計算機支持小學數學知識建構的研究

[摘 要]：在小學數學教學中如何利用計算機來支持小學數學知識建構，這是現代信息技術與素質教育改革下的小學數學課程的整合所關注的核心問題。筆者以小學數學為例子進行研究，以計算機作為小學書數學的輔助工具，建立起完整的知識框架體系。在這個基礎上，通過開展全國范圍內的教學試驗，應用質性資料分析法和基于設計的研究方法將計算機作為演示工具、操作工具和創作工具，以此來支持小學數學知識框架、數學學習的規則、數學思想三個方面進行研究，從而提出計算機支持小學數學知識構建的方法。

[關鍵詞]：計算機 小學數學 知識建構 研究

一、研究的背景資料

隨著信息技術的發展和計算機的普及應用，特別實在素質教育改革的推動下計算機在數學領域的深入，并且作為一種輔助工具在數學領域中廣泛的應用，使得計算機在研究數學知識、研究方法以及應用的范圍等多個方面得到了廣泛的擴展，最終使得數學教學更加的現代化，同時，計算機輔助教學和新的數學知識的融合也對數學教育領域產生了很大的沖擊，使得數學知識、教學方法等多方面都進行了變革，使得小學數學逐漸的面向信息化。本研究針對小學數學知識研究，使計算機作為小學生數學知識建構的工具和方法進行深入的研究。

二、小學數學知識框架的建立

知識構建是指小學生根據學習的任務，在學生原有知識的了解和經驗的基礎上，通過原有知識和新知識的融合，對原有的知識進行不斷的深入和探究，使之的獲得新的知識和創造新的意義。知識的建構一方面包含意義的建構過程，同時也包含意義建構的結果。筆者將知識建構的要素及其關系抽象為圖1所示。

由此可以看出，學生和外部對象之間的關系是知識建構實現的必要條件。在這個知識建構的關系中，明確學習的方向、學習的環境以及知識建構的組成部分這是知識建構的重要條件。在知識建構的過程中，學生和所學習的新知識的交互方式是多種多樣的，這些交互的方式也就是學生建構知識的方式。在學校數學知識建構的方式主要有下面四種方式：1）通過操作性方式來建構小學數學知識；2）學生通過觀察別人的操作方式來實現自己對數學知識的建構；3）通過對語言或者文字進行邏輯延展來發展思維技能和對數學知識中圖形的認知；4）通過同他人進行溝通和交流等活動來獲得更多的知識，表現在在社會性活動中他人對學生的激勵。

綜上所述，小學生數學知識建構是從學生的生活現實或者社會活動的檢驗出發，通過圖像和語言中介的各種建構活動，最終使得小學生能夠更多的了解數學知識。小學生數學知識建構的全過程可以通過圖2來加以描述。

三、計算機支持小學數學知識建構的基本方式

數學實驗課堂教學可以分為多媒體教學和多媒體網絡教學。多媒體教學重要是指利用計算機、投影儀等進行輔助教學。多媒體網絡教學中包含了多媒體教學的所有內容同時給每個學生都配置了電腦，讓學生通過自主的去操作計算機來進行學習。

在計算機支持小學數學知識建構的過程中，主要采用的是下面三種類型的實驗方式：1）操作實驗，是指學生發揮主觀能動性通過自己動手實踐，采集數據、分析數據、得出結論等，從而探索和發現新的數學知識。2）演示實驗，是指通過教師的實驗演示，讓學生在觀察和教師的講解中獲得新的知識。3）創意活動，是指結合課本的知識男人那個，設計出符合與之相適應的創意活動，通過這種形式來不斷的擴展和深化學生對數學知識的理解。綜合上述的是那種實驗方法，可以看出計算機在小學數學知識建構中的基本方式，如下表所示。

四、研究結果分析

1、計算機支持小學數學知識建構的方法以及作用

在小學數學概率知識的建構中，計算機的三種支持方式以演示方式應用的最多，其次是操作方式和創作方式。其中演示方式主要是以教師在教學的過程中按照課本的知識內容創建一定的情境，通過計算機展示給學生的全過程，以此來幫助學生對數學的概念形成正確的認識；操作方式主要是以發揮學生的主觀能動性和實際操作能力為主，讓學生通過計算機去體驗新的數學知識，將學生的思維過程通過實際的操作實驗表現出來。

2、計算機支持小學數學教學建構的策略

1）小學數學中的概念可以分為兩種：初級概念和二級概念，這兩種概念的形成和建構的方式也是大不相同的。根據研究者在研究的過程中對有關的數學概念案例進行了分析，這些案例涉及到的知識點類型大都是小學數學知識建構的方式。在概念的形成過程中，學生對知識點本質特征的概括是小學數學知識建構的主要組成部分。本研究通過分析、設計、實施、反思來獲得計算機支持的策略。

通過對以上策略的分析可以看出，對比策略更加能夠引起學生的注意力，能夠幫助學生更準確更快速的識別新的知識點的特征；多感官參與策略能夠幫助學生提高對知識點認知的廣度和深度。學生在實驗操作的過程中可以將新的知識點轉化成圖標的形式使得思路更加的清晰，使學生學習的更加的輕松，對知識點的了解更加的透徹和深刻。

2）計算機支持數學規則類知識建構的策略

從以上的研究過程中可以看出，發揮學生的主觀能動性是計算機支持小學數學知識建構的一個重要方式。研究者通過教學實驗案例分析，發現“在小學數學的教學中有效的引導學生利用計算機來進行實驗操作，這很大程度上決定了實驗的成敗”。這對這個問題，研究者和實驗教師通過分析和討論，獲得了“思維支架”策略：思維支架對提高學生的主觀能動性有著很大的支持作用。思維支架的設計一改包含下面三個部分：第一，學生對探索思路的整體描述；二是，學生的探究步驟及第一步的操作過程；三是，學生對探究過程和探究結果的總結。

[總結]

關于計算機支持小學數學知識建構的研究，這項研究中獲得的一些成果都是研究者和一些小學數學教師在課堂教學紅所開展的大量的教學實驗，這些研究的成果不僅僅能夠為在小學數學知識的建構中發揮計算機的作用提供有效的指導性意見和策略，同時也能夠在素質教育改革下探索出信息技術與小學數學課程整合的有效途徑也具有一定的參考價值。

參考文獻：

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