信息化教學(xué)環(huán)境對(duì)數(shù)學(xué)課堂學(xué)習(xí)效果的提升研究

引言

教育信息化的蓬勃發(fā)展使傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課堂發(fā)生深刻變革，數(shù)字技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的融合程度不斷加深。信息化教學(xué)通過多媒體展示、交互式操作、即時(shí)反饋等方式，創(chuàng)設(shè)了更為直觀生動(dòng)的教學(xué)情境，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源和互動(dòng)體驗(yàn)。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，抽象概念的理解和數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)一直是教學(xué)難點(diǎn)。而信息化手段的引入，能夠?qū)⒊橄蟾拍钚蜗蠡㈧o態(tài)過程動(dòng)態(tài)化，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生深層次認(rèn)知能力發(fā)展?；诖?，從信息化教學(xué)環(huán)境建設(shè)、教學(xué)模式創(chuàng)新、實(shí)踐效果評(píng)估等維度出發(fā)，探索信息技術(shù)支持下的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革具有重要意義。

一、信息化數(shù)學(xué)教學(xué)資源體系架構(gòu)

（一)數(shù)字教學(xué)工具的功能分類

數(shù)字教學(xué)工具是支持?jǐn)?shù)學(xué)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)性資源，根據(jù)教學(xué)應(yīng)用功能可分為展示工具、互動(dòng)工具和評(píng)價(jià)工具三類。展示工具主要包括多媒體課件、動(dòng)態(tài)教具等，用于知識(shí)的形象化呈現(xiàn)和過程演示。在分?jǐn)?shù)教學(xué)中，通過動(dòng)畫演示等分過程，可以直觀展現(xiàn)分?jǐn)?shù)概念；通過圖形變換呈現(xiàn)分?jǐn)?shù)的加減運(yùn)算過程，可以加深學(xué)生對(duì)運(yùn)算規(guī)則的理解?；?dòng)工具包括電子白板、數(shù)學(xué)教學(xué)軟件等，支持教師引導(dǎo)和學(xué)生探究。教師可利用電子白板的實(shí)時(shí)批注功能，指導(dǎo)學(xué)生觀察分析數(shù)學(xué)關(guān)系；學(xué)生可通過數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行虛擬操作，探索分?jǐn)?shù)的性質(zhì)和運(yùn)算規(guī)律。評(píng)價(jià)工具包括在線測試系統(tǒng)、作業(yè)平臺(tái)等，用于及時(shí)檢測學(xué)習(xí)效果、收集學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，為教學(xué)改進(jìn)提供依據(jù)。教師可根據(jù)評(píng)測數(shù)據(jù)了解學(xué)生知識(shí)掌握情況，適時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

（(二)數(shù)字資源的教學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)

數(shù)字資源的應(yīng)用應(yīng)以教學(xué)自標(biāo)為導(dǎo)向，注重與教學(xué)環(huán)節(jié)的有機(jī)融合。在知識(shí)引入環(huán)節(jié)，通過生活情境視頻或動(dòng)畫故事激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，建立數(shù)學(xué)概念與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系；在概念形成環(huán)節(jié)，利用動(dòng)態(tài)演示和虛擬操作幫助學(xué)生理解，實(shí)現(xiàn)抽象概念的具象化表達(dá)；在練習(xí)鞏固環(huán)節(jié)，提供交互式練習(xí)和及時(shí)反饋，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深化和運(yùn)用。資源設(shè)計(jì)要符合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，采用圖形、動(dòng)畫等形式降低學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷，通過顏色編碼、圖形標(biāo)注等方式突出關(guān)鍵信息。同時(shí)注重資源的針對(duì)性和層次性，根據(jù)不同學(xué)習(xí)水平學(xué)生的需求，提供難度遞進(jìn)的學(xué)習(xí)材料和練習(xí)任務(wù)。通過資源的合理設(shè)計(jì)和應(yīng)用，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為其提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。

(三)資源應(yīng)用的教學(xué)支持系統(tǒng)

為確保數(shù)字資源在數(shù)學(xué)課堂中的有效應(yīng)用，需要建立完整的教學(xué)支持系統(tǒng)。在硬件層面配備電子白板、學(xué)生平板等基礎(chǔ)設(shè)備，保障資源的展示和操作；搭建校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的便捷訪問和實(shí)時(shí)互動(dòng)。在軟件層面整合教學(xué)軟件、學(xué)習(xí)平臺(tái)等工具，支持資源的管理、推送和使用，實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的全過程記錄。在教師層面提供技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)和教學(xué)指導(dǎo)，提升教師信息化教學(xué)能力；通過教研活動(dòng)交流資源應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)教學(xué)方法創(chuàng)新。此外，建立資源評(píng)價(jià)機(jī)制，及時(shí)收集教師和學(xué)生的使用反饋，不斷優(yōu)化資源質(zhì)量和應(yīng)用效果。通過教學(xué)支持系統(tǒng)的建設(shè)，形成資源、技術(shù)、教學(xué)相互支撐的良性結(jié)構(gòu)。

二、信息化環(huán)境下分?jǐn)?shù)教學(xué)內(nèi)容編排

（一）分?jǐn)?shù)概念的情境化導(dǎo)入設(shè)計(jì)

基于信息化環(huán)境，通過多媒體素材創(chuàng)設(shè)貼近生活的教學(xué)情境，幫助學(xué)生理解分?jǐn)?shù)的實(shí)際意義。選取折紙、分餅、分水果等學(xué)生熟悉的素材，運(yùn)用動(dòng)畫演示分一分的具體過程。例如在電子白板上展示一個(gè)圓餅，通過動(dòng)畫演示將其分成相等的兩份、四份，引導(dǎo)學(xué)生觀察分的過程和結(jié)果，感知“等分\"的含義。利用交互式電子白板的標(biāo)注功能，展示分?jǐn)?shù)符號(hào)的書寫過程“一個(gè)圓餅分成兩份，每份是二分之一”，建立實(shí)物、圖形與分?jǐn)?shù)符號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)遞進(jìn)式的探究任務(wù)：從一個(gè)圓餅、一條紙帶的二等分、四等分，到任意等分；從圓形、長方形等規(guī)則圖形，到不規(guī)則圖形的等分；從連續(xù)量的分割，到離散量的分組，幫助學(xué)生逐步建立分?jǐn)?shù)的計(jì)量概念。通過電子白板的測量工具，驗(yàn)證等分結(jié)果的準(zhǔn)確性；利用動(dòng)畫演示不同分法的等價(jià)性，幫助學(xué)生理解“等分”的本質(zhì)。

（二）分?jǐn)?shù)運(yùn)算的可視化教學(xué)序列

基于學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)運(yùn)算的可視化教學(xué)內(nèi)容。在同分母分?jǐn)?shù)加減運(yùn)算中，利用動(dòng)態(tài)圖形演示“拼加\"“截取\"的具體過程，幫助學(xué)生理解運(yùn)算法則。在異分母分?jǐn)?shù)加減運(yùn)算中，通過動(dòng)畫呈現(xiàn)通分的必要性，展示找最小公分母的思路。在分?jǐn)?shù)乘法教學(xué)中，運(yùn)用面積模型解釋“乘一個(gè)數(shù)\"與“求一個(gè)數(shù)的幾分之幾\"的含義。借助信息技術(shù)的演示功能，將抽象的運(yùn)算過程轉(zhuǎn)化為直觀的視覺體驗(yàn)，便于學(xué)生理解和掌握。教學(xué)內(nèi)容按“感知一理解一應(yīng)用”的序列展開，并配以相應(yīng)的練習(xí)任務(wù)。在感知階段，通過動(dòng)畫演示具體操作過程；在理解階段，利用電子白板展示運(yùn)算步驟，引導(dǎo)學(xué)生歸納運(yùn)算法則；在應(yīng)用階段，提供交互式練習(xí)，鞏固學(xué)生運(yùn)算技能。通過數(shù)學(xué)軟件的即時(shí)反饋功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生在運(yùn)算中的錯(cuò)誤。針對(duì)不同層次的學(xué)生，設(shè)置難度遞進(jìn)的練習(xí)題目，實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)。實(shí)踐表明，可視化的教學(xué)設(shè)計(jì)能夠有效提升學(xué)生的運(yùn)算能力。

(三)分?jǐn)?shù)應(yīng)用的互動(dòng)式探究環(huán)節(jié)

設(shè)計(jì)基于信息化環(huán)境的互動(dòng)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用分?jǐn)?shù)解決問題的能力。圍繞“購物打折”“路程計(jì)算\"配料比例\"等實(shí)際問題，創(chuàng)設(shè)需要運(yùn)用分?jǐn)?shù)知識(shí)的探究情境。通過電子白板展示問題解決過程，引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)量關(guān)系，選擇合適的解決策略。利用數(shù)學(xué)軟件提供的工具，支持學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果驗(yàn)證。設(shè)置不同難度的探究任務(wù)，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。通過小組協(xié)作討論和全班交流展示，培養(yǎng)數(shù)學(xué)交流能力。在探究過程中，充分利用信息化環(huán)境的優(yōu)勢：運(yùn)用多媒體素材呈現(xiàn)真實(shí)的問題情境；使用電子白板記錄和展示解題思路；借助數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和驗(yàn)證；通過在線平臺(tái)分享優(yōu)秀解題方案。教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)，適時(shí)提供個(gè)性化指導(dǎo)和幫助。通過互動(dòng)式探究活動(dòng)，不僅提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，也培養(yǎng)了其數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新思維。

三、分?jǐn)?shù)教學(xué)的信息化課堂實(shí)施

(一)課前教學(xué)資源準(zhǔn)備

教學(xué)資源的選擇直接影響信息化課堂的教學(xué)效果。教師根據(jù)分?jǐn)?shù)教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)，收集生活情境視頻、動(dòng)態(tài)演示課件、虛擬教具等多媒體素材，突出分?jǐn)?shù)概念的形成過程，體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合的特點(diǎn)。在演示折紙分一分的過程時(shí)，準(zhǔn)備動(dòng)畫演示資源；在說明分?jǐn)?shù)的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，選取相關(guān)的圖片和視頻素材。課件制作環(huán)節(jié)按照教學(xué)自標(biāo)和學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)呈現(xiàn)方式。重點(diǎn)考慮關(guān)鍵環(huán)節(jié)的演示效果，如分?jǐn)?shù)符號(hào)的書寫過程、等分操作的具體步驟等。同時(shí)調(diào)試電子白板、數(shù)學(xué)教學(xué)軟件等工具，確保課堂使用時(shí)的流暢性。學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)上，準(zhǔn)備遞進(jìn)式的探究任務(wù)和分層練習(xí)，配套相應(yīng)的電子學(xué)習(xí)單和在線練習(xí)資源。資源準(zhǔn)備要考慮到不同層次學(xué)生的需求，設(shè)置基礎(chǔ)性任務(wù)和拓展性任務(wù)。通過科學(xué)的資源準(zhǔn)備和任務(wù)設(shè)計(jì)，為課堂教學(xué)的順利實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

(二)課堂教學(xué)組織策略

信息化環(huán)境下的課堂教學(xué)組織以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為導(dǎo)向。課堂教學(xué)中，教師合理使用信息化工具，適時(shí)切換不同的教學(xué)資源。課堂導(dǎo)入通過多媒體展示創(chuàng)設(shè)問題情境；新知講解利用電子白板進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示；練習(xí)鞏固使用數(shù)學(xué)軟件開展互動(dòng)活動(dòng)。控制每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間，避免過度使用技術(shù)而影響教學(xué)效果。帥生互動(dòng)方面，通過電子白板的共享功能，讓學(xué)生展示解題思路；利用數(shù)學(xué)軟件的協(xié)作功能，組織學(xué)生開展小組探究活動(dòng)。教師適時(shí)點(diǎn)評(píng)學(xué)生的表現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生相互學(xué)習(xí)、共同提高。課堂節(jié)奏把控上，根據(jù)學(xué)生的接受程度和反饋情況，靈活調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。通過科學(xué)的教學(xué)組織，充分發(fā)揮信息化手段的優(yōu)勢，提高課堂教學(xué)效率。

（三)學(xué)習(xí)效果即時(shí)評(píng)價(jià)

信息化環(huán)境為課堂學(xué)習(xí)效果的即時(shí)評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持。教師通過在線測評(píng)系統(tǒng)，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。課堂練習(xí)時(shí)，利用答題系統(tǒng)收集學(xué)生的作答數(shù)據(jù)。系統(tǒng)自動(dòng)分析學(xué)生的答題情況，生成個(gè)性化的學(xué)情報(bào)告，幫助教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題。對(duì)于學(xué)生的錯(cuò)誤反應(yīng)，教師利用電子白板展示典型錯(cuò)誤，通過動(dòng)態(tài)演示幫助學(xué)生理解錯(cuò)誤原因。針對(duì)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，教師通過學(xué)習(xí)平臺(tái)推送個(gè)性化的練習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化輔導(dǎo)。課后根據(jù)課堂評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，調(diào)整后續(xù)教學(xué)計(jì)劃，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。通過即時(shí)評(píng)價(jià)與反饋，形成教、學(xué)、評(píng)的良性互動(dòng)，不斷提升教學(xué)效果。

四、信息化數(shù)學(xué)教學(xué)的綜合評(píng)價(jià)研究

（一）分?jǐn)?shù)概念理解的評(píng)價(jià)維度

信息化教學(xué)環(huán)境為分?jǐn)?shù)概念理解的多維度評(píng)價(jià)提供了有力工具。教師從知識(shí)、技能、應(yīng)用三個(gè)維度開展評(píng)價(jià)。從知識(shí)層面考查學(xué)生對(duì)分?jǐn)?shù)概念的理解是否準(zhǔn)確、完整，包括等分單位的識(shí)別、分?jǐn)?shù)符號(hào)的表示、基本概念的解釋等內(nèi)容。通過在線測試系統(tǒng)中的選擇題、填空題等形式，檢測學(xué)生對(duì)分?jǐn)?shù)基本概念的掌握程度。從技能層面評(píng)價(jià)學(xué)生的運(yùn)算能力，包括分?jǐn)?shù)的讀寫、比較大小、加減乘除等基本技能。利用數(shù)學(xué)軟件設(shè)計(jì)的練習(xí)任務(wù)，檢測學(xué)生解題速度和準(zhǔn)確率。從應(yīng)用層面關(guān)注學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，如購物折扣計(jì)算、工程用料分配等生活情境中的分?jǐn)?shù)應(yīng)用。通過作業(yè)平臺(tái)布置綜合性試題，了解學(xué)生知識(shí)遷移的水平。教師結(jié)合課堂觀察記錄、作業(yè)分析數(shù)據(jù)、測試評(píng)價(jià)結(jié)果等信息，形成對(duì)學(xué)生分?jǐn)?shù)概念理解的整體評(píng)價(jià)，為后續(xù)教學(xué)調(diào)整提供依據(jù)。同時(shí)，通過評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的縱向分析，追蹤每個(gè)學(xué)生在分?jǐn)?shù)學(xué)習(xí)過程中的進(jìn)步情況，包括概念理解的深化程度、運(yùn)算能力的提升水平、應(yīng)用能力的發(fā)展?fàn)顩r等。這種多維度的評(píng)價(jià)體系，能夠全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

(二)學(xué)習(xí)過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測

借助信息化平臺(tái)的記錄功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全程監(jiān)測。課堂教學(xué)中，利用互動(dòng)系統(tǒng)記錄學(xué)生的參與情況，包括回答問題的積極性、探究活動(dòng)的參與度、合作學(xué)習(xí)的表現(xiàn)等。教師通過電子白板的操作記錄，分析學(xué)生在解決問題時(shí)的思維過程和策略運(yùn)用。作業(yè)完成環(huán)節(jié)，電子作業(yè)平臺(tái)自動(dòng)采集學(xué)生的答題數(shù)據(jù)，包括完成時(shí)間、正確率、解題步驟等信息。系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成每個(gè)學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)掌握分析報(bào)告，直觀顯示學(xué)習(xí)進(jìn)步情況。針對(duì)學(xué)生練習(xí)中暴露的問題，平臺(tái)會(huì)推送相應(yīng)的錯(cuò)題分析和知識(shí)點(diǎn)講解。教師根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的困難，有針對(duì)性地進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。通過持續(xù)的過程性評(píng)價(jià)，既能了解學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，又能為教學(xué)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持。在小組合作學(xué)習(xí)中，系統(tǒng)記錄每個(gè)學(xué)生的貢獻(xiàn)度，包括提出問題、解決問題、參與討論等方面的表現(xiàn)。這些過程性數(shù)據(jù)的積累，不僅有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和特點(diǎn)，也為因材施教提供了科學(xué)依據(jù)。

（三）教學(xué)反饋與改進(jìn)

依托信息化評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)開展教學(xué)反思和改進(jìn)。系統(tǒng)收集的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，能夠清晰反映學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，如分?jǐn)?shù)的書寫、比較大小、運(yùn)算法則等具體內(nèi)容的達(dá)成度。教師通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，如部分學(xué)生在異分母分?jǐn)?shù)加減運(yùn)算中的通分困難、在分?jǐn)?shù)應(yīng)用題中的數(shù)量關(guān)系理解不清等問題。針對(duì)這些問題，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，如增加通分方法的演示次數(shù)、細(xì)化應(yīng)用題的解題步驟等。對(duì)于個(gè)別學(xué)生的特殊困難，制定個(gè)性化的輔導(dǎo)方案，如推送針對(duì)性的練習(xí)、開展一對(duì)一在線輔導(dǎo)等。同時(shí)，總結(jié)信息化教學(xué)策略的使用效果，如電子白板演示、數(shù)學(xué)軟件操作等手段對(duì)促進(jìn)學(xué)生理解的作用。通過教研活動(dòng)分享評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)的問題和解決策略，促進(jìn)教師專業(yè)成長，提高信息化教學(xué)水平。在課堂教學(xué)實(shí)踐中，不斷優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，完善評(píng)價(jià)方法，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。教師還要注意評(píng)價(jià)的導(dǎo)向作用，通過積極的評(píng)價(jià)反饋，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，培養(yǎng)其良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

結(jié)語

信息化教學(xué)環(huán)境為數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革提供了新思路和新方法。在分?jǐn)?shù)教學(xué)實(shí)踐中，信息化手段的運(yùn)用能夠形象化呈現(xiàn)抽象概念，通過動(dòng)態(tài)演示和即時(shí)反饋，促進(jìn)學(xué)生理解和掌握。教師要充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，把握課堂教學(xué)重點(diǎn)，避免過度依賴技術(shù)而偏離教學(xué)目標(biāo)。繼續(xù)加強(qiáng)教師專業(yè)發(fā)展培訓(xùn)、優(yōu)化數(shù)字教學(xué)資源、完善技術(shù)應(yīng)用評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)提升信息化教學(xué)實(shí)效性具有重要意義。信息化環(huán)境下的教學(xué)改革應(yīng)始終立足于促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)與教學(xué)的深度融合。

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責(zé)任編輯：黃大燦