信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”教學(xué)中的應(yīng)用策略探究

【摘要】信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”教學(xué)中的應(yīng)用，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生深度理解數(shù)學(xué)知識.文章首先介紹信息技術(shù)在“圖形與幾何”教學(xué)中的優(yōu)勢，包括多媒體技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、電子白板技術(shù)等的廣泛應(yīng)用，以及微課等多媒體信息技術(shù)教學(xué)方式的推動力.同時，探討信息技術(shù)在“圖形與幾何”教學(xué)中的原則，包括個性學(xué)習(xí)原則、實踐學(xué)習(xí)原則、協(xié)作學(xué)習(xí)原則.最后提出信息技術(shù)在“圖形與幾何”教學(xué)中的應(yīng)用策略，包括創(chuàng)設(shè)數(shù)字化互動學(xué)習(xí)環(huán)境、利用虛擬實驗、引入微課學(xué)習(xí)資源，旨在優(yōu)化教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)科自信心和主動性，培養(yǎng)空間觀念.

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；小學(xué)數(shù)學(xué)；“圖形與幾何”

引 言

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的出臺突顯了信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的重要地位.教育的目標(biāo)不僅僅是傳授知識，更是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合素養(yǎng)和解決問題能力.在這一背景下，信息技術(shù)的運用變得尤為關(guān)鍵.因此，在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)不僅是課程設(shè)計的需要，更是教學(xué)實施的必然趨勢，為課堂提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持.因此，教師應(yīng)積極探討信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”教學(xué)中的應(yīng)用，通過整合先進(jìn)的信息技術(shù)手段，提高學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)興趣和深度理解.

一、信息技術(shù)應(yīng)用于“圖形與幾何”教學(xué)的原則

（一）個性化學(xué)習(xí)原則

個性化學(xué)習(xí)原則強(qiáng)調(diào)利用信息技術(shù)創(chuàng)造一個靈活的學(xué)習(xí)環(huán)境，以滿足每名學(xué)生的獨特需求和學(xué)習(xí)風(fēng)格.通過信息技術(shù)，教師可以根據(jù)學(xué)生的個體差異，提供個性化的學(xué)習(xí)資源和任務(wù)，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、興趣和能力調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的難度和形式，確保每名學(xué)生都能在適宜的水平上取得進(jìn)步.

在“圖形與幾何”教學(xué)中，個性化學(xué)習(xí)原則可以通過定制化的教學(xué)資源，如個性化的圖形與幾何問題，幫助學(xué)生更深入地理解和應(yīng)用幾何概念.信息技術(shù)可以提供交互式的學(xué)習(xí)體驗，讓學(xué)生在自己的步調(diào)下探索和建構(gòu)知識，從而更好地實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)的目標(biāo).

（二）實踐性學(xué)習(xí)原則

實踐性學(xué)習(xí)原則強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過實際操作和體驗來建構(gòu)知識，信息技術(shù)在這一原則下可以提供豐富的虛擬實驗和模擬體驗.在“圖形與幾何”教學(xué)中，學(xué)生可以利用電子白板、虛擬實驗軟件等工具進(jìn)行幾何圖形的構(gòu)建和操作，觀察圖形的變化，從而更深刻地理解幾何概念.同時，信息技術(shù)還能夠支持學(xué)生參與實際的問題解決，設(shè)計和制作數(shù)學(xué)模型，解決現(xiàn)實世界中的幾何問題.通過這樣的實踐性學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮膸缀卫碚撆c實際情境相結(jié)合，提高他們的問題解決能力和創(chuàng)新能力.

（三）協(xié)作學(xué)習(xí)原則

協(xié)作學(xué)習(xí)原則強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間以及學(xué)生與教師之間的合作和互動.信息技術(shù)為協(xié)作學(xué)習(xí)提供了豐富的工具和平臺.在“圖形與幾何”教學(xué)中，學(xué)生可以通過在線協(xié)作平臺共同解決問題，分享觀點和思考，促進(jìn)對幾何概念的深入理解.而遵循協(xié)作學(xué)習(xí)原則，教師可以設(shè)計具有團(tuán)隊性質(zhì)的項目和任務(wù)，通過信息技術(shù)平臺實現(xiàn)學(xué)生之間的遠(yuǎn)程合作.這種形式的學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，同時通過學(xué)生之間的相互交流，促使其更全面地理解幾何概念和知識.

二、信息技術(shù)在“圖形與幾何”教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）創(chuàng)設(shè)數(shù)字化互動學(xué)習(xí)環(huán)境

教師可以利用電子白板、智能投影儀等數(shù)字化工具創(chuàng)設(shè)一個互動的學(xué)習(xí)環(huán)境，在此環(huán)境中，利用圖形軟件繪制生動的幾何圖形，通過實時展示和互動演示，激發(fā)學(xué)生對圖形的興趣.學(xué)生可以在電子白板上進(jìn)行幾何圖形的實時構(gòu)建、變換，從而更直觀地理解幾何概念.這種互動學(xué)習(xí)環(huán)境不僅使得教學(xué)過程更生動，同時促進(jìn)學(xué)生積極參與，提高學(xué)科理解深度.

課堂開始，教師準(zhǔn)備18根1m長的木棍，電子白板和智能投影儀.

師：同學(xué)們，今天我們要通過一個小游戲來探究長方形的周長和面積之間的關(guān)系.請注意電子白板上的內(nèi)容.

教師展示18根木棍圍成長方形的圖形，并記錄周長和面積的相關(guān)數(shù)據(jù).

師：我們有18根1m長的木棍，現(xiàn)在可以用它們來圍成不同的長方形.請你們想一想，有哪些不同的設(shè)計方案.

學(xué)生積極思考，提出不同的長方形設(shè)計方案.

師：很好！現(xiàn)在，讓我們一個個來擺一擺，看看每種長方形都是什么樣的.

學(xué)生分別使用木棍擺出各種設(shè)計的長方形，教師實時記錄.

師：非常棒！現(xiàn)在，我們看到了不同的設(shè)計方案，也擺出了不同的長方形.請你們回答一下，這些長方形的周長一定嗎？

學(xué)生1：不一定，因為木棍的擺放方式不同，周長也會不同.

師：非常正確！周長取決于木棍的擺放方式.那么，面積呢？

學(xué)生2：面積也會不同，因為長方形的長和寬不同.

師：很好！我們通過這個小游戲發(fā)現(xiàn)，不同的長方形有不同的周長和面積.現(xiàn)在，我有一個問題要請你們思考：有沒有一種設(shè)計，使得周長相同的情況下，面積最大？

學(xué)生思考一會兒.

學(xué)生3：我覺得正方形可能滿足這個條件.

師：很有見地！正方形是一種特殊的長方形，它的四條邊都相等.現(xiàn)在，我們通過這個小游戲初步了解了周長和面積的關(guān)系.

教師切換至電子白板，展示數(shù)學(xué)公式和知識點推導(dǎo).

師：現(xiàn)在，讓我們通過數(shù)學(xué)公式來總結(jié)一下.對于一個長方形來說，我們知道：

周長（P）：周長是長方形四條邊的總長度，可以用公式表示為P=2L+2W，其中L代表長，W代表寬.

面積（A）：面積是長方形占據(jù)的平方單位的數(shù)量，可以用公式表示為A=L×W，其中L代表長，W代表寬.

師：通過小游戲的實踐，我們發(fā)現(xiàn)了這兩者之間的關(guān)系.在周長公式中，看到兩倍長（2L）加上兩倍寬（2W），而在面積公式中，看到長乘寬（L×W）.這兩個公式體現(xiàn)了周長和面積之間的關(guān)系，而且通過實際操作，能夠更加深刻地理解這一關(guān)系.

在創(chuàng)設(shè)數(shù)字化互動學(xué)習(xí)環(huán)境的過程中，教師利用電子白板、智能投影儀等數(shù)字化工具，通過實時展示和互動演示，成功激發(fā)了學(xué)生對幾何圖形的興趣.通過一個有趣的小游戲，學(xué)生參與了實際的木棍擺放活動，深刻理解了不同設(shè)計方案下周長和面積的變化.在這個過程中，學(xué)生不僅積極思考，提出不同的設(shè)計方案，還通過實際操作擺放木棍，直觀感受到了幾何概念的變化.而通過數(shù)學(xué)公式的總結(jié)，教師成功地將實際操作與理論知識相結(jié)合，讓學(xué)生更系統(tǒng)地理解了長方形的周長和面積之間的關(guān)系.通過電子白板的展示，學(xué)生對數(shù)學(xué)公式有了更加清晰的認(rèn)識.

（二）利用虛擬實驗

利用虛擬實驗，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實際的幾何操作和觀察.這類軟件可以模擬幾何圖形的構(gòu)建、變換、旋轉(zhuǎn)等過程，為學(xué)生提供一個實驗的平臺，使他們能夠在不同條件下觀察和探索幾何現(xiàn)象.通過這種親身體驗，學(xué)生能更深刻地理解幾何概念，培養(yǎng)實際問題解決能力.

師：同學(xué)們，今天我們將通過虛擬實驗來探究圓的面積公式.請注意電腦屏幕上的操作.

教師展示電腦屏幕，打開幾何畫板軟件.

師：我們知道，圓是一個特殊的幾何形狀，而計算圓的面積是數(shù)學(xué)中的一個重要問題.首先，我們來看一下一個完整的圓.

教師在電腦上繪制一個完整的圓.

師：如果我們要計算圓的面積，可以怎么做呢？有沒有一種巧妙的方法？

學(xué)生1：可以畫一個正方形，讓圓和正方形有相同的面積.

師：很聰明的想法！那我們就來嘗試一下，如何將圓等分切拼成一個正方形呢？

教師在電腦上使用幾何畫板軟件將圓等分切拼.

師：大家看，我們通過切分，將圓拼成了多個小扇形.現(xiàn)在，如果我們繼續(xù)切分，會發(fā)生什么呢？

學(xué)生2：圖形會變得越來越接近正方形.

師：對的！我們可以通過不斷增加切分的份數(shù)，使得圖形越來越接近正方形.這就是一個動態(tài)的過程.

教師在電腦上不斷增加切分的份數(shù).

師：隨著切分份數(shù)的增加，圖形越來越接近正方形.這時，我們就可以說，圓的面積接近于正方形的面積.

在這次虛擬實驗中，通過電腦軟件模擬了圓的面積計算過程.首先嘗試將圓等分切拼成一個正方形，通過不斷增加切分的份數(shù)，使圖形逐漸接近正方形.這個過程生動展示了圓的面積與正方形的面積之間的關(guān)系.

在具體操作中，利用幾何畫板軟件展示了圓的等分過程，通過動態(tài)的視覺效果，學(xué)生更直觀地理解了圓的面積是如何逐步逼近一個正方形的面積的.這種親身體驗的學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生更深刻地理解幾何概念，培養(yǎng)了實際問題解決能力.

（三）引入微課學(xué)習(xí)資源

通過微課和在線學(xué)習(xí)資源，教師可以向?qū)W生提供高質(zhì)量、有趣味的數(shù)學(xué)視頻和教學(xué)資源.這種形式的教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)科興趣，提供更靈活的學(xué)習(xí)方式.學(xué)生可以隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)，根據(jù)自己的節(jié)奏鞏固幾何知識.同時，教師也可以通過在線平臺進(jìn)行監(jiān)控和評估，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，更好地進(jìn)行個性化指導(dǎo).

教師打開電腦，準(zhǔn)備播放微課視頻.

師：在這段微課中，我們將通過更生動的方式，以圖像和動畫的形式展示三角形邊長關(guān)系的原理.請大家認(rèn)真觀看，如果有不明白的地方可以隨時提問.

（微課視頻播放）

學(xué)生拿出平板電腦，進(jìn)入微課互動環(huán)節(jié).

學(xué)生：（操作小棒）老師，我選了8cm，5cm，4cm這三根小棒，感覺能圍成三角形.

師：很好！其他同學(xué)呢？

學(xué)生：我選了5cm，4cm，2cm，也能圍成三角形.

學(xué)生：我選的是8cm，4cm，2cm，但是不能圍成三角形.

學(xué)生：我選擇的是8cm，5cm，2cm，也不能圍成三角形.

師：非常好！任意兩根小棒的長度和要大于第三根小棒的長度.所以，你可以在練習(xí)中把每兩根小棒的長度相加，看是否大于第三根小棒，這樣就能判斷是否可以圍成三角形.

生：謝謝老師，我明白了！

師：非常好，同學(xué)們，請繼續(xù)完成微課的互動練習(xí)，如果有疑問隨時向我提問.

教師再次打開電腦，展示三角形邊長的計算公式.

師：現(xiàn)在，我們來看一下關(guān)于三角形邊長的計算公式.在三角形中，我們通常用a，b，c來表示三條邊的長度.如果a，b，c是一個三角形的三條邊，那么有一個重要的公式，叫作三角形不等式定理，它表示為：a+b>c，b+c>a，c+a>b.

這個公式說明了任意兩邊之和要大于第三邊，這與我們之前通過實驗和微課學(xué)到的知識是一致的.這個定理在判斷能否構(gòu)成三角形的時候非常有用.

學(xué)生：老師，這個定理看起來很簡單，但感覺很有用.

師：是的，這個定理是解決關(guān)于三角形邊長的問題時的基礎(chǔ).我們可以通過這個定理來判斷三條邊能否構(gòu)成一個三角形，也能在解決實際問題中應(yīng)用.在學(xué)習(xí)中，理論和實際應(yīng)用相結(jié)合總是更有力量.

在課堂上，教師通過微課視頻展示了三角形邊長關(guān)系的原理，而學(xué)生通過參與微課互動，完成相關(guān)練習(xí)和問題.這種互動方式使學(xué)生更加積極主動地參與學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)效果.同時，在學(xué)生實際操作后，教師巧妙地引導(dǎo)學(xué)生提出問題，例如在選取三根小棒時的困擾，從而深入討論了構(gòu)成三角形的條件.學(xué)生通過實踐操作和微課的引導(dǎo)，逐漸理解了任意兩邊之和大于第三邊的原理，形成了對三角形邊長關(guān)系的深刻認(rèn)識.

結(jié) 語

信息技術(shù)在“圖形與幾何”教學(xué)中的應(yīng)用不僅能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還加強(qiáng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).信息技術(shù)的應(yīng)用在小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”教學(xué)中不僅僅是為了教學(xué)的創(chuàng)新，更是為了構(gòu)建更具活力和適應(yīng)性的教育體系.通過數(shù)字化手段，將抽象的數(shù)學(xué)概念具體呈現(xiàn)，讓學(xué)生在實踐中深化理解.這種全面融合信息技術(shù)的教學(xué)方法將有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、解決問題能力，為其未來的學(xué)科學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ).

【參考文獻(xiàn)】

[1]李玥儀.信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”教學(xué)中的應(yīng)用[J].中小學(xué)電教，2023（12）：42-44.

[2]陸鈺婷.小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”小組合作學(xué)習(xí)現(xiàn)狀與對策研究：以第二學(xué)段為例[D].揚州：揚州大學(xué)，2021.

[3]田嬌玲.信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂深度融合的策略探究[J].教師教育論壇，2020，33（12）：60-62.