基于教育軟件的小學數(shù)學教學探析

陳冰 張越煒

摘?要：傳統(tǒng)小學數(shù)學教學模式存在一些問題，使用教育軟件輔助教學能彌補不足。文章分析了基于教育軟件的教與學模式，并分別結(jié)合概念教學和解題教學兩種場景，對教育軟件輔助數(shù)學教學展開了相關的探討和研究。

關鍵詞：教育軟件;小學數(shù)學教學;數(shù)學教學研究

一、緒論

小學階段的數(shù)學課程能為學生的邏輯思維、創(chuàng)新思維等能力打下扎實基礎，因此小學數(shù)學的教學質(zhì)量顯得尤為重要。

我們的傳統(tǒng)數(shù)學教學模式是：教師使用粉筆在黑板上板書教學，并輔助于諸如直尺、圓規(guī)等教學工具;教師辛辛苦苦的板書教學帶來的是靜止在黑板上的各式數(shù)學圖形、圖案界面。這種傳統(tǒng)的教學模式存在一些不足之處，比如不能夠化數(shù)學知識的抽象性為形象性，不能將數(shù)學美精彩地展現(xiàn)給小學生，更無法形象地演示數(shù)學概念、以及圖形和軌跡等等的演變過程。這樣的教學模式不能讓小學生充分直觀地理解抽象性強的數(shù)學知識，不能為他們提供數(shù)學實驗的條件，同時也無法調(diào)動學生的學習積極性，無法有效地培育學生的核心素養(yǎng)。

借助教育軟件輔助教學，將能較好地彌補這些不足之處。

二、教育軟件輔助數(shù)學教學的發(fā)展現(xiàn)狀

計算機在20世紀中葉誕生，之后世界各國開始嘗試使用計算機輔助教學，1959年IBM公司率先開發(fā)出計算機輔助教學系統(tǒng)。

伴隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展，慢慢地，各學科的教育軟件也紛至沓來，使用教育軟件輔助教學也蔚然成風。

在美國，數(shù)學教學過程中常見的輔助教學軟件為幾何畫板。它是由美國人在20世紀80年代研發(fā)出來的。幾何畫板是世界上第一個動態(tài)幾何軟件，其面世后，得到了國際上數(shù)學教育從業(yè)人員的歡迎。后來又出現(xiàn)了Cabri、Cinderella、GeoGebra等軟件，紛紛加入輔助教學的隊伍中。

我國的教育軟件輔助教學起步稍晚，在1996年，國內(nèi)引進了幾何畫板，之后隨著時間的推移，軟件得到了推廣，很多數(shù)學教師開始學習軟件，并將其有效運用到數(shù)學教學中。

到了2002年，我國成功研發(fā)了國產(chǎn)軟件——超級畫板，其面世又為我國的計算機輔助數(shù)學教學起了一個推進的作用。超級畫板是由我國自主研發(fā)的、具有國際先進水平的教育軟件。伴隨著它的出現(xiàn)，國內(nèi)一些地區(qū)開始使用超級畫板輔助數(shù)學教學。

隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展以及智能手機時代的到來，形形色色的國產(chǎn)教育軟件、手機App教育軟件也紛紛加入數(shù)學教育軟件的隊伍中，進一步掀起了軟件輔助數(shù)學教學的浪潮。

三、基于教育軟件的小學數(shù)學教與學模式

在小學數(shù)學教學過程中，教師可在適時和適當處借助教育軟件，如在創(chuàng)設情境時、在知識的延伸擴展處、在教學的關鍵處、在思維的障礙處、在變式練習中等情況下使用教育軟件輔助教學，能取得較好的效果。教育軟件能夠為小學生呈現(xiàn)出更為精彩靈活、直觀動態(tài)的課堂面貌，能同時滿足教學與學習兩種需求。

（一）教育軟件能有效輔助數(shù)學的“教”

作為小學數(shù)學教師，可以使用軟件制作日常的課堂課件，使用軟件進行知識的直觀、動態(tài)的演示，甚至還可以使用軟件進行學校的教學、科研課題研究。此外，教育軟件還能夠為小學教師構(gòu)建探究性學習的課堂。軟件可以提供嶄新的數(shù)學探索的實驗環(huán)境，它能在計算機上模擬出新穎、活潑、美觀的面貌，從而很好地吸引小學生的注意。通過軟件能調(diào)動小學生的積極性，讓他們主動地去探究數(shù)學知識，“做數(shù)學”。

（二）教育軟件也能有效輔助數(shù)學的“學”

教育軟件能夠在課后，繼續(xù)提供自主探索、動手實踐的虛擬數(shù)學實驗室。小學生可以使用軟件的動態(tài)計算、動態(tài)測量、動態(tài)作圖等功能來幫助自己理解和復習教師此前教授的知識點，為他們營造出探索疑問的環(huán)境、并且能有效啟迪他們的思維，最后對相應的答案還能進行機器檢驗，其可以滿足學生的自主性學習活動的需求。

四、教育軟件輔助小學數(shù)學概念教學研究

數(shù)學是基礎學科，同時也是一門抽象學科，概念的抽象性對于小學生來說，本身就是一個學習的難點。如何才能讓他們更好地記憶、理解和掌握概念，這是教學中面臨的一個重要任務。

概念教學是數(shù)學教學的重要組成部分。在小學數(shù)學教學中，如果學生用背定義、背定理的方法學習概念，這種辦法是不大符合認知規(guī)律。數(shù)學教育家提出了使用數(shù)學實驗的方法，即讓學生通過實驗經(jīng)歷一下知識發(fā)現(xiàn)的過程。借助教育軟件，如超級畫板來輔助教學就能滿足這樣的需求。通過軟件在課堂中的介入，軟件呈現(xiàn)出來的界面更好地讓學生了解概念的來龍去脈、前因后果，避免學生對概念單純的死記硬背;通過軟件的模擬效果，還能更好地讓小學生參與到數(shù)學概念的探索和發(fā)現(xiàn)過程，降低他們對數(shù)學知識的乏味感、恐懼感，同時也讓他們進一步明晰了概念，更加透徹地理解了概念，各種知識點進一步得到鞏固，這也為之后的學習和探究奠定扎實的基礎。

例如，在講授“三角形內(nèi)角和”一課時，教師利用教育軟件——超級畫板開發(fā)出探究“三角形內(nèi)角和”的課件，并在課堂上開展輔助教學活動。教師拉動三角形的三個頂點，三角形的三個內(nèi)角的角度值隨之動態(tài)變化，而其的總和均保持在180這個數(shù)值。發(fā)生認識論創(chuàng)始人皮亞杰提出的認知發(fā)展的階段性理論認為，兒童認知形成的過程是先出現(xiàn)一些憑直覺產(chǎn)生的概念，這些原始概念構(gòu)成思維的基礎，在此基礎上經(jīng)過綜合加工形成新概念，建構(gòu)新結(jié)構(gòu)，這種過程不斷進行，這就是兒童認知結(jié)構(gòu)形成的主要方法。通過軟件的直觀、動態(tài)的演示，教師能讓小學生憑直覺產(chǎn)生“不同三角形的內(nèi)角和保持180這個數(shù)值不變”的概念，再進一步通過教材中的內(nèi)容驗證了三角形內(nèi)角和定理。通過教育軟件的輔助教學，這堂概念教學課將取得比傳統(tǒng)教學手段更好的效果。

五、教育軟件輔助小學數(shù)學解題教學研究

美國數(shù)學家波利亞在《怎么解題》一書中提出“怎么解題表”，該表把數(shù)學解題全過程分為“理解題目”“擬訂方案”“執(zhí)行方案”和“回顧”四個步驟。

在日常的解題教學過程中，教師可以使用教育軟件來輔助開展學生的題目訓練活動。通過軟件進行知識的直觀、動態(tài)的演示，借助軟件的動態(tài)計算、動態(tài)測量、動態(tài)作圖等功能，教師能有效啟迪學生們的思維，最后還能對相應的答案進行機器檢驗，這些都是傳統(tǒng)課堂難以做到的。

小學生年齡偏小，在解題教學過程中，題目的意思時常具有一定的抽象性，即使教師對題意進行講解，有時候還是不能讓他們完全了解清楚，尤其是跟不上課堂節(jié)奏的學生對題意更覺得晦澀難懂，而這時如果使用教育軟件，既可以減輕教師準備各種實體教學用具的負擔，又可以解決題目的抽象和繁雜性問題，化數(shù)學知識點為可視化，或者模擬仿真數(shù)學問題，這樣就能讓小學生更好地“理解題目”;在“擬訂方案”的過程中，利用軟件進行動態(tài)操作演示，結(jié)合其互動性，可以更容易凸現(xiàn)題目知識點間的內(nèi)在聯(lián)系，拓展學生的解決思路，讓他們更有效地尋找合適的解題方法，并“擬訂方案”，即擬定解題的步驟;在“執(zhí)行方案”的過程中，軟件可以隨時幫助小學生進行一些解題過程中關聯(lián)問題的探究、思考、驗證活動，為師生提供了更加廣闊的探究空間與思維角度;而在“回顧”步驟中，軟件也能夠幫助師生驗證解出來的答案。

例如在講解?“角是有大小的，角的大小和邊的（?）有關，和邊的（?）無關”這道填空題時，一部分的學生看到該題目，都會覺得角的大小跟邊的長短有關，因為學生們發(fā)現(xiàn)邊變長了，角似乎看起來也變大了，邊變短了，角又好像看起來變小了，卻無法發(fā)現(xiàn)角的角度并未發(fā)生變化?；谶@種情況，我們借助教育軟件，比如超級畫板開發(fā)出該題的課件，學生可以通過鼠標操作，可以拉動課件中的角的邊，也可以變動角的張口。借助軟件呈現(xiàn)出可視化、虛擬化、互動性的數(shù)學實驗界面，讓學生進一步明晰題目意思。同時課件的互動性也能激發(fā)了學生的學習探究熱情，調(diào)動學生參與的興趣，成功吸引學生主動思考問題，學生通過一番操作，可以發(fā)現(xiàn)他們可以調(diào)動邊的開口大小，也可以調(diào)動邊的長短，那究竟這兩者跟角的大小有無關系呢，帶著疑問繼續(xù)操作課件，他們逐漸發(fā)現(xiàn)角的大小和邊的開口大小有關，和邊的長短無關。在最后的“回顧”階段，教師還可以利用軟件的“動畫”功能，快速展示角從0度到180度的變化畫面，以此進一步驗證該題的答案。

六、結(jié)語

教育軟件無論是用于輔助小學數(shù)學的概念教學還是解題教學，均能有效地提高課堂教學質(zhì)量。各學校應重視教育軟件在課堂中的引入和運用，并將提升教師的信息技術(shù)能力納入培養(yǎng)計劃。而在開展軟件輔助教學之后，教師們也應及時總結(jié)經(jīng)驗，并盡可能將相關課件共享出來，與身邊的其他教師交流探討，形成教學研究的圈子，共同提高軟件的應用能力。

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基金項目：本文系?2017年度韓山師范學院教學改革項目之基礎教育教學改革專項項目（2017HJGJCJY008）;2018年度韓山師范學院創(chuàng)新強?；A教育重大項目（ZD201802）;2019?年廣東省基礎教育信息化融合創(chuàng)新示范培育推廣項目;2020年度韓山師范學院教育教學改革項目?（[2020]35-54）的成果

作者簡介：陳冰，女，小學二級教師，研究方向：小學數(shù)學教學。

*通訊作者：張越煒，男，碩士，助理研究員，研究方向：課程與教學論。