基于智慧環(huán)境的小學(xué)數(shù)學(xué)合作探究式教學(xué)設(shè)計

宋小蘭

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，智慧教育已逐漸成為教育領(lǐng)域的重要教育手段。智慧環(huán)境下的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)為學(xué)生提供了更加豐富多樣的學(xué)習(xí)資源和交互方式，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。本文旨在探討基于智慧環(huán)境的小學(xué)數(shù)學(xué)合作探究式教學(xué)設(shè)計的有效性，希望通過研究能夠為后續(xù)的小學(xué)數(shù)學(xué)合作探究式教學(xué)在智慧環(huán)境下的實施提供有益的參考和啟示，為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。

關(guān)鍵詞：智慧環(huán)境；小學(xué)數(shù)學(xué)；合作探究；教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】G623 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2097-2539（2024）06-0151-04

信息化時代，教育教學(xué)也逐漸向智慧化和智能化的方向轉(zhuǎn)變，在潛移默化中改變著教師的教學(xué)觀與學(xué)生的學(xué)習(xí)觀。尤其是在新課改背景下，教育教學(xué)已不再僅局限于向?qū)W生講解基礎(chǔ)知識或?qū)W科技能，而是更關(guān)注學(xué)生思維能力和意識層面的訓(xùn)練。現(xiàn)階段，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)更關(guān)注使學(xué)生通過合作探究的方式習(xí)得新知識、積累數(shù)學(xué)經(jīng)驗。而智慧化教學(xué)環(huán)境則為小學(xué)數(shù)學(xué)落實合作探究教學(xué)模式提供了保障。借助數(shù)字化平臺等智慧化教學(xué)手段，學(xué)生與小組同學(xué)溝通、交流，在反思、質(zhì)疑的過程中不斷發(fā)散思維，形成相應(yīng)的思維能力，有助于改變傳統(tǒng)只學(xué)知識不重思考的教學(xué)現(xiàn)狀。

一、核心概念界定

（一）智慧環(huán)境

自2008年“智慧地球”這一概念被提出后，國內(nèi)有大量的研究者開始探究有關(guān)智慧環(huán)境的創(chuàng)設(shè)。智慧環(huán)境是一種信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用方式，旨在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)提供高質(zhì)量的環(huán)境管理與服務(wù)。將智慧環(huán)境應(yīng)用于教育教學(xué)中，又便于教師實現(xiàn)課堂環(huán)境的高效管理，提高教育質(zhì)量與教育品質(zhì)。在智慧環(huán)境之下，學(xué)生可以學(xué)習(xí)的資源更加豐富，教學(xué)情境也更加多元，學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生在智慧環(huán)境當(dāng)中的互動性也在不斷增強。在智慧環(huán)境中，小學(xué)數(shù)學(xué)教師需要能夠靈活應(yīng)用電腦、多媒體、電子白板等數(shù)字化教學(xué)設(shè)備與教學(xué)資源，使學(xué)生在智慧教學(xué)環(huán)境中能夠靈活獲取各類學(xué)習(xí)資源，適應(yīng)多元化學(xué)習(xí)方法，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)興趣?？偟膩碚f，智慧環(huán)境在教育教學(xué)中的應(yīng)用主要包括兩個層面：一是教師層面，智慧環(huán)境能為教育教學(xué)提供更高效、智能的教學(xué)服務(wù)，提高教學(xué)活動、教學(xué)內(nèi)容的針對性，也有助于教師實施全過程的教學(xué)評價，反饋教學(xué)成果。二是學(xué)生層面，智慧環(huán)境為學(xué)生提供更高質(zhì)、高效的學(xué)習(xí)服務(wù)，學(xué)生借助智慧學(xué)習(xí)軟件與數(shù)字學(xué)習(xí)資源，能實現(xiàn)獨立、自主學(xué)習(xí)，也能為協(xié)作學(xué)習(xí)提供技術(shù)保障。

（二）合作探究式學(xué)習(xí)

隨著課程改革的推進，合作探究式學(xué)習(xí)也逐漸成為當(dāng)前教育教學(xué)的主流教學(xué)理論以及教學(xué)手段之一。合作探究式學(xué)習(xí)的應(yīng)用不僅能推動學(xué)生改變學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣，更打破了傳統(tǒng)固化的教學(xué)范式。合作探究式學(xué)習(xí)要求教師在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)任務(wù)及教學(xué)活動時，以合作、互動、協(xié)調(diào)、配合為關(guān)鍵詞，充分關(guān)注學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)因素。美國教育學(xué)家杜威與帕克曾提出“合作學(xué)習(xí)理論”，指出教師應(yīng)通過建立合作小組，將合作學(xué)習(xí)納入“做中學(xué)”中，利用合作學(xué)習(xí)改善課堂學(xué)習(xí)氛圍，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，改善學(xué)習(xí)成果，促進學(xué)生非智力因素的充分發(fā)展。

二、基于智慧環(huán)境的小學(xué)數(shù)學(xué)合作探究式教學(xué)設(shè)計——以“小數(shù)乘法”為例

（一）整合智慧資源，奠定合作基礎(chǔ)

利用智慧環(huán)境開展合作探究教學(xué)，需要教師提前準(zhǔn)備智能教學(xué)設(shè)備與智慧化教學(xué)素材，為課堂實施合作探究奠定基礎(chǔ)。一般來說，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中可能用到的智慧教學(xué)資源包括電子白板、微課視頻、智能軟件等?！靶?shù)乘法”的合作探究式學(xué)習(xí)可能用到的智慧教學(xué)資源如表1所示。

（二）基于智慧平臺，課前劃分學(xué)習(xí)小組

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中開展合作探究式教學(xué)需要以穩(wěn)固的小組為保障，只有確保小組成員之間關(guān)系密切，才能夠使學(xué)生全身心投入合作探究中。對此，在開展教學(xué)之前，教師應(yīng)利用智慧平臺，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與認知層次提前為學(xué)生劃分好學(xué)習(xí)小組。

第一，明確小組劃分原則。教師應(yīng)提前利用智慧平臺分析學(xué)生的課前學(xué)習(xí)行為與課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的掌握能力以及思維習(xí)慣劃分小組。一般來說，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)情將學(xué)生劃分為多個不同層次的學(xué)習(xí)小組，也可以在同一小組內(nèi)穿插不同層次的學(xué)生，從而實現(xiàn)以優(yōu)帶差。另外，教師也要充分考慮不同學(xué)生的興趣愛好和性格特征，盡可能確保組內(nèi)成員都能夠保持和諧的合作狀態(tài)，使學(xué)生在互相學(xué)習(xí)和共同討論的過程中完成合作任務(wù)，確保課堂學(xué)習(xí)的順利開展。

第二，明確小組合作分工。在正式開展教學(xué)之前，教師應(yīng)利用智慧平臺幫助學(xué)生明確在小組內(nèi)部的職責(zé)分工以及小組合作內(nèi)容，并為每個成員指定具體的職責(zé)。例如，有的成員負責(zé)資料收集，有的負責(zé)數(shù)據(jù)分析，有的負責(zé)成果展示等。通過明確小組合作分工，學(xué)生可以清楚地了解自己的任務(wù)和責(zé)任，這方便他們在課堂學(xué)習(xí)過程中更好地展開合作學(xué)習(xí)，最大限度地節(jié)約課堂學(xué)習(xí)時間。

第三，明確小組內(nèi)部人數(shù)。教師在課前利用智慧平臺劃分學(xué)生學(xué)習(xí)小組時應(yīng)從班級的總?cè)藬?shù)出發(fā)，如果班級人數(shù)較多，每個小組的人數(shù)可以適當(dāng)增加，以確保每個學(xué)生都能參與到小組活動中來。反之，如果班級人數(shù)較少，每個小組的人數(shù)則可以適當(dāng)減少，以便更好地發(fā)揮每個學(xué)生的作用。教師還可以以教學(xué)內(nèi)容的難度明確各個小組的人數(shù)，比如在小組任務(wù)難度較低時以每組兩人為最佳，及同桌之間的交流討論。在小組任務(wù)難度較高時則以每組五人為最佳，確保每一名學(xué)生都能夠參與合作探究和課堂發(fā)言的機會。

以“小數(shù)乘法”教學(xué)課堂的小組分工為例。根據(jù)幫扶原則，學(xué)習(xí)小組應(yīng)包括一名學(xué)有余力的學(xué)生、兩名中等學(xué)生、一名有待提高的學(xué)生，使四名學(xué)生之間形成互助和互相引領(lǐng)的關(guān)系，使有待提高的學(xué)生在學(xué)有余力學(xué)生的帶領(lǐng)下逐漸領(lǐng)悟小數(shù)計算的基本方法，降低對小數(shù)學(xué)習(xí)的抵觸情緒。在確定小組之后，教師需要根據(jù)學(xué)生的小組劃分合理安排學(xué)生座位，保證學(xué)生盡可能地在前后左右的范圍當(dāng)中移動，避免由于小組合作而影響課堂學(xué)習(xí)秩序。

（三）組織小組游戲，吸引學(xué)生興趣

小組游戲是將游戲活動與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，使學(xué)生在做游戲的過程中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識。在開展游戲活動時，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特征與教學(xué)目標(biāo)制訂游戲計劃，將原本枯燥單一的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為具有趣味性的游戲活動，實現(xiàn)寓教于樂的效果。

第一，前期準(zhǔn)備。教師要確保智慧環(huán)境中的教學(xué)硬件與教學(xué)軟件符合游戲化教學(xué)的要求。在組織小組合作游戲時，一般需要以視頻、音樂為支撐，渲染娛樂氣氛，使學(xué)生全身心投入小組游戲之中。因此，教師可以利用智慧教學(xué)手段將枯燥、抽象的小數(shù)乘法知識與趣味新奇的視頻、音樂或動漫結(jié)合起來，使學(xué)生在趣味化游戲活動當(dāng)中輕松地學(xué)習(xí)小數(shù)乘法的知識點。

第二，游戲設(shè)計。首先，教師可以借助智慧環(huán)境為學(xué)生播放科幻視頻，為學(xué)生打造特殊的游戲活動場景，使學(xué)生在接觸全新事物的過程中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，全身心地投入小組合作當(dāng)中。以“小數(shù)乘法”課堂的小組合作游戲為例。本課的游戲主題為：星球大戰(zhàn)。首先，教師需要為學(xué)生播放隕石散落的視頻。其次，鼓勵學(xué)生分小組合作擊碎將要撞過來的隕石，擊碎一塊隕石記一分，被隕石打到一次扣一分。比如：第一輪：在隕石下落的過程中，教師給出學(xué)生考題：1.2×2、1.3×5、2.5×4、3.5×6、4.3×2、4.5×3。第一輪篩選掉一部分學(xué)生，剩余學(xué)生進入第二輪。第二輪：加快隕石下落的速度，教師給出學(xué)生考題：3.8×6、4.7×5、8.3×9、6.8×8、7.7×4。此時，再次篩選掉一部分學(xué)生，留下三組學(xué)生進入第三輪。第三輪：保持隕石下落的速度不變，給出學(xué)生更高難度的考題：3.3×2.1、2.1×2.2、2.5×4.1、3.3×4.2、5.6×3.1，最后，篩選出一個小組為冠軍并發(fā)放獎品。

其次，除播放科幻視頻外，教師也可以在游戲活動中加入生活素材，使學(xué)生在自己熟悉的生活化情境當(dāng)中擺脫對小數(shù)知識的刻板認知和偏見，從而全身心地投入小組合作探究之中。另外，借助生活素材組織小組游戲活動，也能使學(xué)生主動將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于現(xiàn)實生活當(dāng)中，提升學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用能力和實踐能力。例如，“小數(shù)乘法”的生活化游戲“買玩具”。第一步，教師需要為學(xué)生播放超市購物視頻創(chuàng)設(shè)游戲情境。第二步，學(xué)生需要扮演顧客和超市收銀員，學(xué)生在購買一種玩具并正確付款之后，解鎖下一個全新的玩具，同時在每一輪的玩具當(dāng)中還穿插其他具有混淆性的物品圖片。教師則需要給出不同的玩具圖片組合，學(xué)生需要在解鎖大部分玩具圖片之后，和老師兌換小禮品。比如，第一輪給出的玩具有：玻璃珠（2.5元）、辣條（1.5元）、跳棋（11.5元）。學(xué)生解鎖此輪素材后，教師出示第二輪玩具：大富翁（45.9元）、貼紙（22.9元）、奧特曼（19.9元）、筆袋（5.5元）。學(xué)生再次解鎖后，教師出示第三輪玩具：解壓玩具（3.5元）、電子車（59.9元）、激光筆（11.5元）。獎品數(shù)量有限，學(xué)生先到先得。

再次，利用智慧工具設(shè)計游戲活動，完成數(shù)學(xué)測驗。通過游戲活動能夠轉(zhuǎn)變學(xué)生的思維模式和記憶習(xí)慣，幫助學(xué)生加深對課堂所學(xué)知識的認識和理解。以“小數(shù)除法”課堂的測驗游戲為例。課前學(xué)生需要提前一天準(zhǔn)備垃圾袋，每6個人為一組，一個人需要準(zhǔn)備1個垃圾袋。學(xué)生將自己在日常學(xué)習(xí)當(dāng)中產(chǎn)生的所有垃圾放在垃圾袋里，在每一天的最后把垃圾袋封起來。第二天上課時，學(xué)生分別稱重各自的垃圾重量，平均垃圾重量最小的小組獲勝。如，第一組每人的垃圾重量為：1.2kg、1.3kg、1.9kg、1.8kg、1.7kg、1.1kg，學(xué)生需要用平均數(shù)計算方法計算，如：（1.2+1.3+1.9+1.8+1.7+1.1）÷6，所以第一組的人均垃圾重量為1.5kg。第二組每人的重量分別為：1.7kg、1.5kg、2.4kg、2.5kg、2.7kg、1.8kg，根據(jù)平均數(shù)計算法：（1.7+1.5+2.4+2.5+2.7+1.8）÷6，所以第二組的人均垃圾重量為2 . 1 k g，第三組每人的重量分別為：1 . 7 k g、1 . 5 k g、0 . 8 k g、0 . 7 k g、0 . 9 k g、1 . 6 k g、計算其平均數(shù)：（1.7+1.5+0.8+0.7+0.9+1.6）÷6，所以第三組的人均垃圾重量為1.2kg。教師要求學(xué)生各自記錄一下自己小組垃圾的平均重量，并要求要用除法計算。最后教師提出問題：請學(xué)生們各自匯報一下自己小組的垃圾平均重量，哪個小組最終的垃圾總量最少。

最后，教師應(yīng)借助智慧環(huán)境，使學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)回歸真實的生活場景之中。一方面教師應(yīng)幫助學(xué)生擺脫錯誤的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)方式，避免在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識時流于表面。另一方面，教師要以小組為單位，利用智慧教學(xué)工具，為學(xué)生構(gòu)建具有吸引力和真實性的體驗場景。使學(xué)生在活動場景當(dāng)中完成小組任務(wù)，獲得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成果。例如，“小數(shù)乘法”的生活化游戲。首先，教師需要播放文具商店的販賣視頻，創(chuàng)設(shè)生活情境。游戲中，教師為文具店的老板，學(xué)生們需要分小組進入文具店。一部分學(xué)生扮演文具店的店員，在文具上標(biāo)上類似于2.5、1.9、4.5的小數(shù)價格，由教師檢查。隨后，扮演顧客的學(xué)生需要進入商店購買商品，每個小組的預(yù)算為50元。一名學(xué)生負責(zé)挑選商品，一名學(xué)生負責(zé)計算購買物品是否超出預(yù)算，一名學(xué)生負責(zé)結(jié)賬時檢查數(shù)額是否正確。扮演店員的學(xué)生需要手動計算“顧客”買的商品總額并及時收款。在游戲進行過程中，教師全過程監(jiān)督、指導(dǎo)，避免學(xué)生出現(xiàn)作弊或不積極參與的行為。

（四）利用智慧工具，完善課堂反思

課堂教學(xué)反思起著反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果、調(diào)整教師教學(xué)設(shè)計的作用。在合作探究式教學(xué)中，教師應(yīng)合理利用智慧環(huán)境中的評價功能對學(xué)生的小組合作積極性與小組合作成果做出評價。

以“小數(shù)乘法”的課堂評價方法為例。首先，教師需要出示計時器，記錄學(xué)生的小組合作討論實踐。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生小組合作總結(jié)小數(shù)乘法的知識點與計算技巧，通過思維導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)出來。再次，學(xué)生小組合作推選出一名代言人匯報組內(nèi)討論成果、出示小組思維導(dǎo)圖、分享小組討論中遇到的問題與解決辦法。匯報完成后小組互評，選出兩份最完整、最清晰的思維導(dǎo)圖。然后，教師利用多媒體設(shè)備的投影設(shè)備展示優(yōu)秀作品，供全班同學(xué)學(xué)習(xí)、借鑒。在游戲結(jié)束后，教師進行智能檢測。教師需要利用智慧監(jiān)測功能向?qū)W習(xí)能力較差的學(xué)生推送基礎(chǔ)類習(xí)題，向?qū)W習(xí)能力較強的學(xué)生推送變式拓展習(xí)題。學(xué)生小組合作解決問題，教師用計時器記錄學(xué)生的作答時間。測試結(jié)束后，教師公布各個小組的作答時間，并分享解題步驟。在整個教學(xué)活動的最后由教師總結(jié)、評價。在這一游戲中，教師利用智慧監(jiān)測功能，監(jiān)督學(xué)生的小組合作步驟，使學(xué)生積極參與小組合作探究，保證了最終的合作成果。

三、結(jié)語

小學(xué)數(shù)學(xué)教師借助智慧環(huán)境開展小組合作探究教學(xué)，能夠更高效地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維。教師應(yīng)在正式開展教學(xué)之前，提前總結(jié)課堂教學(xué)過程中可能用到的智慧資源，如硬件設(shè)備與軟件資源，確保學(xué)生的合作探究學(xué)習(xí)能順利開展。與此同時，教師還應(yīng)根據(jù)學(xué)生實際學(xué)情與性格特征合理劃分學(xué)習(xí)小組，避免由于主觀因素影響學(xué)生的合作探究效果?？偟膩碚f，智慧環(huán)境能為學(xué)生打造更沉浸式的小組合作氛圍，使學(xué)生在真實的游戲場景、生活場景當(dāng)中主動參與小組合作學(xué)習(xí)，主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、總結(jié)經(jīng)驗。因此，這一教學(xué)方式也符合小學(xué)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

（責(zé)任編輯：黃艷華）

參考文獻

[1]陳麗羨.基于學(xué)習(xí)能力提升的小學(xué)數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)探究——以五年級上冊“小數(shù)乘法”為例[J].教育（周刊），2021，000（025）：29-30.

[2]劉康豪.智慧環(huán)境下小學(xué)數(shù)學(xué)合作探究式教學(xué)設(shè)計與實踐研究[J].愛人，2022（16）：0073-0075.

[3]郭益妹.小學(xué)數(shù)學(xué)核心問題教學(xué)探究——以人教版五年級上冊第一單元《小數(shù)乘法》為例[J].福建教育學(xué)院學(xué)報，2022，23（9）：101-103.