淺析信息技術在小學數學創新性問題解決中的作用

摘要：本研究旨在深入探討信息技術在小學數學創新性問題解決中的作用。通過深入分析信息技術與數學教學相結合的實踐案例，全面評估信息技術的應用對學生數學解題能力的影響。研究發現，信息技術的應用在提升學生數學解題效率和質量，以及培養學生數學解題能力和素養方面發揮了重要作用。然而，信息技術也可能帶來學生數學解題的困惑和誤區。信息技術對學生數學解題能力的影響是復雜的，既有積極影響，也存在潛在挑戰。因此，教師和學生需要正確認識、合理運用信息技術，以實現信息技術與數學教學的深度融合，從而全面提升學生的數學解題能力。

關鍵詞：信息技術；小學數學教育；創新性問題解決；數學解題能力

一、引言

在信息技術迅猛發展的今天，教育領域迎來了前所未有的機遇和挑戰。信息技術不僅豐富了教育資源，也為教育改革開辟了新途徑。特別是在小學數學教育中，信息技術的應用有助于提升教育質量，培養學生的創新能力和綜合素養[1]。小學數學教育旨在讓學生掌握基礎數學概念，激發小學生學習數學的興趣，培養學生的數學思維，提高學生的數學素養。然而，教學內容的抽象性、傳統教學方法的局限性、評價考核帶來的壓力等問題，仍然制約著學生數學興趣和創新性問題解決能力的發展。所謂數學創新性問題解決能力，是指在面對全新的問題時，學生能夠綜合運用所學數學知識、信息技術理論和其他學科知識，采取創造性思維解決問題的能力，是學生未來適應社會的關鍵能力[2]。因此，如何有效培養這一能力成為小學數學教育的核心任務。信息技術提供了多樣化、個性化的教學方式，有助于學生更好地理解與掌握數學概念，能夠培養學生的創新性問題解決能力。但與此同時，信息技術的合理選擇、與教學的有效整合、對學生能力的科學評價等問題，亟待教育工作者深入研究[3]。總之，信息技術在小學數學教育中的應用，既帶來了機遇，也帶來了挑戰，需要教育工作者共同探索和優化。本文旨在探討信息技術在小學數學創新性問題解決能力培養的作用，分析信息技術與數學教學相結合的實踐案例，評估信息技術對學生數學解題能力的影響，并提出一些建議和展望。

二、小學數學教育的挑戰

小學數學教育是培養學生數學基礎和興趣的關鍵階段，但在當前的教育環境中，小學數學教育面臨著以下幾方面的挑戰：

（一）教學內容的難度和抽象性

小學數學教育覆蓋了數字、代數、幾何和統計等多個重要領域。在這些領域中，分數、小數、比例、函數、圖形的特性和變換等概念因其難度和抽象性，對小學生而言頗具挑戰。為了幫助學生理解和掌握這些復雜的概念，教師需要運用生動具體的例子和直觀的教學方法進行講解和示范[4]。然而，受限于教學時間和資源，教師往往難以進行充分的教學準備和有效的課堂實施，從而導致學生對數學知識的理解不夠深入，部分學生甚至會對數學學習產生誤解和恐懼感。

（二）教學方法單一傳統

在小學數學教學中，教師應當重視啟發式教學和引導，以激發學生的積極性和創造力，同時培養學生的探索精神和團隊協作能力。但受教師個人的教育觀念和教學經驗所限，目前的教學方法仍主要依賴于傳統的講授和練習，缺少多樣化創新[5]。教師往往過度注重知識傳遞和規范性訓練，而忽略學生思維的發展階段和個體差異。在這種教學模式下，學生往往變成了知識的被動的接受者和學習任務的被動執行者，缺少積極參與意愿和自我表達的機會，長此以往，不利于培養學生對數學的興趣，也不利于他們在數學創新性問題解決能力的提升。

（三）教學評價的偏重和壓力

在小學數學教學中，評價體系應當平衡過程與結果，能夠綜合反映學生的數學素養與綜合能力的培養結果。教師通過對學生學習情況的反饋和個性化問題的指導，可以促進學生的持續進步和提升[6]。然而，受到應試教育觀念的影響，當前的評價機制仍然傾向于以考試成績為核心，強調知識的掌握和技能的應用，而忽略了對學生思維和創新能力的培養。這種偏向導致教師和學生面臨來自多方的考試分數壓力，使得教學和學習的目標轉向功利性和應試導向。這樣的評價方式不僅不利于激發學生對數學的興趣和自信，也阻礙了他們解決數學創新性問題能力的發展。

三、信息技術與數學教學相結合的實踐案例

（一）教學案例一：“用電子表格探究數列規律”

1.教學目標

利用電子表格軟件，引導學生觀察和發現數列的規律，讓學生深入理解等差數列和等比數列的概念和性質。培養學生的觀察力、歸納推理能力和表達能力，提升其解決數學創新性問題的能力。加強學生的信息技術應用能力，提高其信息素養。

2.教學過程

（1）導入階段：教師運用電子表格軟件展示一系列有規律的數列，例如：1， 2， 3， 4， 5…；2， 4， 6， 8， 10…；1， 3， 5， 7， 9…；1， 2， 4， 8， 16…等。通過引導學生觀察和描述數列的規律，引入等差數列和等比數列的基本概念。

（2）探究階段：讓學生使用電子表格軟件自行創建等差數列和等比數列，并觀察其特征，如首項、公差、公比、通項公式等。學生需運用公式或函數來表達數列的規律。教師在此過程中提供必要的指導和提示，引導學生獨立探究和發現。

（3）應用階段： 教師向學生提出一系列數學問題，要求學生運用電子表格軟件進行解答，例如：對于一個首五項為2，5，8，11，14的等差數列，求出其第20項以及前20項的總和。對于一個首五項為1，2，4，8，16的等比數列，求出其第10項以及前10項的總和。對于一個前三項分別為1，3，9的數列，判斷它是等差數列還是等比數列，若為等差數列，求出其公差；若為等比數列，求出其公比。

（4）總結階段：教師鼓勵學生分享他們的探究結果和應用經驗，總結等差數列和等比數列的概念和性質，并討論電子表格軟件在解決數列問題時的作用和優勢。

（二）教學案例二：“用幾何畫板軟件探究圖形的性質”

1.教學目標

利用幾何畫板軟件，引導學生動態觀察和深入探究圖形性質，深化學生對平行線、垂直線、角平分線、中位線等基本幾何概念和定理的理解。培養學生的空間感知能力和幾何邏輯思維，提升其數學創新性問題的解決能力。加強學生的信息技術運用實踐，提升其整體信息素養。

2.教學過程

（1）導入階段：教師運用幾何畫板軟件展示各種圖形，如正方形、菱形、梯形、平行四邊形等，激發學生的觀察興趣，引導他們描述圖形特征，并引出相關幾何概念。

（2）探究階段：讓學生自行使用幾何畫板軟件繪制圖形，如三角形、四邊形、圓等，并通過軟件工具如平移、旋轉、對稱、測量等，探索圖形性質。

（3）應用階段：教師提出幾何問題，讓學生運用幾何畫板軟件進行解答。例如：在正方形中連接對角線，探討形成的四個三角形的面積比。在圓中取三點形成三角形，研究內心、外心、垂心、重心的位置關系。在平行四邊形中任取一點與頂點連線，求形成的四個三角形面積和與原四邊形的面積比。

（4）總結階段：學生分享探究和應用經驗，總結圖形性質和定理，討論幾何畫板軟件在解決幾何問題中的作用和優勢。

（三）教學案例三：“用數據分析軟件探究概率問題”

1.教學目標

利用數據分析軟件，引導學生收集和處理實驗數據，探究概率的基本概念和計算方法，深入理解概率的實際意義和應用價值。培養學生的數據分析能力和概率思維，提升學生的數學創新性問題解決能力。加強學生的信息技術運用能力，提高其信息素養。

2.教學過程

（1）導入階段：教師運用數據分析軟件展示一些與概率相關的現象，如擲骰子、拋硬幣、抽獎等。通過引導學生觀察和討論這些現象的規律和特點，引入概率的基本概念，如隨機事件、樣本空間、概率等。

（2）探究階段：讓學生使用數據分析軟件進行概率實驗，收集和處理實驗數據，探究概率的計算方法和規律。

（3）應用階段：教師向學生提出一些概率問題，要求學生運用數據分析軟件進行解答。

（4）總結階段：學生分享探究成果和應用經驗，總結概率的概念和計算方法，討論數據分析軟件在解決概率問題中的作用和優勢。

四、信息技術對學生數學解題能力的影響

信息技術作為一種教育教學資源和工具，對學生數學解題能力的影響是多方面的，既有積極的一面，也有消極的一面[7]。具體來說，信息技術對學生數學解題能力的影響主要表現在以下幾個方面：

（一）提高學生數學解題的效率和質量

信息技術在學生數學解題中扮演著至關重要的角色。它不僅提供了便捷的計算、繪圖、演示和模擬功能，幫助學生快速且準確地完成數學運算和表達，還大大節省了時間和精力，降低了出錯概率和重復的可能性。同時，信息技術通過提供豐富的信息資源，極大地拓寬了學生的知識視野，提供了新的解題思路和解題方法，從而增強了學生解題思路的多樣性和解題方法的創新性。更為重要的是，信息技術能夠提供即時反饋和評估，這對于學生在解題過程中檢測和修正錯誤至關重要，有效提升了解題的準確率和完整性。例如，數據分析軟件能夠輔助學生開展概率實驗，幫助學生有效地收集和處理數據，準確計算和比較概率值，進而揭示和驗證概率的內在規律，顯著提高解決概率問題的效率和質量。

（二）培養學生數學解題的能力和素養

信息技術的應用可以為學生提供多樣化的學習方式和學習環境，激發學生的學習興趣和動機，促進學生的主動參與和合作探究，培養學生的數學解題能力和綜合素養，幫助學生形成數學的直觀感受和形象思維，增強學生的空間感知能力和幾何邏輯思維；信息技術的應用還可以幫助學生建立數學的抽象概念和符號化表達，提高學生的代數思維能力和函數思想，為學生解決代數問題奠定基礎；在數學證明問題的學習上，信息技術的應用可以幫助學生掌握數學的規律和方法，提高學生的歸納推理能力和證明能力，幫助學生運用數學知識和技能，提高學生的應用意識和能力，為學生解決實際問題提供依據。例如，幾何畫板軟件可以幫助學生動態觀察和探究圖形的性質，深化學生對平行線、垂直線、角平分線、中位線等基本幾何概念和定理的理解，培養學生的空間感知能力和幾何邏輯思維。

（三）帶來學生數學解題的困惑和誤區

信息技術的應用雖然為學生數學解題帶來了許多便利和優勢，但也可能帶來一些困惑和誤區，影響學生數學解題能力和綜合素養的提升。比如可能使學生過分依賴技術的功能和結果，忽視數學的思想和原理，導致學生數學基礎知識的薄弱和數學技能的退化；再比如可能導致學生缺乏對技術的選擇和判斷，盲目地接受和使用技術，導致學生數學思維和創新能力的降低，缺乏對技術的批判和反思，導致學生判斷能力和批判性思維的下降。例如，使用電子表格軟件可以幫助學生快速、準確地發現數列規律并進行數列計算，但也可能使學生忽視數列的概念和性質，缺乏對數列的理解和分析，導致學生數學歸納推理能力的缺失。

綜上所述，信息技術對學生數學解題能力的影響是復雜的，既有利也有弊，需要教師和學生正確地認識和把握，合理地運用和控制，揚長避短，取其精華，去其糟粕，以達到信息技術與數學教學的深度融合，促進學生數學解題能力的有效提升。

五、結束語

在小學數學教育中，信息技術的應用不僅能夠豐富教學方法，為學生提供個性化的學習體驗，還能有效激發學生對數學的興趣，培養學生創新性問題的解決能力。信息技術通過直觀的方式呈現復雜知識和抽象概念，有助于提升學生的空間感知力、幾何邏輯思維、代數能力和歸納推理技巧。然而，過度依賴信息技術可能會使學生忽略對數學基礎原理的理解和掌握，影響其數學素養的提升。因此，教師和學生必須合理利用信息技術，以實現數學教學與信息技術的深度整合，促進學生數學能力的全面提升。教師應精心挑選適宜的工具和資源，設計高效的教學方案；學生應根據自身需求和興趣選擇合適的工具，主動投入到學習中；教育機構和學校則需加大研究力度，進行嚴格評估，構建完善的教育體系。

作者單位：劉媛君 桓臺縣侯莊小學

參考文獻

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