信息技術(shù)下小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)研究

馮淑惠

【摘 ?要】 現(xiàn)階段，信息技術(shù)快速發(fā)展，在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。小學(xué)數(shù)學(xué)作為學(xué)生基礎(chǔ)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，其“空間與圖形”的教學(xué)一直備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往存在教學(xué)資源有限、學(xué)生參與度不高等問題。探索信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)中的應(yīng)用策略，具有重要的理論和實踐意義。通過分析相關(guān)文獻的綜述和實證研究，文章總結(jié)了小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)的重要意義，并提出了其在信息技術(shù)下的教學(xué)策略。研究結(jié)果表明，信息技術(shù)能夠提高學(xué)生對數(shù)學(xué)“空間與圖形”的理解和應(yīng)用能力，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和互動性，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù);小學(xué)數(shù)學(xué);“空間與圖形”

一、小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)的重要意義

小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生幾何思維和空間想象能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過數(shù)學(xué)“空間與圖形”的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以增強觀察、分析和推理的能力，形成創(chuàng)造性思維和解決問題的能力。數(shù)學(xué)“空間與圖形”的教學(xué)，不僅能讓學(xué)生掌握具體的幾何知識和技巧，還是培養(yǎng)學(xué)生抽象思維和邏輯推理能力的重要途徑，能夠幫助學(xué)生建立對物體、形狀和空間關(guān)系的直觀認知;通過觀察和探索各種幾何形狀和結(jié)構(gòu)，學(xué)生可以形成對空間幾何的感知，從而更好地理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識;“空間與圖形”可以激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，形成提出新觀點的能力。

在往后的學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)“空間與圖形”的基礎(chǔ)將發(fā)揮重要作用。幾何思維和空間想象能力不僅在數(shù)學(xué)領(lǐng)域具有重要意義，還在其他學(xué)科與現(xiàn)實生活中發(fā)揮著重要的作用。學(xué)生掌握了數(shù)學(xué)“空間與圖形”的基本概念和技巧，將能夠更好地理解和解決與空間有關(guān)的問題，如地圖導(dǎo)航、建筑設(shè)計、工程布局等。因此小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和生活奠定了堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)了他們的幾何思維和空間想象能力，提升了他們的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力;有助于學(xué)生提升數(shù)學(xué)美感和審美能力，形成對美的敏感性和欣賞能力。

在探索各種幾何形狀和結(jié)構(gòu)的過程中，學(xué)生能夠體驗到數(shù)學(xué)的美妙和魅力，進而形成對數(shù)學(xué)學(xué)科的興趣和熱愛。這種審美意識的加強，有助于激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的主動探索和學(xué)習(xí)動力，促進他們在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中長期投入和持續(xù)進步。

二、信息技術(shù)下小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)的策略

（一）利用交互式軟件和應(yīng)用程序

信息技術(shù)提供了各種交互式軟件和應(yīng)用程序，它們可以模擬真實世界的數(shù)學(xué)問題和情境，讓學(xué)生通過實踐和探索解決問題，為學(xué)生提供了更具體、可操作的學(xué)習(xí)條件。學(xué)生可以直接與圖形進行互動，從而更好地理解數(shù)學(xué)概念和關(guān)系。交互式軟件和應(yīng)用程序可以通過可視化、動畫和模擬等方式，幫助學(xué)生更好地理解抽象的數(shù)學(xué)概念。例如在學(xué)習(xí)幾何形狀時，學(xué)生可以通過拖拽、旋轉(zhuǎn)和縮放等操作觀察形狀的特征和變化，從而深入理解各種形狀的屬性和關(guān)系。

此外，交互式軟件和應(yīng)用程序可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和進度提供個性化的學(xué)習(xí)體驗。具體而言，它們可以根據(jù)學(xué)生的答題情況自動調(diào)整難度，向?qū)W生提出適合其水平的問題。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格選擇不同的交互方式和學(xué)習(xí)路徑，以更好地滿足其個人的差異化需求。并且，交互式軟件和應(yīng)用程序可以立即給予學(xué)生關(guān)于其學(xué)習(xí)進展的正確反饋，學(xué)生能夠立即知道他們的答案是否正確，并得到解釋和指導(dǎo)。這種即時反饋可以幫助學(xué)生糾正錯誤、加強理解，并激發(fā)學(xué)習(xí)動力;可以提供豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，包括練習(xí)題、游戲和模擬實驗等，這些資源可以幫助學(xué)生鞏固知識、增強解決問題的能力，并增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和積極性。

當(dāng)教師使用信息技術(shù)進行小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”的教學(xué)時，可以利用交互式軟件和應(yīng)用程序為學(xué)生提供實例和互動體驗。例如針對一個關(guān)于平移的教學(xué)案例，教師利用了一個名為“Geometry Explorer”的應(yīng)用程序。教師的教學(xué)目標可以定為：讓學(xué)生理解平移的概念，學(xué)會通過平移變換操作和描述圖形。首先，教師可以向?qū)W生介紹平移的概念，解釋平移是指在平面上將一個圖形移動到另一個位置，保持圖形的大小、形狀和方向不變;隨后利用軟件演示平移，使用Geometry Explorer應(yīng)用程序進行演示;打開應(yīng)用程序后，選擇一個簡單的圖形，如正方形或長方形，并將其放置在平面上;進行圖形操作，通過交互式軟件，讓學(xué)生親自操作圖形的平移;引導(dǎo)學(xué)生使用應(yīng)用程序中的工具，例如選擇工具、移動工具或平移工具。學(xué)生可以點擊并拖動圖形，觀察圖形的移動過程。隨后，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考平移前后圖形的位置關(guān)系、邊長和角度是否改變等，并向?qū)W生提出問題，以了解他們對平移概念的理解程度。例如“如果我把這個圖形向右移動兩個單位，會發(fā)生什么變化？”“如何描述圖形經(jīng)過平移后的位置關(guān)系？”然后讓學(xué)生自行操作應(yīng)用程序進行練習(xí)。在練習(xí)的過程中，教師需要提供一系列的圖形和平移要求，讓學(xué)生按照要求進行平移操作，并觀察變化;最后是總結(jié)歸納環(huán)節(jié)，教師可以與學(xué)生一起總結(jié)歸納平移的特點和規(guī)律。在這個過程中，教師需要強調(diào)平移是一種保持圖形大小、形狀和方向不變的變換，其只是改變了圖形的位置。

利用交互式軟件和應(yīng)用程序，學(xué)生可以直觀地理解平移概念，并通過實際操作和觀察加深對圖形平移的理解。這種互動性和實踐性的教學(xué)方法，可以提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)效果。

（二）引入虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)

虛擬現(xiàn)實（簡稱VR）和增強現(xiàn)實（簡稱AR）技術(shù)可以提供沉浸式的學(xué)習(xí)體驗，它們能夠?qū)W(xué)生置身于一個虛擬的數(shù)學(xué)空間中，讓學(xué)生身臨其境地參與數(shù)學(xué)空間和圖形的探索。通過穿戴VR頭盔或使用AR應(yīng)用程序，學(xué)生可以與三維數(shù)字模型的互動，并觀察、探索和分析不同的幾何形狀和圖像。這種身臨其境的學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生的興趣，并增強他們對數(shù)學(xué)“空間與圖形”的理解。VR和AR技術(shù)能夠以可視化和立體化的方式呈現(xiàn)數(shù)學(xué)空間和圖形，使抽象的概念更加形象化和具體化?；诖耍瑢W(xué)生可以親自探索并觀察數(shù)學(xué)對象的各個方面，如形狀、大小和比例等，從而深入地理解數(shù)學(xué)概念。并且，該技術(shù)還提供了實踐和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的機會，學(xué)生可以通過模擬實驗、解決實際問題等方式應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，形成了實踐和應(yīng)用的能力。例如在學(xué)習(xí)幾何時，學(xué)生可以使用AR技術(shù)在真實的環(huán)境中測量和構(gòu)建圖形，加深對幾何概念的理解。學(xué)生還可以基于AR技術(shù)，通過虛擬場景或虛擬物體探索歷史事件、自然現(xiàn)象等，加深對相關(guān)知識的理解和記憶。

例如在六年級上冊的“位置與方向”一課中，教師可以結(jié)合VR技術(shù)和AR技術(shù)，幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用“方向”概念。首先，教師向?qū)W生介紹方向的概念，并解釋不同的方向表示方法，如東、南、西、北等;然后引入VR和AR技術(shù)。教師可以向?qū)W生介紹VR和AR技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，解釋VR是指通過戴上頭戴式顯示器，進入一個模擬的數(shù)字環(huán)境，而AR是指通過顯示屏或投影儀將虛擬對象疊加到現(xiàn)實世界中。VR技術(shù)能夠讓學(xué)生在一個虛擬環(huán)境中探索“方向”的相關(guān)知識。學(xué)生可以戴上VR頭盔，進入一個模擬的城市場景。他們可以看到自己所在的位置，還能看到標有東、南、西、北方向的指示牌。AR技術(shù)則能夠讓學(xué)生在現(xiàn)實的環(huán)境中進行“方向”實踐，學(xué)生可以使用安置在手機或者平板電腦上的AR應(yīng)用程序，觀察周圍的環(huán)境。在應(yīng)用程序上，學(xué)生可以看到指示箭頭或文字標簽，其指示了特定的方向和距離。教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過VR或AR技術(shù)進行操作，并給學(xué)生一個案例。例如“在這個虛擬城市中，你現(xiàn)在位于某個位置，向東偏南方向前進50米，你將到達哪個位置？”讓學(xué)生利用VR或AR技術(shù)進行測量和導(dǎo)航，找到正確的位置;接下來，教師讓學(xué)生進行練習(xí)和應(yīng)用，并提供一系列的方向和距離要求，讓學(xué)生使用VR或AR技術(shù)在虛擬或真實的環(huán)境中進行測量、導(dǎo)航和描述;最后，教師可以與學(xué)生一起總結(jié)歸納“方向”的表示方法，以及在虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實環(huán)境中操作“位置與方向”的經(jīng)驗，強調(diào)在VR和AR技術(shù)的支持下，學(xué)生可以更直觀地理解方向概念，并通過實際操作和測量加深對“位置與方向”的理解。

通過這種互動性和沉浸式的學(xué)習(xí)體驗，學(xué)生能夠更好地應(yīng)用方向概念于實際生活中。教師通過使用VR和AR技術(shù)將“位置與方向”的教學(xué)與現(xiàn)代科技相結(jié)合，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為其提供了更具體、真實的學(xué)習(xí)體驗，并幫助學(xué)生更深入地理解和應(yīng)用了數(shù)學(xué)中的“位置與方向”概念。

（三）運用多媒體資源和在線學(xué)習(xí)平臺

學(xué)生可以利用信息技術(shù)的多媒體資源和在線學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的“空間與圖形”。教師可以提供相關(guān)的視頻、動畫和互動教學(xué)材料，使學(xué)生能夠以自己的節(jié)奏進行學(xué)習(xí)，并通過在線平臺進行練習(xí)和測試。多媒體資源和在線學(xué)習(xí)平臺提供了豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，如圖像、動畫、視頻和音頻等。這些資源能夠呈現(xiàn)數(shù)學(xué)概念和圖形的不同方面，使學(xué)習(xí)更具趣味性和吸引力。學(xué)生可以通過觀看視頻、聽音頻和瀏覽圖像等方式加深對數(shù)學(xué)知識的理解。更重要的是，在線學(xué)習(xí)平臺通?？梢蕴峁﹤€性化的學(xué)習(xí)體驗，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)需求和進度選擇適合自己的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑;可以自主選擇學(xué)習(xí)的時間和地點，以及使用的學(xué)習(xí)工具和資源，這增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和主動性。教師也可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行個別輔導(dǎo)和指導(dǎo)。此外，在線學(xué)習(xí)平臺還可以提供個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和反饋，學(xué)生可以在完成練習(xí)和任務(wù)后立即獲得反饋，了解自己的學(xué)習(xí)進展和成績。這種即時反饋可以幫助學(xué)生糾正錯誤、加強理解，并調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略。在線學(xué)習(xí)平臺通常支持學(xué)生之間的合作與交流，學(xué)生可以通過論壇、在線協(xié)作工具等與同伴交流和共享學(xué)習(xí)心得，互相幫助和激發(fā)思維碰撞。這種合作與交流，可以促進學(xué)生之間的互動、培養(yǎng)了學(xué)生的合作能力。

當(dāng)學(xué)習(xí)完五年級上冊的“多邊形的面積”一課后，教師可以結(jié)合多媒體資源和在線學(xué)習(xí)平臺幫助學(xué)生鞏固和應(yīng)用平行四邊形、三角形和梯形的面積計算：首先，教師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)平行四邊形、三角形和梯形的定義和性質(zhì)，以及面積計算公式，確保學(xué)生對這些概念有一定的了解;然后向?qū)W生介紹多媒體資源和在線學(xué)習(xí)平臺的使用，解釋多媒體資源可以包括教學(xué)視頻、動畫和圖形，而在線學(xué)習(xí)平臺可以提供練習(xí)題、互動模擬和實踐活動。教師可以在平臺中上傳一個關(guān)于平行四邊形、三角形和梯形面積計算的教學(xué)視頻。在視頻中，教師介紹面積計算的步驟和公式，并提供示例演示，引導(dǎo)學(xué)生通過在線學(xué)習(xí)平臺進行互動練習(xí)。平臺可以提供一系列的練習(xí)題，要求學(xué)生計算平行四邊形、三角形和梯形的面積。學(xué)生可以在平臺上輸入答案，并獲得即時反饋和解析。

通過運用多媒體資源和在線學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以以更具互動性和趣味性的方式學(xué)習(xí)和進行平行四邊形、三角形和梯形的面積計算。這種教學(xué)策略可以幫助學(xué)生鞏固概念，進行實例練習(xí)，促進學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的深入理解和應(yīng)用。

三、結(jié)語

信息技術(shù)的快速發(fā)展，為小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)提供了新的機遇和挑戰(zhàn)。本研究探索了信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用策略，旨在提高學(xué)生對數(shù)學(xué)“空間與圖形”的理解和應(yīng)用能力，增強學(xué)習(xí)的趣味性和互動性。這些策略的實施，將有助于改進小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)工作，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。未來的研究，還可以進一步探討不同信息技術(shù)工具和方法在小學(xué)數(shù)學(xué)“空間與圖形”教學(xué)中的有效性和影響。

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