数学课堂信息化学习环境的创设

《义务教育数学课程标准（2022年版）》多处提及信息化资源在数学教学中的重要作用，建议教师要创设合理的信息化学习环境，利用大数据、人工智能对数学教学的积极影响，让学生在丰富的学习资源、生动的教学活动、线上网络空间与线下物理空间的融合中，激发探究热情，拓宽认知视野，发展想象力、思维力，提高自主学习力、自我评价力和信息素养。在实际教育教学中，笔者尝试创设信息化数学学习环境，开展生动的教学活动，发挥大数据和智能化优势，展示具象知识形成过程，扩充教学容量，对于助推学生数学素养的提升有着很好的辅助作用。一、环境创设要指向“生动的教学活动”“兴趣是最好的教师。”围绕课堂教学目标和内容，借助信息化资源创设合理的数学活动，可以让学生在轻松、愉悦的氛围中，主动投入到课堂学习、思考、探究、交流、表达等实践活动中，主动习得必备的基础知识和基本技能、基本思想和基本活动经验。（一）转化学习内容借助信息技术的多样化表达方式，将数学知识以更为灵活的形式展现出来，从抽象走向具体，从静态变成动态，从而更深入地刺激学生的视听感官，在潜移默化之中形成对学生的有效影响，使得学生能够更有效地完成知识接收和内化。例如，在《24时计时法》的教学中，教师可以围绕“对24时计时法的认识及其在日常生活中的应用”这一目标，创设出“小小和冬冬相约一起去博物馆研学，却因为时间表达的不同而导致谁也没等到对方”的情景；在《角的度量》教学中，以“足球比赛射门”的情景来进行导入，继而通过对射门角度的观察、分析及推断，引出“角的度量”这一知识点，或者在呈现“高空打炮”电脑小游戏中，让学生在游戏实际操作场景中理解角度及度量等内容。借助信息技术创设与课堂教学目标和内容高度一致的学习情境，可以让学生对数学学习充满兴趣，懂得数学与生活的紧密联系，并在不知不觉中提高学生解决生活中问题的能力。（二）生动探究活动丰富课堂上学生的学习方式，促进学生自主学习能力的提升，是数学教学的宗旨。创设良好的信息化学习环境，改善“教”与“学”的模式，这对于学生的知识获取、自主分析、信息加工、创新发展、交流共享等能力的提升都有着很好的促进作用。例如，在《多边形面积的计算》教学中，教师借助信息技术动态展示三角形、平行四边形、梯形等的形成及转化过程，可以让学生清晰地循着图形的动态运行轨迹，主动发现和透彻理解多边形面积计算公式。在《圆的认识》教学中，教师则可以通过模拟各种形状的轮胎在行进时的场景，更好地让学生感知圆的诸多特点，加深对直径、半径、圆心、周长等陈述性知识的认识。（三）突破思维瓶颈过于抽象的数学知识往往会让以想象思维为主的学生找不到方向，滋生畏难情绪。因此，信息化学习环境的创设，要充分关注课堂教学的重点和难点，并通过合理的方式将这些重点和难点适当降低坡度，让学生在循序渐进中获得知识，形成能力和经验。例如，在《1000以内数的认识》的讲解中，为了让学生更好地理解“千”这一计数单位，并在此基础上掌握两个相邻计数单位之间的十进制关系，教师可以提前制作课件，并在课堂上向学生动态演示1个1到1个10，再到1个百，再到1个千的渐进过程，帮助学生梳理知识体系，重塑知识架构，加深对个、十、百、千之间关系的认识。利用信息技术进行教学，教师可以采用数形结合的方式培养学生的空间想象能力，并在此基础上提升教学效果。再例如，在“相遇问题”的教学中，教师可以引导学生自行将题目意思以线段图的形式描绘出来，数形结合，直观形象，不仅有利于培养学生的题意解读能力，还有利于让学生在直观操作之中洞察知识的内在规律，提升其数学知识应用能力。二、环境创设要指向“大数据和智能化”信息化学习环境的最大优势，就是其拥有强大的大数据统计和分析功能，智能化呈现技术，让学生在信息化学习环境中思考、探究、发展数学基本能力。在此过程中，教师还要注意渗透各种信息技术资料，让学生感受到科技的发展和重大作用，不断丰富他们的信息素养。［1］（一）体现大数据的分析功能互联网大数据的强大以及信息化软件的分析、汇总功能，都给计算、绘图带来了极大的便利，大大节省了课堂上学习、探究的时间。例如，计算圆周率时，借助电脑自带的计算器就能迅速得到结果，让学生直观看到无限不循环的特征；借助Excel进行数据的分类、汇总，自动绘制各种统计图表（如折线图、扇形图和柱状图等）。同时，教师还可以设计难易程度不同的练习，供学生进行自主选做，让挑战伴随学生成长。同时，及时的结果反馈，也让学生能随时了解自己的学习情况，主动查漏补缺。（二）还原真实的生活化情境卡通动画、短视频等的播放，可以让学生迅速进入某一特定的情境之中，继而不由自主地沉浸其中，不知不觉地进行思考、探究、学习，获得成功的愉悦。教师可以借助微课翻转课堂，这在教学《认识人民币》《24时记时法》等相关陈述性知识时尤其适用。例如，教师借助信息技术工具设计出一个“宁宁去超市购物”的动画视频，让学生直观认识各种面值的人民币，通过“宁宁将自己的钱与商品标价对照”的特写画面，了解元、角、分之间的进率关系等等。（三）丰富学生的信息化素养在运用信息化资源辅助数学教学的同时，教师还要有意识地让学生参与到这一实践中来，如此，学生能在感受信息技术的便捷、神奇中，激发对科技的兴趣，丰富自身的信息素养。如在进行小组项目化学习阶段成果汇报时，可以让学生运用已学的信息技术，通过Word、Excel、PPT将自己的资料加以整理、汇总以便讲述。在学生运用信息资源辅助汇报时，教师适时渗透尊重知识版权、材料可信度选择等方面的知识，让学生的信息素养多元、丰富起来。三、环境创设要服务“学生的核心素养”发展和提升学生的数学核心素养，是数学课堂一切活动的中心。信息化学习环境的创设，也应该从学生的生活和已有经验出发，甄选与学生生活和经验贴近的种种素材，在生动、丰富的情境中，引领学生感知中华民族的数学智慧，感知数学的广泛运用价值，激发探究热情，拓宽认知视野，发展想象力、思维力，提高自主学习力。［2］（一）注重想象力培养数学是思维的体操，大胆想象、积极推理是数学诸多成果诞生的重要路径。让“互联网+”赋能数学学习课堂，可以让空间图形这类考验数学建模能力的知识学习变得更加直观，从而有效激发学生的学习动力，提升教学效果。例如，在进行三角形的面积计算时，学生经常会把“除以2”给忘记了，这是因为他们在进行公式推导时对这一步骤的理解不够深刻。因此，在一开始学习时，教师就运用图形软件带领学生探究三角形面积计算公式的推导过程。例如，在屏幕上画出一个直角三角形，然后让学生通过拖动、复制等行为，发挥自己的想象和猜测，去拼接出自己熟悉的图形，然后运用已有的知识经验解决问题。这样，“除以2”这一步就不会再被学生忘却了。（二）侧重思维力激发充分利用人机交互功能，可以很好地激发学生的思维力。在“互联网+”参与的课堂上，学生与机器之间展开互动，由机器虚拟的互动伙伴更符合学生的兴趣偏向。运用多媒体课件中音频、视频、文字等信息引导学生进一步思考，通过全方位调动学生的感官，实现学生思维的拓展与飞跃。教师可以在教学的关键环节之处设置互动，从而有效吸引学生的注意力。例如，在《轴对称图形特征》的教学中，教师在多媒体课件上向学生展示过年贴窗花的视频，随后屏幕上出现问题“观看贴窗花的视频你发现了窗花的什么特点呢？”引出轴对称图形的课题。在找一找轴对称图形游戏环节，教师通过多媒体展示不同的图形，让学生用鼠标点击出符合轴对称图形特征的选项，通过多种形式的人机交互，使学生的思维得到有效激发，这有助于学生深层次领悟知识。［3］再例如，在教学《认识平面图形》时，当引出平面图形的概念后，笔者利用白板画出各种大小不同、形状相同的长方形、正方形、平行四边形和大小不同、形状也不同的三角形，并请学生自己进行白板操作，画出自己喜欢的图形。通过师生互动，为学生提供了丰富的表象支撑。为了进一步帮助学生正确辨认不同角度摆放的长方形和正方形，将它们和平行四边形区别开来，笔者画了一个长方形和正方形，再通过旋转，引导学生观察不同角度摆放的长方形和正方形与平行四边形的不同特点。学生通过观察、操作，清晰建立了长方形、正方形和平行四边形的标准模型。一方面，利用白板比在黑板上画出图形要便捷得多；另一方面，相比运用课件事先制作好的图形要灵动得多，学生在随意变化的过程中也进一步积累了认识平面图形的活动经验。（三）衔接课堂内外课堂作为数学教学的主阵地发挥着重要作用，是学生汲取知识的主要途径。在教育信息化的背景下，更加强调如何建立学生学习的长效机制，充分利用好碎片化时间进行知识的获取，从而有效地衔接课堂内与课堂外，使学习具有连续性和持久性。笔者发现学生的自我约束能力较差，往往一个周末或是暑假后，学生对以往知识的掌握产生了明显的倒退现象，究其原因主要是在课后未能进行有效的知识巩固，缺乏学习的自主性。在“互联网+”背景下，教师可以尝试使用网络直播课堂的形式开展课后教学，使课堂内外的分界线进一步缩小，让学生随时随地保持学习的状态。例如，江苏省镇江市姚桥中心小学教师在周末尝试使用企业微信等软件开展教学直播课堂活动，不仅能有效对上周的知识点进行梳理，还能通过在线课堂解答学生疑惑，使家校联系更加紧密。课后直播课堂的打造要从顶层开始设计，需要集合优质教师资源，打造高效高质课堂，实现资源的充分利用。［4］（四）优化评价的方式2021年7月24日，《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》发布，“双减”政策正式在秋季学期开始实行。作业是小学数学教学的一部分，它既能帮助学生巩固课堂知识，也能检验学生学习效果。但是，现阶段，有的小学存在作业量大、质量不高等问题，这与“减负”的初衷相违背。在这一背景下，小学数学评价必然要改变传统教育中唯试题、唯成绩的单一模式，朝着智能化、个性化的评价方向发展，“互联网+”正为这一改革提供了有利契机。运用“互联网+”开展网络测评可以代替传统教学中的课后作业、考试等，主要有以下几个步骤：第一步是建立高质量的小学数学网络习题库。基于“双减”政策的要求，由省、市教育主管部门牵头开发高质量的课后学习资源平台，也可以由学校打造具有本校特色的资源库，使学习资源更加标准化和科学化。第二步是突出网络学习的个性化。在网络测验中突出因人而异的理念，学生可自主选择相应模块进行测评，系统可根据测评结果自动记录学生易错之处，调整命题策略，使测验针对性更强，效率更高。第三步是建立人群画像，指导教学优化。系统可根据学生测验情况多维度建立学生的特征图谱，指导学生进行改进与发挥长处，同时，根据人群画像也可以反向指导教师优化教学流程，弥补教学中的不足。可以说，运用“互联网+”技术可以帮助学生高效进行课后复习，促进传统评价体系的迭代更新。总之，在当前信息技术教学背景下