STEM教育之技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

崔海麗

摘? 要 進入21世紀以來，STEM教育逐漸走進課堂且越來越受到重視，作為其重要組成部分的技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中的應(yīng)用也逐漸普及。如何恰當?shù)卦谛W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)，應(yīng)用價值如何，應(yīng)用過程中是否存在誤區(qū)等問題，在我國還沒有較為具體且深入的研究。通過闡述信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，為信息技術(shù)在其他學(xué)科中的應(yīng)用提供建議。

關(guān)鍵詞 STEM教育；小學(xué)數(shù)學(xué)；信息技術(shù)

中圖分類號：G623.5? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）13-0103-03

0? 引言

STEM（Science， Technology， Engineering and Mathe-matics）教育起源于20世紀90年代，是美國依據(jù)當時的發(fā)展狀況，為了應(yīng)對未來世界的挑戰(zhàn)而提出的一種涉及社會和教育的發(fā)展策略。STEM教育打破傳統(tǒng)的學(xué)科課程的知識領(lǐng)域，組合相鄰領(lǐng)域的學(xué)科構(gòu)成一門學(xué)科，克服學(xué)科課程分科過細的缺點，主張多學(xué)科融合互通，強調(diào)參與性、體驗性和實踐性，是一種全新的教育理念和教學(xué)策略。自2000年起，我國開始了對STEM教育的探索。

技術(shù)（Technology）在STEM教育中占有很重要的地位。何為技術(shù)？技術(shù)在嚴格意義上雖不是一門學(xué)科，但它包括創(chuàng)建和操作技術(shù)工藝品以及手工工藝品本身的人類和組織系統(tǒng)、知識、流程和設(shè)備。總的來說，技術(shù)通過改變天然物質(zhì)、事物甚至環(huán)境以滿足人的需求，是一種認識和改造自然的工具。本文所要闡述的對象主要是信息技術(shù)——技術(shù)（Technology）的一部分。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確提出要加快教育信息化進程[1]。新課改也要求要善于運用現(xiàn)代信息技術(shù)為學(xué)生提供多樣的教學(xué)資源，并能運用更直觀形象的方式解決學(xué)習(xí)過程中的問題。在《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（2011年版）》中明確提出要重視信息技術(shù)與課程內(nèi)容的有效整合[2]。有全國人大代表建議：教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)成為國家“新基建”重點之一，促進教育智能化升級。進入21世紀，由于時代發(fā)展、科技進步，計算機早已成為人們生活和學(xué)習(xí)的重要工具，也帶來一股全新的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”浪潮。隨著新課改的深入推進，更應(yīng)該深入研究信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的重要作用，努力做到合理運用，注重實效。

1? 信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要作用

1.1? 豐富教學(xué)內(nèi)容和內(nèi)容的呈現(xiàn)方式

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，特別是在幾何圖形部分的教學(xué)中，信息技術(shù)可通過多種形式將抽象的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)出來，使學(xué)生從更加直觀、形象的角度理解抽象的內(nèi)容、概念。以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)六年級上冊“圓的周長”一課為例，由于認知發(fā)展的特點，六年級學(xué)生還不能較好地理解專業(yè)術(shù)語和抽象概念，因此，教師不能用過于規(guī)范和縝密的推理方式為學(xué)生講解這部分內(nèi)容。而信息技術(shù)表現(xiàn)形式多種多樣，能夠根據(jù)教學(xué)需要對教學(xué)內(nèi)容進行相應(yīng)調(diào)整，對靜態(tài)的教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)遠近、長短、靜動、大小的轉(zhuǎn)換，生動形象、直觀明了。運用畫圖軟件，將一個完整的圓平均分六等分到十二等分再到二十四等分，讓學(xué)生觀看多邊形的邊不斷接近圓的過程，如圖1所示。通過觀看實際的操作，學(xué)生在頭腦中對極限思想有了更深刻的理解，極限思想、轉(zhuǎn)化思想有機地滲透進教學(xué)過程之中。

1.2? 通過在線教學(xué)資源和教育APP緩解教師壓力

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往容易陷于備課、上課、批改作業(yè)的循環(huán)之中，從而感到疲憊，產(chǎn)生壓力。伴隨著信息技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用，教師在備課及講課過程中可通過利用在線教學(xué)資源開闊自己的眼界，提高工作效率，使自己的工作方式發(fā)生改變，節(jié)省時間。

圖2所示為國家教育資源公共服務(wù)平臺，在該平臺上有大量免費的教育資源可供教師與學(xué)生選擇觀看，如“一師一優(yōu)課”、“中華經(jīng)典”教育微課、“國防教育”微課等。特別是在疫情防控期間，全國各地學(xué)校通過在線教育實現(xiàn)“停課不停學(xué)，停課不停教”。一些在線教學(xué)平臺公布的數(shù)據(jù)顯示：其單日同時在線人數(shù)超500萬人。由此看來，在線教育資源及教育APP或?qū)⒏淖冋麄€教育形態(tài)，即使不能完全取代線下教學(xué)，也將成為線下教學(xué)的重要補充。

1.3? 革新數(shù)學(xué)教學(xué)過程中教師教與學(xué)生學(xué)的方式

隨著教育改革的不斷深入，信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容的整合在課程教學(xué)中表現(xiàn)得十分突出。首先，在教學(xué)過程中，信息技術(shù)使教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方式發(fā)生改變，使教學(xué)過程成為一種在信息技術(shù)支持下的師生之間、生生之間、師生與教材之間的互動過程，增加了教師教學(xué)的手段，豐富了教學(xué)的內(nèi)容，改變了學(xué)生學(xué)習(xí)的方式；其次，信息技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用使得學(xué)習(xí)過程發(fā)展為一個具有針對性、探究性、猜測性、實驗性的過程。

如圖3所示，“長方體和正方體的體積”一課改變了以往讓學(xué)生在課桌上擺放小正方體測大長方體的體積的做法，而是讓學(xué)生通過鼠標來拖動課件中的小正方體來測量屏幕中大長方體的體積。考慮到教學(xué)環(huán)境以及教學(xué)資源的實際情況，沒有辦法給每位學(xué)生提供一個真實的紙箱讓他們?nèi)y量它的體積，但通過信息技術(shù)的支持，學(xué)生在課堂上可以通過操縱鼠標移動小正方體感受這個測量過程。學(xué)生通過自己動手操作，能夠發(fā)現(xiàn)不同的測量方法，清晰明了、方便簡潔，增強對推理過程的理解，同時有利于教師提高教學(xué)效率。

1.4? 擴展了課堂中反饋與評價的途徑

將信息技術(shù)融入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，在豐富教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)方式的同時，還能擴展反饋與評價的途徑，教師可根據(jù)獲取結(jié)果進行相應(yīng)調(diào)整。以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級上冊“小數(shù)除法練習(xí)課”為例，如圖4所示[3]，教師在這堂課中運用發(fā)射器和互動反饋系統(tǒng)，便捷地了解到學(xué)生對所講解內(nèi)容的掌握程度。拿傳統(tǒng)的課堂來說，教師常用“我是小法官”“闖關(guān)大冒險”“火眼金睛”等活動來判斷學(xué)生是否掌握所學(xué)知識，但是在這個過程中學(xué)生很容易受到已經(jīng)掌握同學(xué)的干擾，從而影響判斷。而在圖4所展示的課堂中可以看到，信息技術(shù)的介入使得每位學(xué)生都能參與練習(xí)反饋的過程，教師獲得符合實際的結(jié)果，以達到調(diào)控課堂、關(guān)注個別差異的目的。

2? 在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)存在的問題

將信息技術(shù)引入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中能夠豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率，擴展評價和反饋的方式與途徑，而不是將其視為空有其表的“花架子”，但在其應(yīng)用過程中也存在一些問題需要解決。

2.1? 過多地依賴信息技術(shù)的支持，忽略其他教學(xué)手段

在教學(xué)過程中，有部分教師對信息技術(shù)的應(yīng)用過于依賴，甚至形成“無多媒體不成好課”的教育局面，多媒體課件成為課堂中的關(guān)鍵，更有新手教師離開了多媒體課件就不能上課，使教學(xué)由傳統(tǒng)的“人灌”發(fā)展到“機灌”。將信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)過程中，是為了實現(xiàn)更好的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果，而在教學(xué)過程中是否需要信息技術(shù)的介入主要取決于教學(xué)內(nèi)容，不是在任何教學(xué)過程中都需要應(yīng)用信息技術(shù)，信息技術(shù)的應(yīng)用在質(zhì)而不在量。

2.2? 在教學(xué)過程中過度追求精品課件，忽略簡單實用型教具

信息技術(shù)在教學(xué)過程中的引入減輕了教師備課的壓力，使得教師有更多的時間和精力處理其他業(yè)務(wù)。但凡事都有兩面性，一方面，有的教師在教學(xué)過程中過于依賴多媒體課件，過于追求其形式的多樣性而忽略課件內(nèi)容本身的精簡性和深度；另一方面，為了吸引學(xué)生的注意力，營造良好的課堂氛圍，教師多會選擇動畫豐富、色彩鮮艷的課件來講授教學(xué)內(nèi)容，卻忽略了簡單實用型的教具。

2.3? 白板代替板書，學(xué)生頭腦一片空白

信息技術(shù)憑借處理信息快速、高效、便捷的優(yōu)點，節(jié)省了教師作圖、板書的時間，加快了課堂的節(jié)奏，擴大了教學(xué)容量，提高了教學(xué)效率。但如果片面追求快捷高效，在電腦中存儲整節(jié)課的所有教學(xué)內(nèi)容和板書，則教師成為機器操作者”，多媒體成為“電子黑板”，學(xué)生始終面對屏幕，實質(zhì)是用高效的“機灌”代替了原先低效的“人灌”。

3? 改進建議與策略

3.1? 建設(shè)豐富而優(yōu)質(zhì)的學(xué)科教學(xué)資源

信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)深度融合的目的是充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，提高課堂效率，這就需要有豐富的教育資源作為支撐，改變教師主宰課堂的局面，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，讓新型教學(xué)結(jié)構(gòu)得以更好地實現(xiàn)。因此，教師要充分利用網(wǎng)絡(luò)對資源進行收集和整理，形成自己的資源庫，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求。

3.2? 提高教師的信息素養(yǎng)

要加強教師對信息技術(shù)與課堂融合的認識。通常，教師信息技術(shù)與課程融合能力的培養(yǎng)主要采取集中培訓(xùn)的方式，為了短期看到效益，往往側(cè)重技術(shù)培訓(xùn)，導(dǎo)致教師對融合知其然而不知其所以然。因此，應(yīng)使教師充分體驗信息技術(shù)與課程融合只有在正確理論指導(dǎo)下才會讓課堂、教師、學(xué)生三者完美結(jié)合。

3.3? 發(fā)揮信息技術(shù)的實用性

信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)的深度融合在教學(xué)過程中要起到畫龍點睛的作用，而不是畫蛇添足，不能流于形式，要緊抓內(nèi)容的精髓，揭示內(nèi)容的本質(zhì)。

3.4? 設(shè)計板書彰顯課程內(nèi)容的邏輯

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)利用板書突出本節(jié)課重點與邏輯，并讓學(xué)生記在筆記本上。將信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)進行融合，并不是要忽略傳統(tǒng)的教學(xué)手段，而是將現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合，既將抽象的知識直觀、動態(tài)地展示出來，又將知識重點以板書形式呈現(xiàn)，使學(xué)生理解并記憶本節(jié)課的重點。

4? 結(jié)束語

信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中有著舉足輕重的作用，主要表現(xiàn)在四個方面：

1）信息技術(shù)的應(yīng)用改變了課堂教學(xué)模式的理論、觀念和方法，豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容，使得教學(xué)過程更富有時代氣息；

2）信息技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用有利于轉(zhuǎn)變教師的角色，降低教師備課的壓力，節(jié)省時間；

3）信息技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用改變了教師的教學(xué)方式，也改變了學(xué)生學(xué)習(xí)的方式，在先進的技術(shù)手段和種類繁多的教學(xué)資源的支持下，教師可以把更多的精力放在培養(yǎng)學(xué)生個性發(fā)展上，能夠有創(chuàng)造性、有選擇地開展和實施教學(xué)活動，使教學(xué)活動更加高效和有趣；

4）信息技術(shù)的支持增強了學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生及學(xué)生與教學(xué)材料之間的交互性，使學(xué)生能夠根據(jù)自己對教學(xué)內(nèi)容的把握有選擇地決定自己的學(xué)習(xí)方式。

從時代發(fā)展的角度展望未來，信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合必然成為我國未來教育發(fā)展的重要主題之一，并將引領(lǐng)課程與教學(xué)的再次變革和信息技術(shù)的接續(xù)創(chuàng)新。由此，一定要深入研究和探討教育教學(xué)過程中的各種問題，形成新方法、新技術(shù)、新理念，推動信息技術(shù)與課程和教學(xué)深度融合，加快我國教育發(fā)展步伐，為實現(xiàn)教育現(xiàn)代化貢獻力量。

參考文獻

[1]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）[A/OL].（2010-07-29）[2020-07-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html.

[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[3]吳正憲，張秋爽，李惠玲.和吳正憲老師一起讀數(shù)學(xué)新課標[M].北京：教育科學(xué)出版社，2013.