應用信息技術輔助滑塊類益智器具教學

胡蔡劼

【摘 要】在以培養動手能力見長的益智器具教學中，信息技術的應用已逐漸成為熱點話題。本文以“數字華容道”課堂教學為例，介紹了信息技術對滑塊類益智器具教學的促進作用，以期為益智器具教學中運用信息技術提供一些思路。

【關鍵詞】益智器具;滑塊游戲;數字華容道;信息技術

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2022）07-076-02

信息技術促進益智器具的教學，逐漸成為益智器具教學乃至益智課堂研究中的熱點話題。筆者在學校益智課堂實踐研究中，運用信息技術提升了教學與研究的效率，較好地促進了益智器具教學的實施，取得了一些經驗。以下就以研討課“數字華容道”為例談談信息技術在滑塊類益智器具教學中的應用要點。

輔助實物展示，提高教學效率

“數字華容道”屬于滑塊游戲，具體操作時益智器具對學生的思維鍛煉作用容易受實物所限。在研討課教學時，我們也發現，當需要教師或學生展示解題方法或技巧時，實物投影中的手部操作往往會遮擋滑塊的移動，造成觀察不便，因此這也成為我們決心使用信息技術進行教學與展示的重要因素。

在設計“數字滑塊”程序軟件時，我們采用了護眼的綠色為滑塊顏色。通過將每格的坐標形成數據表，確定空格的位置以及能夠移到空格的滑塊位置。這樣當學生操作時，無法移動的滑塊就不會響應，避免了此類誤操作。

在實際授課中采用軟件展示，學生在交互式電子白板大屏幕前操作（可用鼠標操作，或直接讓學生用手點擊），每一步都清晰可見。同時，由于消除了誤操作和滑塊掉落的現象，操作、展示效果良好，很大程度上提高了教學的效率。

此外，程序軟件能夠及時給出成功的評價，學生們也給予掌聲鼓勵，使教學效果再次提升。“全員參與、共同活動”是新課程所要求的互動的理想境界，這與信息技術的發展理念不謀而合，使用信息技術輔助益智器具實物操作展示，更容易使師生形成共享、互動、開放的教育和諧關系。

輔助復盤研究，攻克思維難點

在“數字華容道”益智器具的實際教學中，我們發現，僅憑老師或學生代表的演示，很難讓所有學生學會模仿、解決問題。有時遇到一種情形有多種可能的變化，教師還應當將所有分支一一呈現、分析給學生看，幫助學生比較、優化出更合適的解法。

對于教學重點“排序數字滑塊的順序”（圖1），很多學生認為應當按數字順序從小到大依次完成，但在實際操作中，往往遇到問題。針對這一情形，我們可以利用軟件功能，專門列出兩種不同的變化情況讓學生比較，學生對比后“一目了然”—— 先完成4、5兩塊的話，剩下的空間不足以滑動，還得破壞原已排好的滑塊，但先完成4、7兩塊就可以剩下2×2的區域，仍可以用于騰挪，進而明確完成順序是“先上邊、左邊，再右下角”（空格在右下角的情況）。

而針對“排好1后2、3常常逆序，很難處理”的難點問題，我們用軟件生成指定情形后“保存初盤”（儲存此時的狀態），讓兩位學生用不同的方法解決。全班學生隨后進行比較，通過對移動步數（軟件可以自動記錄）和方法適用性（更易理解、使用）的對比，學生們感覺“讓1法”比“開火車法”（1不動，2帶3或3帶2整體進入）更加便捷，從而突破了難點。

此外，在后續鞏固練習時讓學生上臺解決隨機問題，有學生遇到困難時，我們也會保存狀態，先請其他同學幫忙解決，然后復盤，讓學生實現“做中學”。使用信息技術輔助益智器具教學，可以使學生的情感因素、心理素質和精神品格也能得到相應的發展，對學生主體性的發揮和思考能力的培養有著不可估量的影響。而使用信息技術將學生的思維形成過程動態地呈現，將不同學生對同一問題解決的反思建構多次、直觀地展示出來，達到了傳統教學難以企及的效果。

輔助變化生成，拓展研究空間

我們運用信息技術將數字華容道制作成軟件，輔助變化生成，同時也拓展了學生的研究空間。在軟件執行前，可以選擇多行多列，這樣就突破了棋盤大小的限制，可以自由選擇難度，學生在解決更大棋盤的數字華容道中也更容易發現規律的遷移;運用計算機隨機數的功能，設計隨機生成初盤的效果，使學生在每次完成時都有新的挑戰，也節約了擺盤的麻煩;在界面左上角設計“初盤狀態”，可以設置“隨機”“正向”或“逆向”三種不同的狀態（正向或逆向就是最后2個滑塊是否能按順序排列），使學生可以繼續研究“能夠正向解決的數字華容道題目”的類型。

此外，由于軟件采用圖形化編輯器制作，可以在電腦網絡、手機等移動終端上使用，也便于學生在家研究、親子共學或課后延展等。充分發揮信息時代的優勢，借助多媒體技術，將課上的時間向課下延伸，讓益智課堂和益智器具教學從課堂延伸到課外，這對學生的發展具有重要意義，也是真正在信息時代將益智課堂的建設落到實處的重要舉措。

總結與展望

本文介紹了信息技術對益智器具教學的輔助和促進作用。綜合其使用情況我們發現，不論是在展示、操作、分析、拓展環節，采用信息技術都能對滑塊類益智器具的教學起到效果良好甚至不可替代的作用。

此外，從展示效果來看，采用信息技術還可以讓參加研討課活動的老師們一起操作、加深體悟，或是進行數學文化展示;從解法研究來看，今后可以增加“記錄解題步驟，進行軌跡分析”直至“揭示最優解法”的功能，進一步提高解題效率;從師生互動來看，還可以采用“電子書包”“網絡社區”等方式提高交互性，為學生提供個性化學習;從應用拓展來看，我們也期待引入VR、AR（虛擬或增強現實）技術輔助實物操作或演示講解——這些對平面型的滑塊類益智器具作用不小，對其他需要立體操作的益智器具（如拓撲類）則更能起到“如虎添翼”的作用……

綜上，運用信息技術可以將益智器具這類教育游戲的展示性、個性化、交互性發揮得淋漓盡致。由于脫離實物所限，學生可以開展更深層次的拓展研究，充分發揮信息技術對教學的促進作用。

注：本文系福建省教育科學“十三五”規劃2020年度課題“基于數學關鍵能力導向的益智課堂教學實踐研究”（立項編號：FJJKXB20-695）研究成果之一

參考文獻

邢曉艷. 數學益智課堂中如何運用信息技術達到師生互動[J]. 小作家選刊，2018（10）： 238.

汪曉明. 多媒體在益智課堂與思考力培養中的輔助作用[J]. 小作家選刊，2017（35）： 236.

曾洪濤. 信息技術讓小學數學課堂教學更益智[J]. 軟件（教育現代化）（電子版），2019（4）： 85.

黃樹華. 新信息時代數學益智課堂的建設[J]. 江西教育，2018（24）： 27-28.

楊進忠. 以游戲課件為觸點 推動數學課堂教學[J]. 中小學信息技術教育，2011（1）： 93.