核心素養(yǎng)背景下小學(xué)數(shù)學(xué)與信息技術(shù)深度融合路徑探究

摘要：核心素養(yǎng)背景下，教師將數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)深度融合在一起具有較大意義。教師可引進(jìn)仿真信息系統(tǒng)，展現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律和特征；同時(shí)教師也可結(jié)合人工智能系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生實(shí)施個(gè)性化指導(dǎo)和幫助。此外，教師還可應(yīng)用微課教學(xué)，在課前課后將教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行拓展延伸。另外，教師還可以在線上布置數(shù)學(xué)作業(yè)，給予學(xué)生更多的課后練習(xí)選項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；小學(xué)數(shù)學(xué)；信息技術(shù)；融合

一、引言

核心素養(yǎng)視域下，教師需要將數(shù)學(xué)課程與信息技術(shù)深度融合在一起，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)期間突破各自的認(rèn)知局限，并利用信息工具拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和范圍，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)和效率。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)與信息技術(shù)深度融合的意義

首先，信息化教育作為2022新課程改革的主體內(nèi)容之一，各學(xué)科教師在教學(xué)過程中需要立足于打造高品質(zhì)的智慧課堂以及信息工具，提高課程教學(xué)品質(zhì)和效率，推動(dòng)教育改革創(chuàng)新。因此，從執(zhí)行政策以及響應(yīng)高階教育主管部門號(hào)召的維度，將數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)深度融合是踐行教育主體思想的一項(xiàng)關(guān)鍵舉措。

其次，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)內(nèi)涵和教學(xué)方法層面，數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的融合互動(dòng)具備深層意義。由于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)通常以計(jì)算教學(xué)為主，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的底層邏輯是計(jì)算，還未引進(jìn)數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)文化、數(shù)學(xué)歷史，雖然在核心素養(yǎng)中強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維、空間想象能力、建模能力以及數(shù)學(xué)語言、數(shù)感能力，但教師在應(yīng)試教育思想下仍然是致力于開展簡(jiǎn)單的計(jì)算教學(xué)。究其原因，由于資源限制，數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)應(yīng)用等授課活動(dòng)無法高效開展。此時(shí)，利用信息技術(shù)可以彌補(bǔ)相應(yīng)的欠缺，為模擬教學(xué)以及應(yīng)用教學(xué)提供契機(jī)。例如，教師可以利用仿真虛擬系統(tǒng)，創(chuàng)建各種各樣的數(shù)學(xué)情景，幫助學(xué)生在情景中進(jìn)行建模思考，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

最后，從個(gè)性化教學(xué)角度，信息工具提供了個(gè)性化輔導(dǎo)功能，例如信息資源可以在個(gè)性化教學(xué)過程中為學(xué)生提供課后輔導(dǎo)，幫助學(xué)生彌補(bǔ)個(gè)人的認(rèn)知局限和短板，在學(xué)習(xí)期間突破思維限制，從而促進(jìn)學(xué)生綜合成長(zhǎng)，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)品質(zhì)。

總之，在核心素養(yǎng)背景下，將小學(xué)數(shù)學(xué)與信息技術(shù)深度融合具備重要的意義，教師需要對(duì)融合教育方法進(jìn)行合理應(yīng)用，以提高小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

三、核心素養(yǎng)背景下小學(xué)數(shù)學(xué)與信息技術(shù)深度融合策略

（一）開展信息化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

信息化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思想理念較為新穎獨(dú)特，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)通常在實(shí)體空間環(huán)境中進(jìn)行，但潛藏著安全隱患，如果學(xué)生操作不當(dāng)，易受到傷害。為了提高數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的容錯(cuò)率，教師可以利用信息技術(shù)打造信息化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在仿真空間環(huán)境中讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作、動(dòng)手學(xué)習(xí)，以此提高他們的學(xué)習(xí)效率。

例如，教學(xué)圓柱體過程中，通常會(huì)引進(jìn)圖形切割實(shí)驗(yàn)，但如果讓學(xué)生用小刀在實(shí)體空間環(huán)境中對(duì)圓柱體進(jìn)行切分，可能會(huì)受傷。此時(shí)，可以利用虛擬系統(tǒng)，讓學(xué)生在希沃白板軟件上嘗試將圓柱體模型進(jìn)行切分，學(xué)生可以選取不同的切分方法，將圓柱體進(jìn)行100次甚至1000次切分，之后再通過模型拼接，將切分好的圖形重新整理在一起，觀察此時(shí)結(jié)構(gòu)的變化特征和規(guī)律。

此類數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生參與研學(xué)的積極性和主動(dòng)性得到進(jìn)一步提升，同時(shí)也能夠通過虛擬系統(tǒng)的模擬功能，展現(xiàn)更加震撼的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)效果，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。

另外，在講解圓周率過程中，教師可以引進(jìn)同樣的方法，向?qū)W生通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)來展示“圓周率的小數(shù)位數(shù)如果有限，那么圓形的結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)的變化”。在模型中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)如果圓周率的小數(shù)位數(shù)有限，圖形放大后會(huì)發(fā)現(xiàn)圓的周長(zhǎng)不是平滑的，而是一條條線段連接組成的。通過此類形象生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，可以打開學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，同時(shí)也能夠培養(yǎng)學(xué)生數(shù)感能力。

（二）開展人工智能教學(xué)

利用人工智能開展數(shù)學(xué)教學(xué)，可以提高學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)水平。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)授課活動(dòng)需要由教師開展分層教學(xué)，實(shí)施差異化指導(dǎo)，幫助不同學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)狀況的學(xué)生進(jìn)行差異化探究，此類教學(xué)活動(dòng)會(huì)浪費(fèi)較多時(shí)間。同時(shí)，由于學(xué)生數(shù)量眾多，教師不可能全方位照顧每一位學(xué)生，為此教師可以利用信息技術(shù)，結(jié)合人工智能輔助學(xué)生完成智能化學(xué)習(xí)。

人工智能時(shí)代，各行各業(yè)在經(jīng)營(yíng)運(yùn)作環(huán)節(jié)均發(fā)生了根本轉(zhuǎn)變，在教育界，可以利用人工智能打造個(gè)性化、信息化教學(xué)空間，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。例如，借助人工智能系統(tǒng)的自然語言功能，可以與學(xué)生進(jìn)行溝通互動(dòng)，學(xué)生在課后可以向人工智能系統(tǒng)提問，而人工智能系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)年段以及學(xué)習(xí)狀況，結(jié)合提出的問題，給予學(xué)生對(duì)應(yīng)的解答，從而可以保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量得到提升。在智能系統(tǒng)的加持下，學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解認(rèn)知將上升到一個(gè)新的高度。在輔助教學(xué)過程中，人工智能系統(tǒng)可以從學(xué)科核心素養(yǎng)的維度來評(píng)估學(xué)生存在的欠缺和不足，提供互動(dòng)式的學(xué)習(xí)環(huán)境，在課后可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)生的探索興趣。

除此之外，人工智能系統(tǒng)還可以開展虛擬實(shí)驗(yàn)和模擬教學(xué)，并且能夠開展知識(shí)拓展授課活動(dòng)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，調(diào)整教學(xué)方向，從而提高學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)水平。例如，教師可以利用人工智能軟件，開發(fā)個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)，在課后給予學(xué)生精準(zhǔn)高效的輔導(dǎo)，教學(xué)過程中可以通過人工智能系統(tǒng)對(duì)學(xué)生實(shí)施差異化的指引，學(xué)生在課后可以將疑問進(jìn)行反饋，而系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生提問給予學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo)。例如，學(xué)生會(huì)提問“割圓術(shù)的本質(zhì)是什么”，此時(shí)人工智能系統(tǒng)會(huì)給出相應(yīng)的解釋，并且展示實(shí)物模型，向?qū)W生講解圓周率的核心概念。在教學(xué)四則運(yùn)算的過程中，同樣可以利用人工智能系統(tǒng)來開展課后輔導(dǎo)，人工智能系統(tǒng)可以給出簡(jiǎn)單的計(jì)算題目，將四則運(yùn)算的計(jì)算邏輯和思路進(jìn)行直觀可視化展示，而學(xué)生可以在系統(tǒng)上作答，系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的答題速度、答題正確率，評(píng)估學(xué)生在四則運(yùn)算板塊存在的學(xué)習(xí)問題。最后，將相關(guān)學(xué)習(xí)信息反饋給教師，由教師統(tǒng)一分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，從而開展精準(zhǔn)高效的教學(xué)活動(dòng)。

（三）微課教學(xué)

微課與數(shù)學(xué)課堂融合是信息技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)之一，教師可以制作微課短視頻，介紹數(shù)學(xué)概念，講解解題方法和技巧，通過短視頻激發(fā)學(xué)生的研學(xué)探索興趣，學(xué)生能夠在課堂外隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)。微課短視頻在課前預(yù)習(xí)以及課后復(fù)習(xí)等兩個(gè)板塊均可以引導(dǎo)學(xué)生更加高效地理解、掌握、應(yīng)用所學(xué)習(xí)的知識(shí)，例如在課前預(yù)習(xí)階段，教師可利用短視頻向?qū)W生講解課程知識(shí)的重點(diǎn)和要點(diǎn)，幫助學(xué)生提前熟悉下一堂課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。在短視頻中可以引進(jìn)新舊知識(shí)和概念，實(shí)施遷移性教學(xué)指導(dǎo)，以此打開學(xué)生學(xué)習(xí)思路。

例如，在教學(xué)圓柱體前，教師可以實(shí)施微課預(yù)習(xí)活動(dòng)，引進(jìn)柱狀體的概念，整合立方體、長(zhǎng)方體的知識(shí)，溫故學(xué)習(xí)其中的知識(shí)概念。例如，回顧立方體的體積求證方法，遷移學(xué)習(xí)圓柱體的體積求解公式。之后，在短視頻中可以向?qū)W生提問“為什么兩類幾何體具備相同的體積求解公式”，讓學(xué)生從底面積乘以高的角度進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而打開學(xué)生的思路。

在課后復(fù)習(xí)總結(jié)環(huán)節(jié)，教師同樣可以利用信息技術(shù)，結(jié)合短視頻，利用微課做到教學(xué)遷移、延伸、拓展，將知識(shí)理論再次講解滲透，遷移更豐富的概念，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間和范圍。例如，通過上述教學(xué)，學(xué)生可以結(jié)合短視頻以及虛擬系統(tǒng)，了解“立方體和圓柱體在體積結(jié)構(gòu)上的共性”，此時(shí)教師可以在短視頻中向?qū)W生系統(tǒng)講解并解釋其中的內(nèi)涵，并且向?qū)W生展示所有正棱柱體在體積求解方面的共性，以此延伸學(xué)生思路。

總之，教師可以在數(shù)學(xué)課堂上利用微課短視頻，在課前、課后打開學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，在課前通過遷移性教學(xué)，簡(jiǎn)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，在課后通過拓展性教學(xué)延伸學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，以此來提高教學(xué)質(zhì)量。

（四）開展情景教學(xué)

信息技術(shù)能夠打造多樣化的學(xué)習(xí)情景，給予學(xué)生更加深刻地體驗(yàn)。教師可以利用信息技術(shù)、信息工具創(chuàng)建多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)給予學(xué)生點(diǎn)撥和指引。教師在該過程中可以利用虛擬數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可以創(chuàng)建生活情景，在良好的空間環(huán)境中打開學(xué)生的思路，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。情景教學(xué)在數(shù)學(xué)課堂上的應(yīng)用可以幫助學(xué)生理解抽象概念，但教師需引進(jìn)直觀形象的情景才能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。在此過程中，教師可以利用微課短視頻或者利用仿真虛擬系統(tǒng)，創(chuàng)建多樣化的情景環(huán)境。

例如，在講解正比例概念時(shí)，為了幫助學(xué)生理解正相關(guān)和正比例的差異，教師可以利用信息技術(shù)來創(chuàng)建數(shù)形結(jié)合情境，在虛擬系統(tǒng)中向?qū)W生展現(xiàn)一組數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)特征進(jìn)行可視化展示。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)“成正相關(guān)和正比例的數(shù)據(jù)具備不同的增長(zhǎng)速度”，結(jié)合柱狀圖，將每一個(gè)數(shù)的數(shù)值進(jìn)行直觀可視化展示，按照由低到高的順序，學(xué)生可以看出“成正比例相關(guān)的數(shù)據(jù)，柱狀體的高度排列更加有規(guī)律；而成正相關(guān)的卻不具備類似的規(guī)律”。通過此類可視化情景教學(xué)，結(jié)合直觀可視化的演示，在視頻的幫助下，可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的核心概念，突破重點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（五）布置線上數(shù)學(xué)作業(yè)

首先，布置線上數(shù)學(xué)作業(yè)也是一項(xiàng)不可或缺的舉措，教師可以結(jié)合信息工具，利用學(xué)習(xí)平臺(tái)，布置多元化的數(shù)學(xué)作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生在課后進(jìn)行高效練習(xí)。在此期間，教師可以利用短視頻向?qū)W生直觀可視化地展示各種類型的題目，讓學(xué)生在課后進(jìn)行簡(jiǎn)單觀察學(xué)習(xí)，或者觀看短視頻資料，掌握更多的知識(shí)概念。其中包含多樣化的解題技巧和方法，如便捷求解以及一題多解的思路，以此拓展學(xué)生的解題思維。

其次，教師也可以通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)布置數(shù)學(xué)作業(yè)，例如利用谷歌課堂、騰訊課堂布置數(shù)學(xué)作業(yè)，學(xué)生可以在平板電腦上完成數(shù)學(xué)作業(yè)，提交答案，此時(shí)由系統(tǒng)對(duì)學(xué)生完成的作業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一批改，并且向教師反饋結(jié)果，使教師了解學(xué)生的課后學(xué)習(xí)狀況以及整體學(xué)習(xí)表現(xiàn)。此外，也可以利用人工智能系統(tǒng)輔助布置相應(yīng)的數(shù)學(xué)題目，覆蓋不同難度和不同類型，在訓(xùn)練過程中提升學(xué)生的邏輯思維能力，并且激發(fā)學(xué)生的好奇心。

最后，教師還可以在線上布置一些合作的數(shù)學(xué)作業(yè)，讓學(xué)生在小組內(nèi)共同探討，嘗試共同解答問題，推動(dòng)學(xué)生之間合作溝通，此類合作的作業(yè)項(xiàng)目可以促進(jìn)學(xué)生相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。因此，教師需要在線上布置數(shù)學(xué)作業(yè)拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，同時(shí)也可以利用短視頻、信息工具布置非書面作業(yè)項(xiàng)目，通過線上研討、線上互動(dòng)、觀看視頻等形式，為學(xué)生進(jìn)行課后練習(xí)提供更多的選擇。

四、利用信息技術(shù)開展數(shù)學(xué)教學(xué)的注意事項(xiàng)

首先，信息技術(shù)能夠提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量，但是學(xué)生對(duì)信息技術(shù)如果產(chǎn)生過大的依賴，那么將無法進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)學(xué)習(xí)，因此教師需要對(duì)信息技術(shù)的使用時(shí)機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)把關(guān)，在適宜、適當(dāng)?shù)那闆r下實(shí)施數(shù)字化教學(xué)任務(wù)，從而才可以提高教學(xué)品質(zhì)。例如，講解關(guān)鍵概念時(shí)可以利用信息系統(tǒng)創(chuàng)建情景，而在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)利用信息工具打開學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，幫助學(xué)生更加深入地理解數(shù)學(xué)概念。

其次，利用信息技術(shù)實(shí)施教學(xué)時(shí)，教師需要做兩手準(zhǔn)備，確保在斷網(wǎng)、斷電的情況下也能夠正常推進(jìn)教學(xué)，避免在突發(fā)情況下無法正常授課。因此，教師也需要在備課前做好準(zhǔn)備工作，既需要兼顧傳統(tǒng)課堂教學(xué)，也需要開展信息化教學(xué)，做到萬無一失。

最后，在信息化教學(xué)、數(shù)字化授課期間，教師還應(yīng)打造一個(gè)互動(dòng)交際的線上平臺(tái)，在相關(guān)平臺(tái)上發(fā)布信息、發(fā)布資源、分享資料，并且進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)測(cè)。通過相關(guān)平臺(tái)，將學(xué)生、教師、家長(zhǎng)以及各所學(xué)校進(jìn)行關(guān)聯(lián)，收集信息，更新教學(xué)數(shù)據(jù)，打造一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的信息平臺(tái)，整理更多的學(xué)情信息，從而確保數(shù)學(xué)教學(xué)資源能夠得到不斷更新優(yōu)化，提高授課水平。因此，教師利用信息技術(shù)實(shí)施教學(xué)任務(wù)時(shí)需要關(guān)注以上的注意事項(xiàng)，從多維度實(shí)施授課。

五、結(jié)束語

總體來說，在核心素養(yǎng)背景下，教師需要打造更加完整、全面的數(shù)學(xué)課堂，突破課程教學(xué)的限制，在授課活動(dòng)中兼顧學(xué)生多方位的學(xué)習(xí)需求。教師也可以利用信息技術(shù)，展示數(shù)學(xué)規(guī)律和特征，突破課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。另外，教師需要利用信息資源實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用人工智能開展個(gè)性化輔導(dǎo)，并且結(jié)合微課短視頻，做到課程教學(xué)的延續(xù)延伸。未來教師還需要實(shí)施情景教學(xué)、數(shù)字化授課，引進(jìn)線上數(shù)學(xué)作業(yè)，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)品質(zhì)和學(xué)習(xí)效率。

作者單位：滿俊東 山東省德州市解放北路小學(xué)

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