信息技術在小學數(shù)學教學中的運用研究

空間觀念是數(shù)學核心素養(yǎng)的璀璨明珠，其培養(yǎng)貫穿小學數(shù)學教育始終.在傳統(tǒng)教學模式下，普通教具難以突破維度的藩籬，學生對立體圖形特征的認知和空間變化規(guī)律的把握往往浮于表面.信息技術的日新月異為突破這一瓶頸帶來曙光，3D建模、虛擬現(xiàn)實等技術的引入，讓抽象的幾何概念有了可感知、可觸摸的載體.如何讓信息技術與數(shù)學教學有機融合，營造促進空間觀念生長的數(shù)字化沃土，是需要深入探討的重要課題.本文以北師大版《義務教育教科書數(shù)學四年級下冊》中“觀察物體”單元為切入點，探尋信息技術支持下小學數(shù)學教學的創(chuàng)新之路.

1信息技術支持下的教學準備

1.1教材分析

北師大版小學數(shù)學教材設計了多個觀察活動，包括從正面、左面、上面觀察立體圖形，通過搭建、比較、填充等方式培養(yǎng)學生的空間觀念.教材編排由淺入深，先讓學生從不同視角觀察單個立體圖形，再觀察由多個小正方體組成的復雜圖形，最后引導學生嘗試根據(jù)給定視圖還原立體圖形.[教材配圖豐富直觀，通過“看一看”“我說你搭”“搭一搭”等活動形式，為學生提供了充分的動手操作機會.整個單元圍繞培養(yǎng)學生空間觀念這一核心目標展開，通過觀察、想象、操作等多種方式幫助學生掌握立體圖形的特征及其在不同視角下的變化規(guī)律，

1.2學情分析

四年級學生已具備基本的幾何直觀能力，能夠識別簡單的立體圖形，如正方體、長方體等，但在空間想象和空間思維方面還存在一定困難.具體表現(xiàn)在以下方面：學生對于立體圖形在不同視角下的變化規(guī)律理解不夠深入，往往難以從平面圖形還原立體圖形的結構；部分學生缺乏空間想象能力，無法準確把握立體圖形的整體與局部關系.值得注意的是，學生對信息技術具有濃厚興趣，熟悉平板電腦等設備的基本操作，具備使用數(shù)字化學習工具的能力.除此之外，學生喜歡動手實踐，樂于參與互動性強的學習活動，但注意力容易分散，需要教師適時引導和提醒.

1.3技術準備

本節(jié)課主要運用GeoGebra軟件構建虛擬立體圖形學習環(huán)境.該軟件支持學生從不同角度觀察和旋轉立體圖形，能夠清晰展示圖形的正視圖、側視圖和俯視圖.教室配備電子白板和學生平板電腦，實現(xiàn)教師演示與學生實踐的有機結合.[2課前已完成相關軟件的安裝調試，并制作了包含多個觀察任務的電子課件.為確保教學順利進行，準備了備用實物教具和紙質學習材料.教師熟練掌握相關軟件的操作方法，能夠及時處理可能出現(xiàn)的技術問題，并制定了詳細的應急預案.

2信息技術支持下的教學實施

2.1情境導入

教師通過GeoGebra軟件展示一個由5個小正方體搭建的立體圖形（如圖1），讓學生猜測從不同角度觀察到的形狀.這個立體圖形由3個正方體橫向排列作為基礎，上方2個正方體分別位于兩端，形成階梯狀結構.教師先展示正視圖，引導學生說出看到“凹\"字形狀，再切換到左視圖，學生發(fā)現(xiàn)看到“日”字形態(tài).學生對同一立體圖形在不同視角下呈現(xiàn)不同形狀感到新奇有趣，從而激發(fā)了探究興趣.教師借此引入課題“用信息技術探究立體圖形的奧秘”.

2.2探究過程

探究活動分為三個層次逐步深入.第一環(huán)節(jié)“我來猜”：教師利用平板電腦向每位學生推送一個由4個小正方體組成的立體圖形，讓學生獨立觀察并在電子白板上畫出從正面、左面和上面看到的形狀.學生通過觸摸屏幕旋轉立體圖形，反復觀察后完成作圖.教師及時收集學生作答結果，引導全班討論易錯點并進行糾正.第二環(huán)節(jié)“我來搭”：教師給出三個視圖，要求“正面看到4個正方形，左面看到5個正方形，上面看到4個正方形”.學生利用虛擬立體圖形拼搭軟件，嘗試還原符合條件的立體圖形.教師引導學生通過旋轉、拆分等操作方式探索不同搭建方案.學生發(fā)現(xiàn)同樣的視圖可能對應不同的立體圖形，這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了熱烈討論.第三環(huán)節(jié)“我來創(chuàng)”：學生自主設計一個立體圖形，運用軟件記錄下三個視圖，與同伴交換視圖信息進行還原.在還原過程中，教師鼓勵學生說出思考過程，分享解題策略.通過這種“出題一解題\"的互動形式，學生深人理解了立體圖形的空間結構特征.

2.3 鞏固練習

鞏固環(huán)節(jié)設計了“空間大挑戰(zhàn)”游戲.教師先通過電子白板展示一系列立體圖形構建任務.每個任務給出兩個視圖信息，要求學生利用虛擬立體圖形拼搭軟件完成構建.課堂氣氛活躍，學生踴躍展示自己的解答思路.然后及時點評每種搭建方案的合理性，引導學生思考最優(yōu)解法.最后布置“創(chuàng)意空間\"作業(yè)，讓學生利用學習軟件設計一個獨特的立體圖形，并制作展示視頻，記錄從不同角度觀察的過程.這種結合信息技術的練習形式，既加深了學生對知識的理解，又培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力.

3信息技術支持下的教學評價

3.1即時評價

課堂教學中運用智能終端設備進行實時評價和反饋.教師通過電子白板展示學生提交的立體圖形觀察結果，并利用GeoGebra軟件驗證其正確性.每位學生在完成觀察任務后可通過平板電腦提交答案，系統(tǒng)自動分析正確率并生成可視化數(shù)據(jù).教師根據(jù)數(shù)據(jù)反饋及時調整教學節(jié)奏，對普遍性錯誤進行重點講解.3在遇到共性問題時，教師立即組織全班討論分析，引導學生發(fā)現(xiàn)觀察盲點.

3.2過程評價

教學過程中采用數(shù)字化學習檔案記錄學生的探究歷程.學習平臺自動保存每位學生在虛擬立體圖形操作過程中的關鍵步驟，記錄其嘗試次數(shù)、思路轉變和最終解決方案.教師通過數(shù)據(jù)分析了解學生的思維發(fā)展軌跡，評估其空間觀念的形成過程.例如，記錄顯示某同學在還原一個立體圖形時，經歷了4次修改才最終完成任務，這反映出他具有良好的探究精神和自我反思能力.學習平臺還支持學生之間互評互助，促進合作學習和共同進步.

3.3終結評價

單元結束時開展基于信息技術的綜合評價.通過在線測評系統(tǒng)，設計包含立體圖形觀察、空間推理、創(chuàng)意構建等多維度的測試題目.系統(tǒng)自動生成每位學生的能力分析報告，直觀展示其在空間想象、邏輯推理、創(chuàng)新思維等方面的表現(xiàn)水平.教帥根據(jù)評價數(shù)據(jù)，有針對性地為學生推送個性化的課后練習資源.同時，收集學生在信息技術支持下完成的創(chuàng)意作品，如利用3D建模軟件設計的獨特立體圖形，作為評價學生創(chuàng)新能力的重要依據(jù).

4教學反思與建議

4.1教學成效分析

信息技術支持下的立體圖形教學取得了顯著成效.學生在空間觀念測試中的平均得分由課前的72分提升至課后的88分，特別是在立體圖形的不同視圖識別方面.GeoGebra軟件的應用幫助學生突破了傳統(tǒng)平面教材的局限，通過虛擬立體圖形的自主操作和多角度觀察，加深了對空間關系的理解.學生課堂參與度明顯提高，在創(chuàng)意構建環(huán)節(jié)中， 92% 的學生能夠獨立完成立體圖形的設計任務，且作品展現(xiàn)出良好的創(chuàng)新性.教學實踐表明，信息技術的融入為空間觀念的培養(yǎng)提供了有力支撐.

4.2存在的問題

教學實踐中也暴露出一些問題.部分學生過分依賴3D軟件的輔助功能，欠缺實物操作環(huán)節(jié)，難以形成真實的空間概念.在小組協(xié)作環(huán)節(jié)，個別學生專注于軟件操作而忽視了與同伴的交流討論，不利于思維的碰撞與啟發(fā).教師在技術應用方面存在不足，偶爾會出現(xiàn)軟件操作不熟練的情況，影響教學節(jié)奏.此外，部分練習內容設計過于注重技術展示，與教學目標的關聯(lián)度不夠緊密，導致學生注意力分散

4.3改進建議

針對發(fā)現(xiàn)的問題，建議加強實物操作與虛擬學習的有機結合.教師可設計“虛實結合\"的探究任務，讓學生先用實物教具搭建立體圖形，再利用軟件驗證以深化認識.在技術應用方面，應注重軟件功能的精準定位，避免過度使用復雜功能而分散學生注意力.教師需加強信息技術應用能力的培訓，提高課堂教學的組織效率.同時，優(yōu)化在線評價系統(tǒng)的設計，增加過程性評價的權重，全面反映學生的學習表現(xiàn)和進步情況.

5結語

信息技術與小學數(shù)學教學的深度融合，為空間觀念的培養(yǎng)開辟了一片新天地.3D建模軟件構建的虛擬學習環(huán)境，不僅突破了傳統(tǒng)教學的藩籬，更為學生提供了豐富多彩的幾何體驗.研究表明，信息技術支持下的教學模式能有效點燃學生求知的火花，培育空間想象的種子，收獲豐碩的教學果實.然而在教學實踐中，教師需謹慎把握技術應用與教學目標的平衡，避免技術的使用淪為華麗的點綴.未來研究仍需深入探索信息技術支持下教學評價的創(chuàng)新之路，以及如何促進學生在虛實結合的環(huán)境中學以致用、舉一反三.

參考文獻

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