運用信息技術(shù)優(yōu)化小學高年級數(shù)學課堂教學的實踐與研究

郝玉杰 胡彬彬

［摘 ?要］ 運用信息技術(shù)優(yōu)化數(shù)學教學具有“交流途徑廣，推動教育轉(zhuǎn)型”“制作成本低，無時空限制”“信息容量大，實現(xiàn)教育公平”等優(yōu)勢。文章提出運用信息技術(shù)優(yōu)化小學高年級數(shù)學課堂教學可從以下幾方面實施：借助多媒體，激發(fā)興趣；借助幾何畫板，化靜為動；借助微課，實現(xiàn)專題突破；借助Xmind軟件，總結(jié)提升。

［關(guān)鍵詞］ 信息技術(shù)；幾何畫板；微課

教育信息化是時代發(fā)展的產(chǎn)物，是實現(xiàn)教育公平、建設(shè)學習型社會、培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的重要方式?！读x務(wù)教育數(shù)學課程標準（2022年版）》提出：如今的數(shù)學教育教學要注重信息技術(shù)與教學內(nèi)容的有效整合［１］。如何在小學高年級數(shù)學課堂中應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化教學呢？為此，筆者針對這一問題開展了大量實踐與研究，收獲頗豐。

一、信息技術(shù)輔助教學的優(yōu)勢

（一）交流途徑廣，推動教育轉(zhuǎn)型

近年來，信息技術(shù)領(lǐng)域的飛速發(fā)展是數(shù)學課堂教學的福音。事實證明，信息技術(shù)優(yōu)化數(shù)學教學是實現(xiàn)資源共享、教研交流的有利途徑，是構(gòu)建自由、平等、共享、開放教學平臺的重要載體，能讓學生通過信息技術(shù)的平臺進行平等、深入、有效的交流，能推動數(shù)學教學工作的轉(zhuǎn)型。

在信息技術(shù)的介入下，如今的數(shù)學課堂教學充滿了生機與活力，學生在先進的教學手段與豐富的教育資源中能獲得更大程度的發(fā)展。因此，信息技術(shù)是推動教育轉(zhuǎn)型的重要輔助手段。

（二）制作成本低，無時空限制

網(wǎng)絡(luò)平臺上擁有大量教育教學資源，教師利用好這個平臺，可以快速獲取一手先進的教學資源。這種快速傳播的方式，不僅降低了課件設(shè)計的制作成本，還有效節(jié)約了時間，提高了效率。

“物理”形態(tài)的教學方式，受時間、地點、教具等綜合因素的影響，學生課堂參與的頻次明顯受到限制。而信息技術(shù)的介入，則能實現(xiàn)師生、生生以及其他各種先進教學資源的共同參與，讓學生能隨時獲取豐富的資源，激發(fā)潛能，在平等合作與交流中提高學習成效。

（三）信息容量大，實現(xiàn)教育公平

隨著教育手段的更新，如今的課堂教學不再是“灌輸式”的模式，而是不同地域、不同學生共同參與的智慧共享，課堂所應(yīng)用到的信息量增大了很多。同時，一些名師的研究成果、先進的教學理念與實際操作方法等，都可以利用信息技術(shù)存儲，便于更多的教育工作者提取、積累、借鑒、研究。

這些不僅能快速促進教師的專業(yè)發(fā)展，還能讓學生共享到各種“高大上”的教學資源，在更大范圍內(nèi)促進學生智慧的發(fā)展，縮小因地域等因素導(dǎo)致的教學水平的差距［２］。與其說信息技術(shù)為師生提供了更先進的學習平臺，不如說信息技術(shù)為師生的個體發(fā)展鋪設(shè)了一條便于探索的康莊大道。

二、信息技術(shù)優(yōu)化教學的實踐

（一）借助多媒體，激發(fā)興趣

愛因斯坦認為：“興趣是最好的老師?！眲?chuàng)設(shè)豐富的教學情境，常能帶給學生良好的學習體驗，激發(fā)學生的學習興趣，給課堂帶來生機與活力。教師借助多媒體的先進手段來創(chuàng)設(shè)教學情境，能將圖片信息、圖像信息、視頻元素等直觀地展示給學生，讓學生感受源自外界的感官刺激，從而對教學內(nèi)容產(chǎn)生新鮮感與好奇心。

例1 ?“多邊形的面積”的教學

多邊形的面積問題對于學生而言比較抽象，教師在課前借助多媒體播放一些關(guān)于七巧板拼圖的視頻，能快速激起學生的探索興趣，將注意力轉(zhuǎn)移到本節(jié)課的探索上。在順利驅(qū)動學生探索的內(nèi)驅(qū)力后，教師要求學生取出課前準備好的七巧板，讓學生自主拼圖，并結(jié)合所拼成的圖形提出一些具有建設(shè)意義的問題，如七巧板在拼接過程中，雖然拼成的圖形發(fā)生了變化，但為什么一直都沒有發(fā)生改變？

類似的問題能將學生的思維自然地引入“面積”這一重要話題，為本節(jié)課的課堂教學奠定基礎(chǔ)。在此過程中，教師還可以借助多媒體課件演示七巧板是怎樣將一個毫無規(guī)則可言的圖形轉(zhuǎn)化成一個規(guī)則圖形，讓學生直觀感知多邊形變化的規(guī)律，在激趣啟思的同時實現(xiàn)深度學習。

興趣是驅(qū)動學習內(nèi)驅(qū)力，推動學生產(chǎn)生主動學習行為的基礎(chǔ)。如本節(jié)課，教師借助多媒體的演示功能，將七巧板引入課堂，不僅調(diào)動了學生課堂參與的積極性，還為創(chuàng)造高效課堂、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力做鋪墊。

（二）借助幾何畫板，化靜為動

幾何畫板在數(shù)學教學中的應(yīng)用較多，主要是將點、線、圓作為畫圖的基本元素，借助元素的構(gòu)造、變化、測量、動畫、軌跡跟蹤等將數(shù)學抽象事物直觀地展示出來。操作便捷、動態(tài)模擬是它的特點，一般通過鼠標的點擊與拖動就能反映出事物一定的數(shù)學規(guī)律。

例2 ?“圓柱與圓錐”的教學

皮亞杰的認知發(fā)展理論認為：小學高年級階段的學生思維模式依然以直觀形象思維為主，但他們已經(jīng)具備了一定的抽象邏輯思維，對于一些抽象的內(nèi)容在直觀感知的基礎(chǔ)上能自主形成一定的理解。鑒于學生所接觸過的圖形以平面幾何圖形為主，本節(jié)課教學內(nèi)容屬于立體圖形，因此可從學生原有的認知結(jié)構(gòu)出發(fā)，以學生熟悉的長方形、正方形以及三角形作為認知基礎(chǔ)，再通過幾何畫板的功能進行動態(tài)演示，讓學生對圓柱與圓錐形成一定的理解。

如圖1所示，教師通過幾何畫板將長方形和直角三角形進行旋轉(zhuǎn)，讓學生從視覺上去感知圓柱和圓錐。學生因親歷圓柱與圓錐的形成過程，會在直觀視覺沖突下對它們形成一定的認識。

在化靜為動的演示中，學生的思維也隨著教師在幾何畫板上的操作獲得啟發(fā)，這比傳統(tǒng)教具的演示來得更加直觀、嚴謹，能讓學生在腦海中留下深刻的“面動成體”的表象，從而成功地將抽象的數(shù)學知識轉(zhuǎn)化為直觀的動態(tài)圖，實現(xiàn)認知的順應(yīng)與同化。從不同角度豐富感知的教學方法，不僅幫助學生掃除了認知障礙，還讓學生探尋到突破知識難點的切入口，促使學生從更深層次掌握了知識的本質(zhì)。

（三）借助微課，實現(xiàn)專題突破

傳統(tǒng)數(shù)學課堂具有教學結(jié)構(gòu)單一、教學資源稀缺、教學目標復(fù)雜等弊端。微課的應(yīng)用能有效改善傳統(tǒng)課堂所呈現(xiàn)的這些問題，讓教學結(jié)構(gòu)、教學資源變得更加豐富，使得教學目標更加明確，尤其是在專題復(fù)習階段，應(yīng)用微課能挖掘知識的縱深，有效突破教學難點，讓學生對知識本質(zhì)形成深刻理解［３］。

微課主要具備以下幾個特點：1. 目標明確，知識點結(jié)構(gòu)化。利用微課教學的方式比較簡單，主要是將知識點進行細致分類，通過教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化著重突出教學重點與難點，并結(jié)合動畫、視頻等講授知識。2. 資源多樣，便于學生自主學習。微課資源包含微素材、微課件、微教案、微評價、微反思與微作業(yè)等，教師根據(jù)學情將這些資源整合后展示給學生，可有效提高學生的自主學習能力。3. 情景真實，內(nèi)容簡要。一段微課一般控制在3～6分鐘，短小精悍的特點能為學生留有更多的自主交流時間，提高學生課堂參與的積極性。

例3 ?“圓的面積”的教學

微視頻一般由文本、聲音、動畫、圖像、視頻等組合而成，具有聲音與圖畫同步的特征。在圓的面積公式推導(dǎo)過程中，為了有效滲透數(shù)形結(jié)合思想，在可視化圓的面積公式推導(dǎo)過程中，筆者選擇“屏幕錄制軟件和幾何畫板”相結(jié)合的方式實施錄制與授課。

第一步：利用幾何畫板的制作功能，將圓的面積推導(dǎo)過程設(shè)計為動畫形式，為錄屏準備；

第二步：錄制聲音，借助GoldWave軟件進行聲音的錄制，該軟件具有易獲取、易操作、功能大等特點，非常適用于微課的解說。值得注意的是錄制過程中教師要把握好語速，要將教學內(nèi)容的重點、難點、易錯點表述清楚。錄制完畢，教師要及時進行降噪處理與音頻的剪輯，確保畫面和聲音的匹配、清晰與流暢。

第三步：后期編輯，即實現(xiàn)畫面與聲音的同步，此環(huán)節(jié)筆者選擇了Adobe Premiere Pro CS3軟件，對錄好的視頻與聲音進行匹配剪輯。

在本節(jié)課的微視頻制作中，筆者加入了一些生活情境，以激發(fā)學生的應(yīng)用意識。如圖2，在這幅圖附上相應(yīng)的音頻為：校內(nèi)要建一個圓形草坪，草坪上需要植入草皮，若草皮的單價為8元/平方米，則需要花費多少錢購買草皮呢？

當以上情境成功激起學生對圓面積的研究興趣后，筆者并不著急帶領(lǐng)學生探尋問題的答案，而是引導(dǎo)學生對舊知展開回顧，以原有的認知結(jié)構(gòu)作為思維的起點，通過微視頻的觀看逐步體驗轉(zhuǎn)化與化歸思想。

如圖3，筆者帶領(lǐng)學生分別回顧平行四邊形向長方形轉(zhuǎn)化的過程，梯形向平行四邊形轉(zhuǎn)化的過程，三角形向平行四邊形轉(zhuǎn)化的過程，讓學生通過知識的回顧與總結(jié)，感知、體驗轉(zhuǎn)化與化歸思想。

在微視頻展示的3種轉(zhuǎn)化中，學生不僅對圓的面積探索所應(yīng)用的思想方法、研究方式有了一定的認識，隨著探究的深入，還自主建構(gòu)了圓的面積公式（此處略）。此時，筆者再帶領(lǐng)學生回過頭來解決圖2所呈現(xiàn)的現(xiàn)實問題，則起到前后呼應(yīng)的教學成效。

（四）借助Xmind軟件，總結(jié)提升

小學生受身心發(fā)展規(guī)律影響，一般在課程的最后環(huán)節(jié)注意力往往沒有開始那么集中，而課堂的最后環(huán)節(jié)一般是對一節(jié)課的總結(jié)與梳理。教師想要在這個環(huán)節(jié)取得良好的教學成效，就需要想方設(shè)法吸引學生的注意力，讓學生持續(xù)處于求知狀態(tài)。Xmind軟件可以將課堂教學內(nèi)容梳理成思維導(dǎo)圖模式，起到激趣、啟思、總結(jié)、提升等作用。

當然，受課堂時間的限制，教師一般不會讓所有學生來操作Xmind軟件，多以教師操作為主。學生可根據(jù)課堂上所呈現(xiàn)的內(nèi)容在課后自主畫思維導(dǎo)圖，做到及時整理鞏固。這種課堂上與課堂下相結(jié)合的教學方式，能促使學生養(yǎng)成良好的邏輯思維習慣，對發(fā)展學生的創(chuàng)新意識具有重要影響。

例4 ?“圓的面積”總結(jié)環(huán)節(jié)的教學

步驟一：打開Xmind思維導(dǎo)圖軟件，選擇一個模板編輯思維導(dǎo)圖；

步驟二：結(jié)合課堂教學的主要環(huán)節(jié)，依次梳理出知識點。本節(jié)課主要環(huán)節(jié)有“舊知回顧面積公式推導(dǎo)圓的面積公式”，提煉各個環(huán)節(jié)對應(yīng)的數(shù)學思想方法，創(chuàng)立能讓學生一目了然的思維導(dǎo)圖（見圖4），協(xié)助學生建構(gòu)完整的知識結(jié)構(gòu)。

清晰的思維導(dǎo)圖不僅能讓學生重溫本節(jié)課的教學重點與難點，還能幫助學生梳理知識結(jié)構(gòu)，深化學生大腦對新知的記憶。直觀化的思維導(dǎo)圖成功地抓住了學生的眼球，讓學生對教學活動始終保持著高度的注意力，成功突破了傳統(tǒng)教學模式帶來的弊端。

總之，信息技術(shù)優(yōu)化教學是促進教育公平、轉(zhuǎn)變教育觀念、建設(shè)學習型社會、發(fā)展創(chuàng)新人才的重要途徑。因此，教師應(yīng)跟上時代的步伐，不斷地學習新技能，讓信息技術(shù)能夠真正意義上優(yōu)化教學，促進教學相長。

參考文獻：

［１］ 中華人民共和國教育部. 義務(wù)教育數(shù)學課程標準（２０２２年版）［M］. 北京：北京師范大學出版社，２０２２.

［２］ 高枝國. 信息化教研模式的構(gòu)建與發(fā)展策略［Ｊ］. 小學數(shù)學教育，２０１５（１７）：６－８.

［３］ 蔡麗娟. 芻議信息技術(shù)在小學高年級數(shù)學教學中的運用策略［Ｊ］. 考試周刊，２０２２（８５）５７－５８.