信息技術環境下促進小學生數學深度學習的探索與實踐

安徽省合肥市師范附屬小學 孔令鄭

一、專家引領，開闊研究視野

在研究實施期間，我們還邀請了合肥師范學院唐潔教授和尹小敏教授進行專業指導和把關。因兩位教授先后在我校掛職，我們有幸就課題研究中出現的問題及時請教，適時調整。我們還將各位專家的指導意見和推薦文章整理成冊，印制了《信息技術環境下促進小學生數學深度學習的探索與實踐》研究學習資料供參與研究的教師學習。

二、落實方案，明確研究內容

在數學領域中，“圖形與幾何”的內容對大部分學生來說，理解起來是有難度的，尤其空間感相對較弱的學生，對“圖形與幾何”領域中的概念、圖形位置、計算方法等內容掌握得不太好。比如，對于長方形、正方形周長與面積的計算，長方體與正方體表面積與體積的計算等內容，部分學生到了高年級以后仍經常混淆。這點從第二學段學生每次的檢測中可以發現。為了更好地落實課題實施方案，對這一領域進行有效突破，幫助學生理解相應知識點，建立空間感，課題組在聽取專家建議后，確定了課題研究學段為第二學段（四至六年級），研究內容為“圖形與幾何”領域，并整理出第二學段“圖形與幾何”的相關內容，厘清了基本知識網絡圖。

第二學段“圖形與幾何”領域相關內容如下：

四年級上冊：“平行與相交”“觀察物體”“角的認識”

四年級下冊：“平移旋轉”“三角形、平行四邊形和梯形”“確定位置”

五年級上冊：“平行四邊形、三角形、梯形面積計算”“校園綠地面積”“釘子板上的多邊形”

五年級下冊：“圓”“組合圖形”

綜合前三步，可以得到房間負荷計算結果，空調系統分區結果，建筑基本幾何信息（樓高，房間面積等）。輸出結果作為下一步的輸入（見圖3）。

六年級上冊：“長方體、正方體”“表面積的變化”

六年級下冊：“確定位置”“圓柱、圓錐”“面積的變化”

圖1 “圖形與幾何”領域基本知識網絡圖

三、常態研究，確保研究實效

（一）“深度學習”常態教研

研究立足一線課堂，服務全體學生，以促進全體學生深度學習為宗旨，使教研常態化。研究期間共錄制十六節深度學習課例，即使疫情期間不能經常面對面開展教研活動，我們也會在線研討，確定深度學習教學設計，討論在一節課中如何實現深度學習“情境設計”，如何設計有梯度的深度學習“問題設計”，以及在合作學習中如何實現深度學習“探究設計”。上完一節研討課，大家會就深度學習目標達成情況進行反思，并且把問題歸類，尋找更有效的解決辦法，使常態教研更有實效。因為常態教研扎實有效，課題實驗教師還應邀錄制了“新華網網課”、“睿師有約 支援湖北”網課，并將課例通過網絡平臺發送給全國居家學習的學生，其點擊量突破百萬。

（二）“深度學習”策略探索

根據多次公開課教學經驗，我們研討、提煉制訂初步的“深度學習教學策略”，即創設問題情境—激發學習興趣—主動參與—自由交流—提升拓展。

如課題組兩位教師執教“正方形展開圖”時，為了給學生創設善于思考的問題情境，教師利用希沃白板，首先出示一個正方體，然后讓學生沿著棱“剪一剪”。隨著學生“剪刀手”的移動，正方體展開圖徐徐展開。這樣，學生就得到了一個“自創”的正方體展開圖，然后拍照保存。

學生第一次嘗試后，頓時有了探究的興趣，課堂氣氛也活躍了起來。接下來，教師再次利用希沃白板引導學生主動參與更有梯度的學習交流——“小組合作—剪出平面圖—拍照—交流反饋”。“觀察這些平面圖，你發現了什么？”“什么樣的展開圖可以拼成一個正方體呢？”“這些（出示不能拼成的平面圖）可以拼成嗎？”“你能說說想法嗎？”這些提問讓學生在層層遞進中深入問題的核心，探究問題的本質，實現真正意義上的“深度學習”。

（三）“深度學習”培訓交流

現在已經是互聯網時代，且中國已于2019年正式開啟5G商用時代，信息技術已經運用在我們生活的方方面面，學科教學也是如此。那么，如何讓信息技術真正服務我們的教學，促進學生數學的深度學習呢？首先，教師要做的就是“知己知彼”，知道每種信息技術的優劣，了解自己的專長，只有這樣，才能更好地實現信息技術與學科內容的有效融合，促進學生真正意義上的“深度學習”。

研究教師進行信息技術線上理論學習，并進行線下經驗交流。研究中期，學校還組織課題組教師參加包河區“幾何畫板”應用能力培訓、合肥市教育云平臺暨智慧學校建設與應用現場會，以及全國骨干教師人人通網絡空間培訓等活動。在信息技術經驗分享中，有的教師和大家一起分享了自己在微課制作方面從一個“小白”到“高手”的成長過程，分享了微課制作選材技巧；有的教師詳細介紹了微課制作流程——編寫文案、錄制剪輯、優化輸出，讓大家對微課制作有了一個系統的了解；有的教師給大家推薦了很多錄屏、剪輯軟件，簡單好用；有的教師和大家分享了一些微課制作小技巧，如免費演示文稿模板下載、摳圖技巧、簡單錄屏、綠幕摳屏等，非常實用。

（四）“深度學習”之“小先生制”

在常態化教研中，我們發現大多數學生學習的積極性逐步提高，學習興趣濃，但是，也有少部分學生表現出“心有余而力不足”的狀態。比如，在小組探究中，由于這些學生的只是扮演“聽”的角色，參與度不高，很少獲得成就感。由于這些學生的學習接受水平相對弱一些，為了讓這部分學生也能參與到“深度學習”的課堂中，參與研究的教師嘗試制訂“小先生制”，讓“一部分學生帶動另一部分學生”，逐步實現全體學生的“深度學習”。

有了想法，接下來是問卷調查。通過調查，教師了解了學生喜歡的數學課堂形態，即圖文、音畫皆有的生動課堂，如錄制“小先生”講題。教師用學生自己的話來對話同學，并對班級學生的數學思維水平進行評估、分類，“異質同構”結成學習小隊；商討制訂“小組探究學習”的具體實施方案，積極調動學生數學學習的積極性，讓學生體會數學學習的樂趣，獲得積極的數學學習體驗。具體實施步驟如下：

第一步，根據學生認知水平以及學習內容的特點，制訂“小先生制”的具體實施方案，初步了解學生參與“小先生制”的意愿，以及家庭所具備的信息技術環境。

第二步，選定“小先生”，并對其進行輔導，如讀題、站位、講解、音量等，明確具體要求，圍繞所要學習的具體內容，給學生足夠的探索空間，可以選擇自己喜歡的“道具”加入講題中，從而尋找學生樂于接受的突破難點的講解方法，實現有效“深度學習”。

第三步，教師輔助，隨時和學生溝通，解決學生探索中可能出現的問題，師生共同學習。

第四步，選擇合適的信息環境，錄制視頻，添加字幕，后期修正，上傳至班級群供大家學習交流。復學后，我們還進行了現場“小先生制”講解，學生參與熱情高，學習效率提升明顯。

第五步，經驗總結，反思“小先生制”講解中的得與失，做好對比實驗分析，并將可行的方法進行總結、推廣。

四、成果豐碩，應用價值推廣

（一）“小先生制”對促進學生“深度學習”有積極作用

為了讓學生能夠積極主動地參與學習，實現跨區域在線合作學習，培養學生的創新能力，根據學生居家學習的環境和要求，實驗教師推出了“小先生制”系列微課，并且通過實踐證明，“小先生制”對促進學生“深度學習”有積極作用。

學生作為“小先生”，圍繞一個知識點、一個典型例題、一個易錯題等主講，并創造性地使用學具。這樣的活動使學生參與度高，講解內容重點突出，對學校線上教學也做到了有效補充和深度拓展。

在“圖形與幾何”領域中，傳統的教學往往會使學生在學習中不重視推理過程，只注重結果的記憶；只喜歡動手操作，缺少操作與表象之間內在聯系的思考；空間想象力差，缺乏主動探索的精神……這些會導致教學目標的落實大打折扣。在課題的探索與實踐中，我們發現根據教學目標，選定和輔導制作相應的微課，時間短，內容緊湊，再賦予生動的動畫呈現，這樣的教學方式深受學生喜歡，學生聽課的專注度也比以往明顯提高。教師利用希沃白板技術，可以實現師生互動，結合微課，借助白板“克隆”“立體翻轉”等功能，讓學生通過“看一看、比一比、猜一猜、想一想、做一做、驗一驗”的活動，建立空間觀念，培養具象圖形與抽象邏輯的能力。在互動中，教師要注重學生批判性思維的培養，充分調動學生的主觀能動性，使教學目標能夠有效達成。

如在教學研討“深度學習”課例“認識梯形”時，教師利用傳統信息技術輔助，達成了本節課的目標，使學生認識了梯形特征，會判斷什么樣的圖形是梯形，并且通過課件演示了梯形的高的畫法、測量方法等。通過課后的補充練習，我們發現，少部分學生掌握得并不好，學習習慣較好、能力較強的學生很快掌握了，可是，接受能力稍弱的學生一下子跟不上。這時，我們讓學生相互帶動，挑選了部分學生作為“小先生”進行典型例題講解。選題可以是教材上的，也可以是平時練習中的；再把“小先生”講解視頻和教師點撥視頻編輯成微課：一個動畫人物出現，用學生喜歡的語調，介紹一個梯形，然后講解示范如何畫“高”。學生通過這樣的形象演示，看清楚了每一個細節，并且在頭腦中留下正確的第一印象，節省了授課時間，同時提高了作圖的正確率，收到了事半功倍的效果，使數學學習更有深度。

（二）構建信息技術環境下“深度學習”模型

在數學第二學段“圖形與幾何”領域中，關于“深度學習”模型的構建，我們首先要考慮的就是能充分聯系學生生活實際，利用信息技術從學生熟悉的生活場景中創設情境，激發其學習興趣，使學生能夠主動地進入學習狀態，并提出問題，將已有的知識與所提問題建立鏈接，進而在自主探究中提出假設、利用信息技術分析問題，驗證猜想。學生可以在交流反饋中提出不同想法，批判性地篩選和驗證假設，從而培養批判性思維，建立知識間的邏輯關系，創造性地解決問題。（見圖2）

圖2 “深度學習”模型

例如，在教學“圓的認識”一課時，課題組教師注重“深度學習”情境的創設，結合學生已有學習經驗，讓學生“在家找一找”“在身邊找一找”“你還想在哪里找？為什么”，通過這種自然輕松的情境創設，讓學生放松心情，讓不同層次的學生都有話說，使課堂參與度明顯提高。然后，教師利用信息技術進入“深度學習”問題設計：“你們找的物體我都拍下來了，接下來怎么辦？”（將學習主動權交給學生）“有同學說一起研究它們，這么多怎么研究呢？”（學生提出的問題，繼續拋給學生尋求解決方法）“分類……”（此時，肯定學生利用數學思維解決問題的想法）“為什么把硬幣、圓形盒子……分一類，足球、乒乓球、籃球……分一類，荷葉、飛碟……分一類？”“原來從它們身上都可以找到圓。”（對身邊圓形物體分類，“深度學習”問題設計層層遞進，引導學生逐步抽象出圓的概念）然后，教師利用信息技術編輯、播放“兩個學生的爭論”動畫，引出“如何用身邊的物體畫一個圓”“誰畫的圓大一些？”“圓的大小和什么有關呢？”從而激發學生積極參與討論。此時，學習能力較強的學生會發現問題的本質，利用“高階思維”來分析問題，抓住解決問題的關鍵，并將方法教給同學，實現“深度學習”的探究。這樣能觸發更多學生“高階思維”的涌現。大家共同分析問題、解決問題，并將學習方法遷移到生活中，從而解決生活中的實際問題，實現有意義的“深度學習”。

研究后期，課題組四位教師分別前往六安、巢湖、肥東、池州等地參加送教和講座交流活動，將課題研究中的“深度學習”經驗和當地師生分享、交流，得到了與會教師的一致好評。