新技術(shù)支持下的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)樣態(tài)

○王洪恩

美國約翰·D·布蘭思福特等在《人是如何學(xué)習(xí)的》一書中指出：“信息技術(shù)為學(xué)習(xí)的革命‘展現(xiàn)了激動人心的前景’”。作為一名從事小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)多年的教育工作者，面對當(dāng)下名目繁多的“數(shù)字化教學(xué)”“智慧課堂”解決方案，筆者始終堅持一個基本原則，那就是新技術(shù)的運用必須以“易教利學(xué)”為前提。對于快速更新的信息技術(shù)和人工智能，我們不能抱有“放到籃子里的都是菜”的心理，而要堅持“蛋必須下到窩里”的思維，因為信息技術(shù)、人工智能的作用最終應(yīng)該在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中深度體現(xiàn)。那么，技術(shù)與教學(xué)究竟走過了一段怎樣的相依相存的發(fā)展歷程？新技術(shù)手段能引起數(shù)學(xué)課堂教學(xué)發(fā)生怎樣的深刻變化呢？下面通過幾個具體案例加以說明。

一、回顧：技術(shù)與教學(xué)的交匯軌跡

顧明遠教授在《未來教育會被技術(shù)進步改變嗎》一文中講道：“工業(yè)革命帶來了教育的革命，由原來的手工業(yè)式的個別教育改變?yōu)榧w教育，班級授課制就是在這個背景下產(chǎn)生的，從而大大提高了教育的效率?！睙o論是從宏觀還是微觀來看，教育教學(xué)從來就是與技術(shù)手段密不可分的，教育技術(shù)也是隨著教育思想、目標(biāo)和方法的發(fā)展變化而不斷變革進步。近40年來，教育教學(xué)技術(shù)和手段快速發(fā)展、日益豐富。就小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)媒體的發(fā)展而言，大致可以分為以下四個階段——

第一階段是上世紀(jì)80年代以前的實物媒體階段，教學(xué)掛圖、數(shù)字卡片及實物模型普遍使用，俗稱“靜態(tài)媒體”階段。第二階段是上世紀(jì)80年代后期至90年代，幻燈投影技術(shù)進入課堂并廣泛使用，大大改善了數(shù)學(xué)知識及思維活動的呈現(xiàn)方式，進入了由“靜態(tài)媒體”逐步向“動態(tài)媒體”過渡階段。第三階段是進入新世紀(jì)以來的多媒體技術(shù)的開發(fā)與運用，使數(shù)學(xué)知識及思維活動的呈現(xiàn)方式發(fā)生質(zhì)的變化，進入了“動態(tài)媒體”階段。第四階段是近5年來電子白板、多媒體一體機、互動平板、虛擬現(xiàn)實和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的使用，教學(xué)媒體完全進入了“數(shù)字媒體”階段，教師、學(xué)生和媒體三者之間的關(guān)系產(chǎn)生了革命性的變化。

可以肯定的是，在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，無論是什么階段的媒體，其核心作用都是對數(shù)學(xué)知識和思維過程的呈現(xiàn)和表征，但教學(xué)媒體所表現(xiàn)出的階段特征，映射出我國小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)思想解放和觀念更新的軌跡，特別是教師教學(xué)方式和學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式的巨大變化，即由接受學(xué)習(xí)走向發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、由發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)走向探究學(xué)習(xí)、再由探究學(xué)習(xí)走向深度學(xué)習(xí)的過程。隨著教育部《教育信息化2.0行動計劃》的發(fā)布，教育技術(shù)與教育教學(xué)即將進入一個深度融合的新時代，小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)也將實現(xiàn)新的突破。

二、實踐：技術(shù)支持教學(xué)的有效路徑

案例1：“場景化”課堂教學(xué)樣態(tài)

兒童的數(shù)學(xué)世界是色彩繽紛的、與其他知識是天然嵌合在一起的。因此，從某種角度來看，小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的藝術(shù)首先表現(xiàn)在創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境方面，小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開“場景化”氛圍，而新技術(shù)在創(chuàng)設(shè)情境方面具有獨特優(yōu)勢。

【教學(xué)內(nèi)容】《認識鐘表》

【技術(shù)手段】制作微視頻創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境。

【教學(xué)片段】

1.播放視頻動畫并定格成如下四個畫面，組織學(xué)生觀察、分析、思考：從這幾幅畫面中你能知道什么？

2.學(xué)生匯報交流：

學(xué)生1：早上8點鐘，我們高高興興地到學(xué)校了；到了中午12點，我們就要吃午飯。

學(xué)生2：我看到鐘面上的指針在轉(zhuǎn)動，到了不同的時間我們在做不同的事。

學(xué)生3：從上午8∶00升旗儀式到10∶00在上課，中午12∶00在吃飯，下午4∶00小朋友們在踢足球。

學(xué)生4：這樣的動畫片很有趣，我很喜歡這樣的數(shù)學(xué)課。

【案例分析】

用三維動畫精心創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情境，既比呈現(xiàn)單純圖片更有趣味性，又比直接拍攝的原生態(tài)場景更加數(shù)學(xué)化。把學(xué)生熟悉的生活情境，采用動畫片、微視頻以及AR、VR虛擬現(xiàn)實等手段，以數(shù)學(xué)場景的方式呈現(xiàn)出來，既能激活學(xué)生已有的生活經(jīng)驗，使學(xué)生的學(xué)習(xí)建立在已有經(jīng)驗基礎(chǔ)之上，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量將大大提高，又能有效激發(fā)他們數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力，也能有效排除影響學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的干擾和不利因素。就本節(jié)課而言，利用信息技術(shù)制作視頻動畫，能讓學(xué)生直觀感受到每天豐富的學(xué)校生活；同時能以觀察者的身份、跳出生活的束縛，清晰地看出，隨著鐘面上時間的變化，小朋友們的學(xué)習(xí)活動也在變化。

案例2：“開放化”課堂教學(xué)樣態(tài)

學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是個開放的系統(tǒng)，封閉的學(xué)習(xí)內(nèi)容不利于學(xué)生數(shù)學(xué)能力與思維發(fā)展。在課堂教學(xué)中，只有賦予學(xué)習(xí)內(nèi)容以情景鮮活、問題開放、邏輯清晰的特點，學(xué)生才會主動地介入學(xué)習(xí)活動以及靈活地探究和解決問題。

【教學(xué)內(nèi)容】《神奇的數(shù)字編碼》

【技術(shù)手段】制作微視頻并利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。

【教學(xué)片段】

師：最近我們學(xué)校要舉行一個重要的活動，學(xué)校往杭州和常州等地的友好學(xué)校寄發(fā)了邀請函。這上面也有數(shù)字編碼，能找出來嗎？

師：你們說的這個數(shù)字編碼，就是我們在寄信時用的郵政編碼。

師：為什么同一封信上要有兩個郵政編碼呢？

生：一個是寄出地，一個是接收地。

師：郵政編碼有它自己的編碼規(guī)則，想了解嗎？那就請打開資源庫，閱讀老師為你們準(zhǔn)備好的材料。

師：知道我們學(xué)校所在地區(qū)的郵政編碼嗎？

師：通過剛才的閱讀，你知道郵政編碼的編碼規(guī)則嗎？誰來說一說？

師：老師有個小疑問，信封上已經(jīng)有了詳細的地址，為什么還要郵政編碼呢？（視頻播放“你知道嗎”）

師：這次活動我們還邀請了上海的嘉賓，在寄邀請函時遇到了這樣的問題——不知道郵政編碼。你想通過什么方式幫老師來解決這個問題呢？

生：上網(wǎng)查。

師：上網(wǎng)查是一個很好的方法。

（學(xué)生上網(wǎng)查并廣播學(xué)生機。）

【案例分析】

本環(huán)節(jié)用視頻形式呈現(xiàn)的具體真實、鮮活開放的生活問題，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、比較和交流，了解一些常見的數(shù)字編碼所表示的信息，知道數(shù)字編碼中蘊含著豐富的信息，體會用數(shù)字編碼表達信息的方法，感受數(shù)字編碼的應(yīng)用價值，初步學(xué)會用數(shù)學(xué)眼光觀察和分析現(xiàn)實社會。

由于計算機和網(wǎng)絡(luò)具有很強的交互性，教師和學(xué)生之間可通過電子答題筆、移動電腦（平板、手機等）來實現(xiàn)師生之間的討論和交流。教師在教學(xué)中設(shè)計客觀題（判斷題和選擇題），并將題目通過網(wǎng)絡(luò)平臺在線傳給學(xué)生，學(xué)生通過平板電腦進行解答，學(xué)習(xí)系統(tǒng)能及時地判斷對錯，并將學(xué)生練習(xí)的情況傳送至教師移動端，教師能隨時掌握學(xué)生的答題情況，并及時調(diào)整教學(xué)策略，使教學(xué)更具針對性和個性化，以利教師實施基于證據(jù)的課堂教學(xué)。

案例3：“整合化”課堂教學(xué)樣態(tài)

在數(shù)學(xué)教學(xué)中，要充分發(fā)揮數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間互動生成的作用、實現(xiàn)各學(xué)科目標(biāo)體系的有機整合。數(shù)學(xué)實踐活動可以開放學(xué)生的學(xué)習(xí)時空，使各學(xué)科的知識在活動中碰撞融合，促進學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的序列化、整體化和綜合化。信息技術(shù)還可以讓數(shù)學(xué)中的抽象過程變得更加直接、形象，更容易讓學(xué)生接受。

如筆者在設(shè)計“有趣的容積”數(shù)學(xué)活動時，抓住班級正在開展3D打印興趣活動的契機，給8個學(xué)習(xí)小組布置了一項“小課題研究”項目，要求利用一周的時間進行編程、設(shè)計。研究內(nèi)容：用一張長6分米、寬4.5分米的紙板做一節(jié)煙囪，怎樣設(shè)計才最合理？經(jīng)過探究，學(xué)生共設(shè)計了如下幾種方案：

生1：“我覺得選擇方案（4）最好，因為這種方案做成的煙囪容積最大，它一次排出的煙最多！”從排煙量的大小去考慮，言之有理。

生2：“我認為選擇方案（5）最好，雖然這種方案排煙量最小，但煙排得少，環(huán)境才不會受到污染！”環(huán)保之心，可見一斑！

生3：“我認為選擇方案（3）最好，因為方案（3）與方案（1）、（5）比，煙囪的高度一樣，但方案（3）的橫載面積最大，所以煙排得多；而方案（3）與方案（2）、（4）比，方案（3）的煙囪最高，據(jù)我了解，煙囪越高，煙囪出煙的速度就越快，所以綜合考慮，我選擇方案（3）！”該同學(xué)既聯(lián)系數(shù)學(xué)知識、又結(jié)合物理知識，可謂獨具慧眼！究竟選哪一種方案才好呢？教室里又傳來陣陣辯論聲……

生活中發(fā)生的大多數(shù)問題需要應(yīng)用多種學(xué)科的知識來共同解決，由此，基于信息技術(shù)的“STEM”課程整合項目應(yīng)運而生?！癝TEM”是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，“STEM”是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的總稱，目前又融入了藝術(shù)設(shè)計等美學(xué)元素。藝術(shù)可以激發(fā)人的靈感，比如美術(shù)，可以說造型的藝術(shù)，而造型離不開空間觀念，這正是數(shù)學(xué)與美術(shù)的相通之處?？梢哉f，本環(huán)節(jié)是當(dāng)下最為流行的“STEM”課程整合項目的基礎(chǔ)樣態(tài)，也是基于新技術(shù)環(huán)境探索數(shù)學(xué)與其他學(xué)科整合的有益嘗試。

三、思考：走出技術(shù)支持教學(xué)的誤區(qū)

學(xué)科教學(xué)為根本，技術(shù)手段是支撐，兩者絕不可偏廢。當(dāng)前，在運用新技術(shù)推動小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的過程中，也存在一些誤區(qū)：

1.依賴信息技術(shù)支持，忽視其他技術(shù)手段。

過多地依賴信息手段，為了信息化而信息化；信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用主要看其是否應(yīng)用恰當(dāng)，在于質(zhì)而不在于量。有些教師總認為技術(shù)越先進越好，原本可以面對面交流和討論，卻要利用網(wǎng)絡(luò)平臺來實現(xiàn)，結(jié)果不但沒有收到良好的教學(xué)效果，反而造成人力物力和時間浪費。

2.更多關(guān)注課件運行，忽視整體教學(xué)過程。

大量時間用在課件制作上，把教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程以課件的形式固化起來，在教學(xué)過程中形成了“教師—課件—學(xué)生”的教學(xué)方式，教師的注意力和教學(xué)過程全部局限在課件上，而學(xué)生則把課件當(dāng)成傳授知識的“老師”。

3.過多的新技術(shù)展示，教學(xué)中心發(fā)生偏移。

借助多媒體教學(xué)能將抽象物體具體化，微觀物體宏觀化，但過多的多媒體展示會造成負面的影響。教師成了多媒體的放映者，無法發(fā)揮主導(dǎo)作用，也無法突出學(xué)生的主體地位，師生都被禁錮于課件、多媒體操作中，導(dǎo)致本末倒置。

筆者以為，新技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用方式一般有以下幾種：一是授課輔助，利用各種教學(xué)素材編寫演示文稿或課件，形象地傳授知識。二是課堂互動，由于網(wǎng)絡(luò)平臺的交互性能很強，教師和學(xué)生之間可通過媒介進行有針對性地、可監(jiān)測地討論和交流。三是探究學(xué)習(xí)，充分利用信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，擬定部分適合研究性學(xué)習(xí)的課題，指導(dǎo)學(xué)生自主收集資料信息，研究、學(xué)習(xí)、分析、總結(jié)，以達到提高學(xué)生信息分析處理的能力、團結(jié)協(xié)作能力等。四是學(xué)科整合，數(shù)學(xué)課堂教學(xué)向課外延伸是信息技術(shù)和學(xué)科課程整合的一個重要方面，它有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生獲取、分析、加工、利用信息知識的能力。

在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，只要能立足學(xué)科教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的實際，合理地運用現(xiàn)代信息技術(shù)，充分發(fā)揮新技術(shù)的直觀演示、方便快捷、精準(zhǔn)評價等功能，就可以讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)在課堂上真實發(fā)生，讓學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和綜合能力得到全面提升。