小學(xué)智能交互計算題庫的開發(fā)與實踐應(yīng)用研究

摘要：小學(xué)計算教學(xué)是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，在教學(xué)中學(xué)生“計算習(xí)慣不好”“注意力不集中”“缺乏專項訓(xùn)練”、教師“沒有資源”或“沒有稱手教學(xué)工具”是老師們經(jīng)常碰到的問題。為了解決這些問題，我們申請并通過了省級課題“小學(xué)數(shù)學(xué)智能交互式學(xué)習(xí)的實踐研究”立項，成立了課題組進行專項研究。其間開發(fā)了一套課程教學(xué)資源——小學(xué)數(shù)學(xué)智能計算題庫“一起來計算”。我們希冀通過與信息技術(shù)的整合，實現(xiàn)教學(xué)資源的共享和計算練習(xí)形式的創(chuàng)新，提升教師對題庫的廣泛參與度，促進題庫內(nèi)容的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化和專業(yè)化。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué) 計算題庫 開發(fā) 智能 實踐應(yīng)用

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（2022年版）》指出：“運算能力主要是指根據(jù)法則和運算律進行正確運算的能力。能夠明晰運算的對象和意義，理解算法與算理之間的關(guān)系；能夠理解運算的問題，選擇合理簡潔的運算策略解決問題;能夠通過運算促進數(shù)學(xué)推理能力的發(fā)展。運算能力有助于形成規(guī)范化思考問題的品質(zhì)，養(yǎng)成一絲不茍、嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度。”“促進信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程融合。合理利用現(xiàn)代信息技術(shù)，提供豐富的學(xué)習(xí)資源，設(shè)計生動的教學(xué)活動，促進數(shù)學(xué)教學(xué)方式方法的變革。在實際問題解決中，創(chuàng)設(shè)合理的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，提升學(xué)生的探究熱情，開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的想象力，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。”

綜合以上要素，我們課題組決定結(jié)合目前所常用的信息技術(shù)手段開展數(shù)學(xué)課程和信息技術(shù)融合課題的研究，希望通過課題研究的成果來嘗試解決小學(xué)數(shù)學(xué)計算教學(xué)中長期存在的學(xué)生“計算習(xí)慣不好”“注意力不集中”“缺乏專項訓(xùn)練”、教師“沒有資源”或“沒有稱手教學(xué)工具”等頑疾。

經(jīng)過一年多的探討、開發(fā)與實踐，課題組整合出了一套課程資源——小學(xué)數(shù)學(xué)智能計算題庫“一起來計算”。通過對多所成員學(xué)校進行應(yīng)用監(jiān)測，反響較好，也收獲了許多有益的建議。

下面我結(jié)合實例談?wù)勵}庫的具體開發(fā)思路、開發(fā)過程和實踐應(yīng)用情況。

一、“一起來計算”題庫的開發(fā)思路——面向問題的方向設(shè)計

（一）面向?qū)W習(xí)問題的方向設(shè)計

1.改善學(xué)生計算習(xí)慣

很多學(xué)生計算能力薄弱，很大程度上是不好的計算習(xí)慣造成的。利用題庫，我們可以實現(xiàn)每天早晚或課前的自主定時定量練習(xí)，從而提高計算的熟練度和準確度。

比如一年級“20以內(nèi)退位減法”是本冊的教學(xué)難點，我們就可以通過每日的課前練習(xí)來進行訓(xùn)練，從而加強學(xué)生對“退十法”的熟練應(yīng)用。

2.提升學(xué)生計算興趣

小學(xué)數(shù)學(xué)的計算形式往往過于枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)的時間一長就容易形成學(xué)習(xí)疲勞。對此我們在使用題庫練習(xí)時引入了比賽形式，通過對不同程度的學(xué)生進行關(guān)注了解，設(shè)置不同的答題時間間隔，逐步提高解答速度。另外將答題與評價結(jié)合，根據(jù)學(xué)生的答題情況，展示相應(yīng)的得星數(shù)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例如，前期的“小學(xué)數(shù)感智能訓(xùn)練系列”就是自動與手動相結(jié)合，靈活掌握出題時間開發(fā)的一款隨機出題軟件。

3.開展習(xí)題專項訓(xùn)練

計算教學(xué)中依據(jù)學(xué)生的階段學(xué)習(xí)情況，老師們常常需要進行一些專項強化訓(xùn)練來鞏固已學(xué)知識，比如“四則混合計算的運算順序”“簡便計算”“同分母、異分母分數(shù)計算”等。課題組在設(shè)計時充分考慮到這一點，以五年級異分母減法計算為例，通過題庫開展此節(jié)知識的專項訓(xùn)練，鞏固通分和約分的方法，降低錯誤率。

（2）面向教學(xué)問題的方向設(shè)計

1.豐富計算習(xí)題資源

現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)付費越來越多，老師們常常受制于題庫資源有限，即使自己整理也是不夠全面和系統(tǒng)。我們課題組在開發(fā)的時候針對這一情況，采取開源題庫的形式，使題庫資源具有開放性。老師們只要根據(jù)模塊要求把自己需要的題目添加到題庫中，就可以實現(xiàn)題庫更大范圍內(nèi)的資源共享。

2.創(chuàng)建智能型計算題庫軟件

為了使我們的題庫成為老師們手中的“好工具”，課題組在開發(fā)時努力實現(xiàn)題庫功能的智能性，讓其“好用”。目前我們實現(xiàn)的出題功能有順序出題和隨機出題兩種。順序出題是將本節(jié)知識的題目按照題庫順序依次展現(xiàn)，好處是可以對習(xí)題進行一個完整的訓(xùn)練。隨機出題是將本節(jié)題目打亂順序，隨機展示，每一次都是不同的題目組合，并且不會有重復(fù)，從而更有效考查學(xué)生的計算能力。另外，部分版本還支持教師在后臺監(jiān)控學(xué)生答題情況，及時收到答題的反饋信息，據(jù)此制定相應(yīng)的教學(xué)策略。

（三）面向教材的架構(gòu)設(shè)計

1.題庫的框架

目前題庫以整個小學(xué)階段的所有計算教學(xué)為對象，依托區(qū)教研室專家力量，通過對知識架構(gòu)進行歸納分析，整理出12冊書本的計算教學(xué)知識，然后對每節(jié)知識細分模塊，明確知識點，設(shè)計題目。

2.題型的設(shè)計

我們根據(jù)不同模塊知識點目標進行題目的編纂工作，題目劃分為口算、估算、豎式筆算、遞等式筆算、簡便計算等類型。

以第六冊為例，劃分為六個模塊。

模塊1：第2單元 除數(shù)是一位數(shù)的除法——口算估算類型。

涵蓋知識點：（1）整十、整百、整千數(shù)除以一位數(shù)；

（2）除數(shù)是一位數(shù)的除法估算。

模塊2：第2單元 除數(shù)是一位數(shù)的除法——豎式筆算類型。

涵蓋知識點：（1）兩位數(shù)除以一位數(shù)（每一位無余數(shù)）；

（2）兩位數(shù)除以一位數(shù)；

（3）三位數(shù)除以一位數(shù)；

（4）除數(shù)是一位數(shù)的除法，被除數(shù)中間有零；

（5）除數(shù)是一位數(shù)的除法。

模塊3：第4單元 兩位數(shù)乘兩位數(shù)——口算類型。

涵蓋知識點：幾十、一位數(shù)乘整十數(shù)、多位數(shù)。

模塊4：第4單元 兩位數(shù)乘兩位數(shù)——豎式筆算類型。

涵蓋知識點：兩位數(shù)乘兩位數(shù)。

模塊5：第7單元 小數(shù)的初步認識——口算類型。

涵蓋知識點：一、兩位小數(shù)與分數(shù)的互化。

模塊6：第7單元 小數(shù)的初步認識——筆算類型。

涵蓋知識點：一位小數(shù)加減法、一位小數(shù)與整數(shù)加減法。

二、“一起來計算”題庫的版本設(shè)計思路——滿足個性化學(xué)習(xí)需要

（一）紙質(zhì)版本的設(shè)計

我們設(shè)計的紙質(zhì)版本題庫是整個題庫的原始題目母版合集；是運行電子版題庫軟件前進行題目的校對、優(yōu)化、添加、刪除等編輯工作的對象；是可以單獨拿出來進行打印，對學(xué)生進行相應(yīng)專項測試的練習(xí)集。紙質(zhì)版本和電子化版本的同時存在實現(xiàn)了紙面答題和無紙化答題雙向兼容，滿足了多場景的學(xué)習(xí)需要。

（二）Windows單機版本的設(shè)計

單機版本主要采用as3.0語言在FLASH軟件上編寫，優(yōu)點是可以在常用的Windows系統(tǒng)上運行。老師們在課堂上既可以進行當堂檢測，也可以作為課后任務(wù)布置學(xué)生組長自主打開，開始每天的計算練習(xí)，并及時獲取反饋。單機版本使用語音和圖案兩種評價方式，豐富了評價手段。

（三）Android移動版本的設(shè)計

通過對單機版本的移植，將題庫“一起來計算”轉(zhuǎn)換成安卓版本可用的App，使其可以分別安裝在相應(yīng)手機和平板上，實現(xiàn)了題庫的初步學(xué)件化，讓題庫不僅在課堂可用，在移動終端也照樣能用。題庫實現(xiàn)“移動化”，滿足了智慧課堂等新型教學(xué)系統(tǒng)的需要，更好地服務(wù)于師生。

（四）網(wǎng)頁版本的設(shè)計

鑒于題庫信息搜集能力的客觀需求，課題組又開發(fā)了網(wǎng)頁版本，可以實現(xiàn)題庫的“在線化”“跨平臺化”，學(xué)生和教師不再受到應(yīng)用場景的束縛，只要平臺能上網(wǎng)就能使用題庫練習(xí)，并查看答題情況和評價，學(xué)生在家就可以網(wǎng)上學(xué)習(xí)。

同時網(wǎng)頁版也增加了后臺數(shù)據(jù)收集功能，幫助教師更好地了解學(xué)生的答題情況，提高了教學(xué)互動的質(zhì)量。

三、“一起來計算”題庫的實踐應(yīng)用——務(wù)實有效的服務(wù)教學(xué)

（一）低年級的期末無紙化考查

針對各校普遍配置了智慧平板系統(tǒng)的現(xiàn)狀，課題組積極對題庫進行實踐應(yīng)用，利用題庫的Android版本，安裝在教師平板上，對低年級學(xué)生進行無紙化考查的實踐應(yīng)用。考查中孩子們發(fā)現(xiàn)每個人的考查題目都是不一樣的，并且答完很快就能判斷出對錯，學(xué)習(xí)積極性非常高，教學(xué)效益較大。

（二）中高年級的隨堂測試

由于課題組成員來自多所小學(xué)，我們利用這個優(yōu)勢在各成員校也開展了題庫的實踐應(yīng)用，在中高年級開展隨堂測試，通過當堂的專項訓(xùn)練，來突破計算教學(xué)的難點。比如我們開展了“常見π值”訓(xùn)練、“常用分數(shù)、小數(shù)互化”等練習(xí)。

（三）題庫培訓(xùn)與交流展示

課題組在小學(xué)計算題庫的開發(fā)與實踐應(yīng)用研究中還非常注重老師們的培訓(xùn)，通過學(xué)習(xí)培訓(xùn)陸續(xù)在市區(qū)級的研討會上向各校進行了展示，受到了專家、老師們的好評。

四、“一起來計算”題庫的展望——開源與智能并舉

（一）題庫的開源優(yōu)化

一年多的實踐應(yīng)用，讓我們收到了很多學(xué)校老師的建議，許多老師說我們的題庫雖然是開源的，但是對格式要求還是很嚴格，詢問能不能更簡單一些，就像在Word文檔里輸題目一樣。

目前我們正在改進，網(wǎng)頁版已經(jīng)初步有了直接在網(wǎng)頁上輸入題目的簡單模板，其他版本也在努力改進模板的簡易性。

（二）題庫的智能優(yōu)化

在“智能”上，很多老師建議我們把錯題單獨列出來再練習(xí)，因為許多錯題都非常有針對性，對于改進學(xué)習(xí)效果幫助很大。

對此，我們現(xiàn)在正初步進行錯題的整理搜集；后續(xù)，我們要努力實現(xiàn)舉一反三功能；進一步地，我們期望實現(xiàn)題庫的“智搜”功能，搜索指定要求的題目。

前路漫漫，雖然我們只是一群來自一線的普通教師，但憑著對小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)工作的執(zhí)著與熱愛，課題組的研究一定會走得更遠。

參考文獻：

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［2］黎靜雯.小學(xué)數(shù)學(xué)計算教學(xué)中的困惑與對策［J］.小學(xué)數(shù)學(xué)參考，2013（5）：87.

［3］王小存.小學(xué)數(shù)學(xué)課程資源開發(fā)與利用的實踐研究［J］.課程教育研究，2020（28）：127-128.

責任編輯：黃大燦