信息技術(shù)支持下的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂

羅鑫強(qiáng)

摘要：3D打印等信息技術(shù)近年來(lái)使用門(mén)檻不斷降低，隨著時(shí)代的進(jìn)步，數(shù)學(xué)課堂上也出現(xiàn)了更多信息技術(shù)的身影，讓數(shù)學(xué)教學(xué)更加多元化。以3D打印技術(shù)與《分扣子》一課為例，淺談信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的融合。

關(guān)鍵詞：3D打印;小學(xué)數(shù)學(xué);信息技術(shù);融合教學(xué)

近年來(lái)，各種新興科技百花齊放。其中自然不乏能讓課堂教學(xué)事半功倍的技術(shù)。在筆者所任教的學(xué)校，諸如VR、MR、AR、3D打印等最新科技不斷融入教學(xué)實(shí)踐之中。年輕教師對(duì)這些技術(shù)往往駕輕就熟，但對(duì)于教學(xué)體系的認(rèn)知不完整也常常讓他們抓不住重點(diǎn)，甚至被技術(shù)凌駕;教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師們熟知學(xué)生在小學(xué)階段需要構(gòu)建的知識(shí)體系，擁有豐富成熟的教學(xué)想法，眼看新技術(shù)讓自己多年前設(shè)想的課堂可以落地，卻只能感嘆廉頗老矣——在年輕人手里運(yùn)用自如的信息技術(shù)，在自己這兒怎么就不靈了呢？下面筆者以北師大版教材一年級(jí)下冊(cè)“數(shù)學(xué)好玩”中《分扣子》一課為例，談?wù)勅绾螌⑿畔⒓夹g(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融合。

在探討如何將信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融合之前，我們需要清晰地明確兩個(gè)問(wèn)題：

第一，我們?yōu)槭裁葱枰褂眯畔⒓夹g(shù)？誠(chéng)然，信息化教學(xué)給課堂帶來(lái)了無(wú)限的可能性，無(wú)論是雙師課堂還是STEAM教學(xué)，處處都彌漫著信息化帶來(lái)的清新味道。但是細(xì)細(xì)想想，信息化教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)是什么？是為了讓學(xué)生更好地學(xué)，從數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō)就是更好地達(dá)成“四基四能”。這就要求我們?cè)谑褂眯畔⒒虒W(xué)的過(guò)程中要始終保持課堂本該有的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生是主體，能夠高效傳達(dá)知識(shí)和內(nèi)容才是重點(diǎn)，信息技術(shù)只是輔助手段，切忌讓信息技術(shù)喧賓奪主，讓數(shù)學(xué)課沒(méi)了“數(shù)學(xué)味兒”。

第二，所有的課都要進(jìn)行信息化改革嗎？近年來(lái)各地都在探討教育信息化，但是這并不意味著每一節(jié)課都必須采用信息化的方式教學(xué)。相反地，有一些課使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式反而有更好的效果。對(duì)于這類(lèi)不適宜使用信息技術(shù)的課，對(duì)其進(jìn)行信息化改革的結(jié)果只能是降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高教師授課的難度。

明確以上兩個(gè)問(wèn)題后，讓我們一起關(guān)注一下《分扣子》一課所在的板塊：數(shù)學(xué)好玩。北師大數(shù)學(xué)課本的這個(gè)單元是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、體會(huì)數(shù)學(xué)思想、鍛煉思維能力、累積思考經(jīng)驗(yàn)、開(kāi)闊學(xué)生眼界而設(shè)立的。無(wú)論是興趣、思維還是經(jīng)驗(yàn)、眼界，都是素質(zhì)教育下全面發(fā)展學(xué)生必不可少的有機(jī)組成部分。因此，怎么讓學(xué)生在本單元“玩好”是教師需要思考的問(wèn)題。

具體到《分扣子》一課。既然叫分扣子，那課堂怎么可以沒(méi)有扣子呢？每一位老師都認(rèn)同這節(jié)課需要扣子。但是縱觀以往的公開(kāi)課、示范課，老師們總是給學(xué)生準(zhǔn)備扣子的替代品——少部分老師準(zhǔn)備了印刷了扣子形狀的磁片，更多的老師是用更簡(jiǎn)便易得的畫(huà)著扣子圖案的圓形紙片。在執(zhí)教本節(jié)課之前，筆者一直疑惑：老師們?yōu)槭裁床挥谜娴目圩樱恐钡焦P者備課時(shí)才發(fā)現(xiàn)市面上根本買(mǎi)不到合適的扣子。買(mǎi)不到合適的扣子，也就意味著上課沒(méi)有學(xué)具、教具。正因?yàn)槿绱耍蠋焸儾疟黄取扒€救國(guó)”，利用替代品完成教學(xué)。

但是，有了3D打印技術(shù)的支持，買(mǎi)不到合適的扣子還是問(wèn)題嗎？顯然不。在本節(jié)課的備課階段，筆者利用Autodesk（歐特克）公司的免費(fèi)軟件123D Design建立了所需要的扣子模型，耗時(shí)僅需5分鐘，相信對(duì)老師來(lái)說(shuō)并不會(huì)增加負(fù)擔(dān)。在這里簡(jiǎn)單介紹123D Design的操作。

在本次3D建模中，我們只需要使用123D Design軟件頂部工具欄中的“基本體”“合并”和“測(cè)量”“吸附”，對(duì)軟件提供的基本形狀進(jìn)行簡(jiǎn)單操作就能完成所需紐扣的建模，然后根據(jù)所使用的3D打印機(jī)型號(hào)確定打印尺寸，將模型在模型繪制區(qū)中復(fù)制粘貼，填充滿3D打印機(jī)支持的最大打印尺寸，以增加一次打印操作能夠完成的數(shù)量，減少打印次數(shù)。

詳細(xì)地說(shuō)，是將“基本體”中的圓柱放置在模型繪制區(qū)，以毫米為單位輸入半徑及高度后確認(rèn)（如圖1所示）。需要注意的是，在123D Design軟件的操作中，在任意位置滑動(dòng)鼠標(biāo)滾輪都可以對(duì)畫(huà)面進(jìn)行縮放，所以模型尺寸需要以數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，不可以憑肉眼觀察。

再以同樣的操作在模型繪制區(qū)中繪制紐扣孔大小的圓柱，用吸附工具將兩個(gè)圓柱吸附，最后使用合并工具中的“相減”在紐扣中完成紐扣孔的制作（如圖2所示）。

其他形狀的紐扣建模過(guò)程與上述操作一致，只需要將圓柱換成長(zhǎng)方體即可。

隨后根據(jù)3D打印機(jī)所能打印的最大尺寸將模型復(fù)制粘貼，使打印床利用率最大化。這里筆者將所需的四種模型放在一起打印，也可以每種模型各自鋪滿打印床。筆者將所需的四種模型放在一起打印，是因?yàn)楹罄m(xù)操作的簡(jiǎn)便性：每種模型各自打印，則需要生成四個(gè)STL文件，進(jìn)行四次切片操作，打印時(shí)更是需要手動(dòng)選擇打印文件。而筆者這種處理方式只需要生成一個(gè)STL文件，切片也僅需一次，3D打印時(shí)一個(gè)文件重復(fù)打印即可，更加省時(shí)省力（如圖3所示）。

同時(shí)，為了方便課上小組匯報(bào)分類(lèi)情況，筆者也準(zhǔn)備了較大的、利于學(xué)生和教師在黑板上操作的紐扣教具。

完成模型的建立后，導(dǎo)出STL文件，并將文件導(dǎo)入與3D打印機(jī)適配的切片軟件中，將模型切片。所謂切片，就是將立體的模型切割成一層一層的平面模型，同時(shí)軟件自動(dòng)計(jì)算出打印噴頭的行徑，最終打印出成品（如圖4所示）。

至此，《分扣子》一課的扣子學(xué)具準(zhǔn)備完畢。

本課的重點(diǎn)在于學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐分扣子，初步提高把握?qǐng)D形特征、抽象共性的能力。而3D打印技術(shù)在本節(jié)課的授課中，解決了教具學(xué)具難以獲得這一難點(diǎn)，真正讓信息技術(shù)融合到了學(xué)科教學(xué)中來(lái)。

教學(xué)有法，教無(wú)定法?！斗挚圩印芬徽n在每一個(gè)執(zhí)教老師身上都有著不一樣的精彩演繹，但每個(gè)老師也都面臨著相同的困境——教具學(xué)具難以獲得。在信息技術(shù)的支持下，越來(lái)越多的“扣子”問(wèn)題被解決，以往的難題在3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的幫助下“天塹變通途”，使教師們?cè)诮虒W(xué)中發(fā)揮的天地愈發(fā)廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔豪.3D設(shè)計(jì)與打印技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代數(shù)學(xué)，2016（17）.

（責(zé)任編輯：韓曉潔）