shù)學(xué)思想方法。

5.成果展示便捷化。在教學(xué)“面積和面積單位”時(shí)的模型構(gòu)建環(huán)節(jié)，教師將小組同學(xué)用圓形、三角形和正方形在兩個(gè)長(zhǎng)方形紙上拼擺的成果拍成照片，利用希沃白板投屏展示，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)大屏幕進(jìn)行交流比較，很快就得出“用正方形測(cè)量比較合適，既能密鋪，又比三角形方便快捷”的結(jié)論，引出“在國(guó)際上我們也用正方形作為面積的測(cè)量單位”這一知識(shí)點(diǎn)。整個(gè)過(guò)程水到渠成，既讓學(xué)生較好地經(jīng)歷統(tǒng)一面積單位的過(guò)程，又避免作品被弄亂，甚至散落在地的尷尬現(xiàn)象發(fā)生。

6.知識(shí)應(yīng)用個(gè)性化。在教學(xué)三年級(jí)“集合”時(shí)，教師利用通過(guò)訊飛星火大模型為解釋?xiě)?yīng)用環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了一道拓展題，輸入的指令為“修改這道習(xí)題，生成簡(jiǎn)單、中等、困難三個(gè)程度的習(xí)題，考察三年級(jí)學(xué)生對(duì)集合的掌握情況，包含并列、相交和包含三種關(guān)系：一班參加跳繩比賽的有5人，參加跑步比賽的有4人，一共有幾人參加比賽？”其生成的習(xí)題為“一班只參加跳繩比賽的有5人，只參加跑步比賽的有4人，一共有幾人參加比賽？”“三一班參加跳繩比賽的有5人，參加跑步比賽的有4人，有1人兩項(xiàng)都參加了，一共有幾人參加比賽？”“三一班參加跳繩比賽的有5人，參加跑步比賽的有4人，有1人兩項(xiàng)都參加了，有2人兩項(xiàng)都沒(méi)參加，一共有幾人參加比賽？”生成的習(xí)題在課上提供給不同層次的學(xué)生進(jìn)行練習(xí)和交流。在此基礎(chǔ)上，教師借助韋恩圖，引導(dǎo)學(xué)生深入理解集合中的并列、相交和包含關(guān)系，感受集合思想。通過(guò)大模型設(shè)計(jì)個(gè)性化的習(xí)題減輕教師出題的負(fù)擔(dān)，提升了題目的質(zhì)量，助力教師在課堂中進(jìn)行差異化教學(xué)。

四、“363”教學(xué)模式的實(shí)踐成效

（一）提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平

學(xué)生的學(xué)習(xí)水平反映了其“四基”的掌握情況。本研究對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班的學(xué)生進(jìn)行了五次測(cè)試（包含一次前測(cè)），從結(jié)果可以看出（如表1所示），實(shí)驗(yàn)前，兩個(gè)班學(xué)生的學(xué)習(xí)水平差異不顯著，但隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的進(jìn)步速度明顯快于對(duì)照班。此外，授課教師在教學(xué)過(guò)程中明顯感受到實(shí)驗(yàn)班學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、投入度的提高，這為其學(xué)習(xí)水平的快速進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。

（二）發(fā)展學(xué)生的四能

在教學(xué)過(guò)程中，教師明顯感受到實(shí)驗(yàn)班學(xué)生“四能”的提升，學(xué)生注意力集中，情緒放松，能更好地發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，且進(jìn)一步分析和解決問(wèn)題，“四能”在不知不覺(jué)中就得到了有效提升。實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的創(chuàng)新思維也得到了發(fā)展，其在解決問(wèn)題時(shí)積極探索新答案，從多種角度提出可能。

（三）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的提升在教學(xué)過(guò)程中便得到了充分體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生不僅在課堂上能夠始終保持積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，課后也會(huì)繼續(xù)積極討論課上未解決的問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題提出新想法。此外，本研究還對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班的學(xué)生進(jìn)行了五次有關(guān)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的問(wèn)卷調(diào)查（包含一次前測(cè)），結(jié)果如表2所示。可以看出，實(shí)驗(yàn)前，兩個(gè)班學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣程度基本相同，但隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提升速度明顯快于對(duì)照班的學(xué)生。

五、結(jié)語(yǔ)

本研究構(gòu)建并實(shí)踐的“363”教學(xué)模式在四輪教學(xué)實(shí)踐中充分發(fā)揮了數(shù)字技術(shù)的作用，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)從教師為主體向教師主導(dǎo)、學(xué)生為主體的轉(zhuǎn)變，提升了小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的教與學(xué)效果。此模式對(duì)其他學(xué)科與數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新融合模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐也具有一定的借鑒意義。

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