基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)信息化教學(xué)探索與實踐

摘要：在時代快速發(fā)展的背景下，現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合已成為主旋律，信息化教學(xué)也成為各級教師的熱門研究對象。而隨著深度學(xué)習(xí)理念的提出，小學(xué)數(shù)學(xué)的信息化教學(xué)迎來了嶄新的優(yōu)化空間。如何以深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建出高質(zhì)量的小學(xué)數(shù)學(xué)信息化教學(xué)體系，成為一個值得深入討論的課題。本文以此為切入點，結(jié)合信息技術(shù)的功能和優(yōu)勢，探索了深度學(xué)習(xí)下小學(xué)數(shù)學(xué)的信息化教學(xué)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；小學(xué)數(shù)學(xué)；信息化教學(xué)

由于數(shù)學(xué)本身的抽象性及邏輯性，加之小學(xué)生自身思維水平的薄弱性，致使數(shù)學(xué)普遍存在難教、難學(xué)的困境。在時代的推動下，信息技術(shù)被廣泛運用于教育教學(xué)中，為廣大數(shù)學(xué)教師組織課堂教學(xué)提供更加新穎的渠道。通過信息化教學(xué)，實現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)的“可視化”、教育資源的“豐富化”，化虛為實、化抽象為具體，引領(lǐng)學(xué)生沉浸式學(xué)習(xí)及深度學(xué)習(xí)，達(dá)到進一步提高教學(xué)質(zhì)量的目的。小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)及時接軌于時代需求，善于、樂于運用信息技術(shù)，打造出更為開放、智能的現(xiàn)代數(shù)學(xué)課堂，驅(qū)動學(xué)生深度學(xué)習(xí)，促進其知識汲取，發(fā)展其高階思維。

一、深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵解讀

深度學(xué)習(xí)是一種教育理念和教學(xué)方法，旨在通過引導(dǎo)學(xué)生深入地學(xué)習(xí)、理解和應(yīng)用知識，達(dá)到培養(yǎng)其批判性思維、高階思維及問題解決能力的目的。深度學(xué)習(xí)是相對于淺層學(xué)習(xí)而言的一種學(xué)習(xí)狀態(tài)，強調(diào)學(xué)生的主動參與、深度探究和知識應(yīng)用，脫離死記硬背的泥潭，走向深入理解。通過深度學(xué)習(xí)，學(xué)生可以更加深入地解釋、分析和應(yīng)用所學(xué)的知識。深度學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和高階思維能力，讓他們能夠評估不同觀點、判斷信息的可靠性，并形成獨立的觀點，產(chǎn)生新的認(rèn)知。同時，深度學(xué)習(xí)也強調(diào)學(xué)生解決實際問題，課程內(nèi)容不僅僅停留于紙上談兵，而是要將知識應(yīng)用于實際情境，解決實際問題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用于生活中。此外，深度學(xué)習(xí)還注重學(xué)生的主動參與和自主學(xué)習(xí)，教師在此過程中充當(dāng)引導(dǎo)者和促進者的角色，提供資源和指導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在深度學(xué)習(xí)的過程中，能力和素養(yǎng)的發(fā)展是主線，知識的理解和應(yīng)用是核心。在這種學(xué)習(xí)狀態(tài)下，學(xué)生可以取得更為長足的發(fā)展和進步。

二、深度學(xué)習(xí)下小學(xué)數(shù)學(xué)信息化教學(xué)的價值意蘊

《教育信息化2.0行動計劃》計劃明確提出，要充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，推進新技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。作為互聯(lián)網(wǎng)時代的產(chǎn)物，信息化教學(xué)即以多媒體、交互白板為應(yīng)用核心的信息交互式教學(xué)體系。相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，信息化教學(xué)有著無可比擬的優(yōu)勢。不管是對學(xué)生的知識獲取，還是實現(xiàn)學(xué)生的可視化學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)及沉浸式學(xué)習(xí)都大有裨益。例如，教師可以通過信息技術(shù)播放教學(xué)視頻、展示PPT，讓數(shù)學(xué)課程變得“形象可見”，讓課本知識“可視化”。例如在“幾何”“位置”“圖形變化”等板塊的教學(xué)中，傳統(tǒng)模式下，教師使用板書進行講解，影響了教學(xué)進程。再加上這些內(nèi)容本身的抽象性，難以保證學(xué)生的聽課效果。而在信息化教學(xué)形式下，教師可以利用教學(xué)軟件或者教學(xué)視頻將幾何空間、畫面的旋轉(zhuǎn)過程直接地表現(xiàn)在電子白板上，將抽象的概念具體化，將虛擬的東西變得實實在在，以此促進學(xué)生對知識的吸收。同樣，在信息化教學(xué)中，翻轉(zhuǎn)課堂、智慧課堂異軍突起，學(xué)生可以利用個人移動終端展開自主學(xué)習(xí)和自主探究，脫離教師的思維限制，真正成為課堂的主體。這與深度學(xué)習(xí)的概念不謀而合。此外，在信息化背景下，各類學(xué)習(xí)工具、AI智能技術(shù)、應(yīng)用軟件得到了廣泛應(yīng)用。教師可以借助“畫圖軟件”講解復(fù)雜的幾何類知識點、圖像變換類和計算類知識。還可以利用智能技術(shù)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，找到學(xué)習(xí)需求，并提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源等，對學(xué)生的深度學(xué)習(xí)大有裨益。

三、基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)信息化教學(xué)實踐策略

（一）希沃白板進行導(dǎo)入，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

希沃白板是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分，是一款集黑板、信息技術(shù)教學(xué)于一體的高互動性教學(xué)軟件，具有云課件、實時反饋、攝影攝像、教學(xué)評價等功能，對學(xué)生的深度學(xué)習(xí)起到了不容忽視的助力作用。深度學(xué)習(xí)是一個參與性、實踐性的學(xué)習(xí)過程，而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是第一步，也是關(guān)鍵一步。傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的教學(xué)流程較為單一，再加上教師的課堂導(dǎo)入方法缺乏創(chuàng)新，學(xué)生的聽覺、視覺體驗不強，導(dǎo)致他們對課堂的參與欲望不高，深度學(xué)習(xí)也無從談起。希沃白板融合了動畫、視頻、音頻、新聞等多種形式，形象生動，趣味性強。在課堂導(dǎo)入階段，教師可以利用希沃白板展示動畫、視頻，或者分享新聞、故事、案例，創(chuàng)造趣味的情境，使學(xué)生的注意力快速回到課堂上，為深度學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。以六年級數(shù)學(xué)中的“圓柱與圓錐”為例，在導(dǎo)入階段，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)找到日常生活中的圓柱體和圓錐體的事物，如門前的柱子、裝油的罐子、畫畫用的棱錐等，將相似形狀的事物放在一起，然后利用希沃白板設(shè)計一個“找一找”的游戲，讓學(xué)生找出它們的共同點?；蛘哒故疽恍┥钪械膱D片，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)隱藏在圖片中的圓柱體或者圓錐體。通過利用希沃白板進行趣味導(dǎo)入，增加學(xué)生對課堂的參與感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，后續(xù)的教學(xué)也能高效展開。

（二）充分運用電子白板，突破重點及難點

電子白板同樣是信息化教學(xué)的關(guān)鍵組成之一，是驅(qū)動學(xué)生深度學(xué)習(xí)的核心介質(zhì)，也是“可視化”教育的重要工具。在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，許多教師通常以黑板作為板書，對于一些圖形的變化、表格等內(nèi)容，難以直觀呈現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并不明顯，知識吸收效果大打折扣。在深度學(xué)習(xí)理念下，數(shù)學(xué)教師可以利用電子白板講解知識點，實現(xiàn)抽象內(nèi)容的直觀化和立體化，引領(lǐng)學(xué)生沉浸式學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，形成更深層次的認(rèn)知。電子白板在具體教學(xué)中有著諸多價值，教師可以根據(jù)不同需求，靈活組織課堂教學(xué)。以小學(xué)數(shù)學(xué)五年級“圖形的運動（三）”為例，為了幫助學(xué)生理解旋轉(zhuǎn)和軸對稱的定義，教師可以利用電子白板直觀地展示生活中常見的軸對稱事物，如小蜻蜓、小樹葉、小蝴蝶等，然后加以引導(dǎo)：“同學(xué)們想象一下，如果將這些圖形對折起來，會產(chǎn)生哪些情況呢？”這時學(xué)生可以自由討論，提出意見和質(zhì)疑。之后，教師再利用動畫展現(xiàn)功能，逐步展示剛才所展示的小蜻蜓和小蝴蝶進行對折，以驗證學(xué)生的想法。在立體化和直觀化的學(xué)習(xí)過程中，幫助學(xué)生有效理解軸對稱的定義，并在空間思維和批判思維層面得到有效發(fā)展。

（三）打造開放的智慧課堂，驅(qū)動學(xué)生深度學(xué)習(xí)

智慧課堂、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式課堂的廣泛應(yīng)用為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)提供了渠道。智慧課堂，即信息技術(shù)與傳統(tǒng)課堂的融合，體現(xiàn)了教學(xué)模式。在智慧課堂中，學(xué)生可通過個人學(xué)習(xí)終端索取學(xué)習(xí)資源（包括微課、學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)指導(dǎo)等），實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)等。在這個過程中，學(xué)生可相互交流，也可以自主查閱資料，并完成教師布置的任務(wù)。在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生會進入深度學(xué)習(xí)的狀態(tài)，從而全面掌握知識點，提高各種能力和素養(yǎng)。教師在智慧課堂中作為引導(dǎo)者，可以實時監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，了解他們的掌握程度、問題和需求，并根據(jù)這些信息調(diào)整教學(xué)形式，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)總結(jié)、解答問題和專項提升等支持。例如，在六年級數(shù)學(xué)“圓柱與圓錐”的教學(xué)中，教師可以首先給出幾個生活中常見的圓柱事物，如“圓柱建筑”“水桶”“粉筆”等，創(chuàng)設(shè)情境，引出課題。初步熱身之后，教師可以設(shè)計一系列課堂任務(wù)，例如：在學(xué)生學(xué)過了長方體、正方體的表面積后，可以通過類比推導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出圓柱的表面積和體積公式。另外，還可以提出問題，讓學(xué)生思考圓柱和圓錐的表面積有何差別，以及圓錐在生活中的應(yīng)用等。給出任務(wù)之后，教師可以要求學(xué)生結(jié)合教材，利用個人學(xué)習(xí)終端登錄學(xué)習(xí)平臺，自主索取數(shù)字資源，展開高效的自主學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等，通過假設(shè)、推導(dǎo)和分析的過程，顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（四）利用VR技術(shù)打造情境，促使學(xué)生的沉浸式學(xué)習(xí)

在信息化教育背景下，VR技術(shù)也取得了廣泛的應(yīng)用空間。VR技術(shù)即通過計算機生成虛擬環(huán)境，使學(xué)生能夠沉浸在其中并與之進行交互的技術(shù)。在數(shù)學(xué)課堂中，教師可以結(jié)合虛擬現(xiàn)實（VR）或增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)，為學(xué)生提供沉浸式的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體驗，學(xué)生可以通過戴上VR頭盔或使用AR設(shè)備，身臨其境地參與到數(shù)學(xué)問題的解決過程中，從而達(dá)到激趣和提質(zhì)的教學(xué)效果。VR技術(shù)能夠讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程真實發(fā)生，產(chǎn)生強烈的代入感，這是傳統(tǒng)教學(xué)所無法提供的。例如，在學(xué)習(xí)幾何圖形時，學(xué)生可以通過AR設(shè)備觀察和操作虛擬的幾何圖形，直觀地理解其屬性和關(guān)系。在學(xué)習(xí)“觀察物體”時，可以近距離、多角度觀察物體的形狀和變化等，這對于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和沉浸式學(xué)習(xí)非常有幫助。以四年級下冊“觀察物體（二）”一課為例，為增強該課程的探究性和趣味性，讓學(xué)生能夠立體化地展開物體觀察，教師可以讓學(xué)生戴上VR眼鏡，走進不同場景，觀察生活中的各種物品，例如在“超市”中觀察食品的擺放，在大街上觀察高大的建筑。在這個過程中，教師可以不斷切換場景，給予學(xué)生更全面和趣味地觀察體驗，或者引導(dǎo)學(xué)生探究和分析現(xiàn)實生活中的問題等。通過這樣的方式，學(xué)生對物體的認(rèn)知會明顯提升，觀察能力得到發(fā)展，學(xué)習(xí)的趣味性和體驗感也極大增強。

（五）AI技術(shù)提取數(shù)據(jù)軌跡，引領(lǐng)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)

個性化學(xué)習(xí)作為深度學(xué)習(xí)的分支，是一種根據(jù)學(xué)生的獨特需求和能力提供定制化學(xué)習(xí)體驗的教育方法。基于AI技術(shù)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式可以通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)來實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。具體而言，AI可以收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史、答題反饋、得分情況等數(shù)據(jù)，以了解他們的學(xué)習(xí)風(fēng)格、弱點和優(yōu)勢?；谶@些數(shù)據(jù)，AI可以為每個學(xué)生設(shè)計和推薦適合其個體差異的學(xué)習(xí)計劃和資源。例如，對于那些答題速度較快并能迅速掌握知識的學(xué)生，AI可以提供更高難度的挑戰(zhàn)題目，幫助他們擴展知識面；對于學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，AI可以提供更多的練習(xí)和輔導(dǎo)材料，幫助他們鞏固基礎(chǔ)。通過對不同基礎(chǔ)學(xué)生學(xué)情的綜合分析，為每一位學(xué)生提供更為優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)不同程度的發(fā)展。此外，在分析學(xué)生學(xué)情的基礎(chǔ)上，教師可以以此為依據(jù)，找準(zhǔn)小學(xué)生的基礎(chǔ)水平，并更具針對性地展開教學(xué)設(shè)計，讓教學(xué)與學(xué)生的實情對接，從而更加有效地引導(dǎo)學(xué)生進入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，取得最優(yōu)的教學(xué)效果。

（六）挖掘信息化技術(shù)的多種功能，全面提升教學(xué)效益

在信息化教學(xué)中，可供教師運用的功能和技術(shù)手段眾多，除了基本的幻燈機、投影儀、電子白板外，還包括錄音、攝影、電視等功能。這些功能所起到的作用也不盡相同。教師在課堂教學(xué)中可以結(jié)合具體情況，靈活運用不同功能的信息化技術(shù)，引導(dǎo)每一位學(xué)生進入更為廣闊和深入的探究世界，以達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。例如，在組織課堂活動時，可以使用信息技術(shù)的flash元件設(shè)計一些趣味游戲、視頻動畫，全方位調(diào)動學(xué)生的能動性。在網(wǎng)絡(luò)平臺層面上，教師可為學(xué)生推送相關(guān)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)公眾號，如“小學(xué)生數(shù)學(xué)報”“學(xué)習(xí)新思維數(shù)學(xué)”等，讓學(xué)生結(jié)合興趣在課余時間自主學(xué)習(xí)。而在課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，可以通過構(gòu)建“信息技術(shù)+項目”的課堂探究體系，讓學(xué)生以小組合作開展課后探究項目，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)收集數(shù)據(jù)和資料，分析和解決實際生活問題。并通過微信、QQ群與教師即時交流心得體會，討論問題解決辦法等，實現(xiàn)其實踐能力和高階思維的發(fā)展。

（七）提高數(shù)學(xué)教師的綜合素養(yǎng)，打造高質(zhì)量數(shù)學(xué)課堂

在信息化教學(xué)背景下，多種先進的教學(xué)工具涌入了數(shù)學(xué)課堂，這無疑對數(shù)學(xué)教師自身的執(zhí)教能力提出了更高的要求。由此，提高教師群體的綜合素養(yǎng)，成為深度教學(xué)、提高數(shù)學(xué)教學(xué)效益的重中之重。教師自身應(yīng)明確現(xiàn)代信息技術(shù)的構(gòu)成、功能及優(yōu)勢所在，熟練運用包括AI技術(shù)、VR技術(shù)、希沃白板在內(nèi)的教學(xué)工具，能夠靈活制作微課、設(shè)計課件，并掌握各個教學(xué)設(shè)備和軟件的基本功能，深入發(fā)揮出信息技術(shù)的功能和價值。通過不斷學(xué)習(xí)和教研，學(xué)習(xí)新時代背景下的新知識，掌握現(xiàn)代技術(shù)的功能和應(yīng)用方法，打造出多模態(tài)的數(shù)學(xué)課堂，引領(lǐng)學(xué)生更為深入且高效地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、探究數(shù)學(xué)。

四、結(jié)束語

綜上所述，深度學(xué)習(xí)理念的應(yīng)用促進了小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效果。在實際教學(xué)中，由于種種因素的影響，不可避免地會遇到一系列問題。數(shù)學(xué)教師必須緊跟時代步伐，不斷提高自身的信息素養(yǎng)，樂于并善于運用信息技術(shù)，掌握其功能并發(fā)揮其優(yōu)勢，優(yōu)化和創(chuàng)新數(shù)學(xué)課堂，推動學(xué)生進行個性化學(xué)習(xí)、沉浸式學(xué)習(xí)，幫助他們?nèi)〉米罴训膶W(xué)習(xí)效果。

作者單位：李海榮 壽光市洛城街道悅軒小學(xué)

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