數學課堂信息化學習環境的創設

☉蔡 磊

《義務教育數學課程標準（2022年版）》多處提及信息化資源在數學教學中的重要作用，建議教師要創設合理的信息化學習環境，利用大數據、人工智能對數學教學的積極影響，讓學生在豐富的學習資源、生動的教學活動、線上網絡空間與線下物理空間的融合中，激發探究熱情，拓寬認知視野，發展想象力、思維力，提高自主學習力、自我評價力和信息素養。在實際教育教學中，筆者嘗試創設信息化數學學習環境，開展生動的教學活動，發揮大數據和智能化優勢，展示具象知識形成過程，擴充教學容量，對于助推學生數學素養的提升有著很好的輔助作用。

一、環境創設要指向“生動的教學活動”

“興趣是最好的教師?！眹@課堂教學目標和內容，借助信息化資源創設合理的數學活動，可以讓學生在輕松、愉悅的氛圍中，主動投入到課堂學習、思考、探究、交流、表達等實踐活動中，主動習得必備的基礎知識和基本技能、基本思想和基本活動經驗。

（一）轉化學習內容

借助信息技術的多樣化表達方式，將數學知識以更為靈活的形式展現出來，從抽象走向具體，從靜態變成動態，從而更深入地刺激學生的視聽感官，在潛移默化之中形成對學生的有效影響，使得學生能夠更有效地完成知識接收和內化。例如，在《24 時計時法》的教學中，教師可以圍繞“對24 時計時法的認識及其在日常生活中的應用”這一目標，創設出“小小和冬冬相約一起去博物館研學，卻因為時間表達的不同而導致誰也沒等到對方”的情景；在《角的度量》教學中，以“足球比賽射門”的情景來進行導入，繼而通過對射門角度的觀察、分析及推斷，引出“角的度量”這一知識點，或者在呈現“高空打炮”電腦小游戲中，讓學生在游戲實際操作場景中理解角度及度量等內容。借助信息技術創設與課堂教學目標和內容高度一致的學習情境，可以讓學生對數學學習充滿興趣，懂得數學與生活的緊密聯系，并在不知不覺中提高學生解決生活中問題的能力。

（二）生動探究活動

豐富課堂上學生的學習方式，促進學生自主學習能力的提升，是數學教學的宗旨。創設良好的信息化學習環境，改善“教”與“學”的模式，這對于學生的知識獲取、自主分析、信息加工、創新發展、交流共享等能力的提升都有著很好的促進作用。例如，在《多邊形面積的計算》教學中，教師借助信息技術動態展示三角形、平行四邊形、梯形等的形成及轉化過程，可以讓學生清晰地循著圖形的動態運行軌跡，主動發現和透徹理解多邊形面積計算公式。在《圓的認識》教學中，教師則可以通過模擬各種形狀的輪胎在行進時的場景，更好地讓學生感知圓的諸多特點，加深對直徑、半徑、圓心、周長等陳述性知識的認識。

（三）突破思維瓶頸

過于抽象的數學知識往往會讓以想象思維為主的學生找不到方向，滋生畏難情緒。因此，信息化學習環境的創設，要充分關注課堂教學的重點和難點，并通過合理的方式將這些重點和難點適當降低坡度，讓學生在循序漸進中獲得知識，形成能力和經驗。例如，在《1000 以內數的認識》的講解中，為了讓學生更好地理解“千”這一計數單位，并在此基礎上掌握兩個相鄰計數單位之間的十進制關系，教師可以提前制作課件，并在課堂上向學生動態演示1 個1 到1 個10，再到1 個百，再到1 個千的漸進過程，幫助學生梳理知識體系，重塑知識架構，加深對個、十、百、千之間關系的認識。利用信息技術進行教學，教師可以采用數形結合的方式培養學生的空間想象能力，并在此基礎上提升教學效果。再例如，在“相遇問題”的教學中，教師可以引導學生自行將題目意思以線段圖的形式描繪出來，數形結合，直觀形象，不僅有利于培養學生的題意解讀能力，還有利于讓學生在直觀操作之中洞察知識的內在規律，提升其數學知識應用能力。

二、環境創設要指向“大數據和智能化”

信息化學習環境的最大優勢，就是其擁有強大的大數據統計和分析功能，智能化呈現技術，讓學生在信息化學習環境中思考、探究、發展數學基本能力。在此過程中，教師還要注意滲透各種信息技術資料，讓學生感受到科技的發展和重大作用，不斷豐富他們的信息素養。［1］

（一）體現大數據的分析功能

互聯網大數據的強大以及信息化軟件的分析、匯總功能，都給計算、繪圖帶來了極大的便利，大大節省了課堂上學習、探究的時間。例如，計算圓周率時，借助電腦自帶的計算器就能迅速得到結果，讓學生直觀看到無限不循環的特征；借助Excel 進行數據的分類、匯總，自動繪制各種統計圖表（如折線圖、扇形圖和柱狀圖等）。同時，教師還可以設計難易程度不同的練習，供學生進行自主選做，讓挑戰伴隨學生成長。同時，及時的結果反饋，也讓學生能隨時了解自己的學習情況，主動查漏補缺。

（二）還原真實的生活化情境

卡通動畫、短視頻等的播放，可以讓學生迅速進入某一特定的情境之中，繼而不由自主地沉浸其中，不知不覺地進行思考、探究、學習，獲得成功的愉悅。教師可以借助微課翻轉課堂，這在教學《認識人民幣》《24 時記時法》等相關陳述性知識時尤其適用。例如，教師借助信息技術工具設計出一個“寧寧去超市購物”的動畫視頻，讓學生直觀認識各種面值的人民幣，通過“寧寧將自己的錢與商品標價對照”的特寫畫面，了解元、角、分之間的進率關系等等。

（三）豐富學生的信息化素養

在運用信息化資源輔助數學教學的同時，教師還要有意識地讓學生參與到這一實踐中來，如此，學生能在感受信息技術的便捷、神奇中，激發對科技的興趣，豐富自身的信息素養。如在進行小組項目化學習階段成果匯報時，可以讓學生運用已學的信息技術，通過Word、Excel、PPT將自己的資料加以整理、匯總以便講述。在學生運用信息資源輔助匯報時，教師適時滲透尊重知識版權、材料可信度選擇等方面的知識，讓學生的信息素養多元、豐富起來。

三、環境創設要服務“學生的核心素養”

發展和提升學生的數學核心素養，是數學課堂一切活動的中心。信息化學習環境的創設，也應該從學生的生活和已有經驗出發，甄選與學生生活和經驗貼近的種種素材，在生動、豐富的情境中，引領學生感知中華民族的數學智慧，感知數學的廣泛運用價值，激發探究熱情，拓寬認知視野，發展想象力、思維力，提高自主學習力。［2］

（一）注重想象力培養

數學是思維的體操，大膽想象、積極推理是數學諸多成果誕生的重要路徑。讓“互聯網+”賦能數學學習課堂，可以讓空間圖形這類考驗數學建模能力的知識學習變得更加直觀，從而有效激發學生的學習動力，提升教學效果。例如，在進行三角形的面積計算時，學生經常會把“除以2”給忘記了，這是因為他們在進行公式推導時對這一步驟的理解不夠深刻。因此，在一開始學習時，教師就運用圖形軟件帶領學生探究三角形面積計算公式的推導過程。例如，在屏幕上畫出一個直角三角形，然后讓學生通過拖動、復制等行為，發揮自己的想象和猜測，去拼接出自己熟悉的圖形，然后運用已有的知識經驗解決問題。這樣，“除以2”這一步就不會再被學生忘卻了。

（二）側重思維力激發

充分利用人機交互功能，可以很好地激發學生的思維力。在“互聯網+”參與的課堂上，學生與機器之間展開互動，由機器虛擬的互動伙伴更符合學生的興趣偏向。運用多媒體課件中音頻、視頻、文字等信息引導學生進一步思考，通過全方位調動學生的感官，實現學生思維的拓展與飛躍。教師可以在教學的關鍵環節之處設置互動，從而有效吸引學生的注意力。例如，在《軸對稱圖形特征》的教學中，教師在多媒體課件上向學生展示過年貼窗花的視頻，隨后屏幕上出現問題“觀看貼窗花的視頻你發現了窗花的什么特點呢？”引出軸對稱圖形的課題。在找一找軸對稱圖形游戲環節，教師通過多媒體展示不同的圖形，讓學生用鼠標點擊出符合軸對稱圖形特征的選項，通過多種形式的人機交互，使學生的思維得到有效激發，這有助于學生深層次領悟知識。［3］再例如，在教學《認識平面圖形》時，當引出平面圖形的概念后，筆者利用白板畫出各種大小不同、形狀相同的長方形、正方形、平行四邊形和大小不同、形狀也不同的三角形，并請學生自己進行白板操作，畫出自己喜歡的圖形。通過師生互動，為學生提供了豐富的表象支撐。為了進一步幫助學生正確辨認不同角度擺放的長方形和正方形，將它們和平行四邊形區別開來，筆者畫了一個長方形和正方形，再通過旋轉，引導學生觀察不同角度擺放的長方形和正方形與平行四邊形的不同特點。學生通過觀察、操作，清晰建立了長方形、正方形和平行四邊形的標準模型。一方面，利用白板比在黑板上畫出圖形要便捷得多；另一方面，相比運用課件事先制作好的圖形要靈動得多，學生在隨意變化的過程中也進一步積累了認識平面圖形的活動經驗。

（三）銜接課堂內外

課堂作為數學教學的主陣地發揮著重要作用，是學生汲取知識的主要途徑。在教育信息化的背景下，更加強調如何建立學生學習的長效機制，充分利用好碎片化時間進行知識的獲取，從而有效地銜接課堂內與課堂外，使學習具有連續性和持久性。筆者發現學生的自我約束能力較差，往往一個周末或是暑假后，學生對以往知識的掌握產生了明顯的倒退現象，究其原因主要是在課后未能進行有效的知識鞏固，缺乏學習的自主性。在“互聯網+”背景下，教師可以嘗試使用網絡直播課堂的形式開展課后教學，使課堂內外的分界線進一步縮小，讓學生隨時隨地保持學習的狀態。例如，江蘇省鎮江市姚橋中心小學教師在周末嘗試使用企業微信等軟件開展教學直播課堂活動，不僅能有效對上周的知識點進行梳理，還能通過在線課堂解答學生疑惑，使家校聯系更加緊密。課后直播課堂的打造要從頂層開始設計，需要集合優質教師資源，打造高效高質課堂，實現資源的充分利用。［4］

（四）優化評價的方式

2021年7月24日，《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》發布，“雙減”政策正式在秋季學期開始實行。作業是小學數學教學的一部分，它既能幫助學生鞏固課堂知識，也能檢驗學生學習效果。但是，現階段，有的小學存在作業量大、質量不高等問題，這與“減負”的初衷相違背。在這一背景下，小學數學評價必然要改變傳統教育中唯試題、唯成績的單一模式，朝著智能化、個性化的評價方向發展，“互聯網+”正為這一改革提供了有利契機。運用“互聯網+”開展網絡測評可以代替傳統教學中的課后作業、考試等，主要有以下幾個步驟：

第一步是建立高質量的小學數學網絡習題庫。基于“雙減”政策的要求，由省、市教育主管部門牽頭開發高質量的課后學習資源平臺，也可以由學校打造具有本校特色的資源庫，使學習資源更加標準化和科學化。

第二步是突出網絡學習的個性化。在網絡測驗中突出因人而異的理念，學生可自主選擇相應模塊進行測評，系統可根據測評結果自動記錄學生易錯之處，調整命題策略，使測驗針對性更強，效率更高。

第三步是建立人群畫像，指導教學優化。系統可根據學生測驗情況多維度建立學生的特征圖譜，指導學生進行改進與發揮長處，同時，根據人群畫像也可以反向指導教師優化教學流程，彌補教學中的不足。可以說，運用“互聯網+”技術可以幫助學生高效進行課后復習，促進傳統評價體系的迭代更新。

總之，在當前信息技術教學背景下，教學的模式更為高效，教學的路徑更為豐富，教學的內容更為全面，能夠形成對學生綜合能力、思維體系的培養和建設，繼而推動“數學素養”的形成，為學生的成長奠定良好的基礎，使其能夠更好地適應今后學習需要和社會發展需要。同時，信息化的學習環境，也給學生創造了更多的實踐操作機會，大大提升了學生的動手能力，充分發揮學生的主觀能動性，提升學生發現問題和解決問題的能力。因此，在信息化的今天，教師要合理運用信息技術進行教學，針對性解決課堂上遇到的問題，讓信息技術成為課堂的點睛之筆。