信息技術2.0背景下小學生幾何直觀核心素養的培養

全驍

摘要：在新時代背景下，依托“十四五”計劃，如何進行學生綜合素質的培養成為了大家關注和思考的問題。而在小學的教育階段，數學的學習作為培養學生思維習慣的一種有效方式，其中幾何知識的學習是小學生由具體思維向抽象思維轉換的關鍵環節，怎樣做好小學生的幾何直觀素養的培養就成了至關重要的問題。基于此，在查閱相關參考資料的基礎上，根據學校的實際情況，以年級組為單位，采用文獻查閱法和教學實驗研究法進行我校小學生幾何直觀核心素養專題小組的建設，旨在利用現代信息技術，達到解決小學數學中幾何知識教學困境的目的，鍛煉學生的模型思維能力和空間思維能力，形成我校的數學幾何直觀校本課程，提升我校教師的現代信息技術能力，從而使得我校的小學幾何教學的核心素養培養得以更好的實現。

關鍵詞：小學生? 幾何學習? 核心素養? 信息技術? 融合策略研究

1 研究背景及意義

1.1 研究背景

在“十四五”規劃下，踐行新一輪基礎教育課程改革（“新課改”）成為了教學的首要目標。回首“十三五”計劃時間范圍之內，運用相應的資料，[1]并將自身的實踐教訓加以結合，可以知曉，在小學的幾何直觀關鍵性素養教導之內，其存有的極具代表性的不足有以下幾點。

1.1.1由于陳舊的教育思想的影響，小學幾何教學活動之內有著教學模式單一等不足，關鍵表現在于，學生的幾何學習關鍵采用數學模型、生活等等實體物品作為前提，采取教學手段時并未將小學生的年齡特質考量在內，并且沒有考慮到學生們在空間順序思維方面存在的特性，在一定情況下對小學生空間觀念和空間感的培育產生了影響。[2]

1.1.2再者，當今社會互聯網的發展十分迅速，可以在教學中以教育信息技術2.0背景為依托，根據學校的實際情況采用現代信息技術進行集合教學，從而使得學生可以更直觀地理解幾何學習的本質。[3]但是受限于客觀或主觀因素的影響，部分教師并沒有有效地利用信息技術進行小學幾何的教學，也沒有學習相應的資料，提升自己的信息技術利用能力，結合教學目標合理規劃教學設計，導致學生的幾何學習效率不高。[4]

1.2 研究的目的和意義

基于以上關于在小學幾何教學中融入信息技術的不足，本文認為在小學幾何教學中有效融入信息技術具有以下幾方面的意義。

1.2.1很明顯，在二十一世紀，社會愈發關注學生的素養培養以及針對不同水平學生的分層培育，所以，運用當下的信息科技開展幾何教學極為關鍵。在進行教學的過程中，從小學生的具體情形出發，采取信息科技手段，比如動畫、模型以及動態分模等等手段，把立體空間知識更為直接性地在小學生眼前表現出來，[5]可以使得他們在更加貼近實際的氛圍中進行幾何知識的學習，在一定程度上起到了提升教學效果、便于學生理解的作用。

1.2.2結合小學生的實際年齡特點，依托課本內容，利用現代信息技術能夠更加直觀、科學地培養小學生的空間邏輯思維，從而在一定程度上達到發展學生智力的目的。

1.2.3從本校的事實出發，在小學幾何教學之內加入信息科技，能夠依靠本校的事實情況，將本校的數學校本構建落實，在一定情況下可以提高本校老師實際運用信息科技的水平，進而落實提高教學成效的目標。[6]

2? ?基本概念

2.1信息技術

信息技術，Information Technology，作為一個集合術語，在二十一世紀的當下，其關鍵指代針對信息加以獲得提取、解決、傳輸、制作以及實際運用等等功用，并且匯集感應檢測、通訊、智能同把控等等技術手段在內，是其所有科技的總和。[7]

一般認為信息技術具有廣義、中義和狹義三層含義，這三層含義可以被簡單概括為“3C”，即計算機技術（Computer）、控制技術（Control）和通訊技術（Communication）。

而在本文的研究中，則認為其是現代教育改革的“金鑰匙”，得益于信息技術在教育界中的融合，相關的教育工作將發生以下四個方面的變化。

2.1.1信息技術對學生和教師的思想產生了影響。

2.1.2信息技術使得傳統教學模式發生變革。

2.1.3信息技術使得師生的角色位置有所改變。

2.1.4信息技術優化了學校的教學環境。

2.2小學數學幾何教學

小學數學教學是培育學生抽象性以及邏輯思維方面的關鍵性科目，小學生由于年齡特點，思維正處于從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡的階段，而小學數學的幾何教學是培養小學生抽象思維的重要方式，其具有以下四個方面的含義。

2.2.1通過觀察和操作來“認識圖形”并抽象出圖形的特征。

2.2.2 通過“圖形的測量”的學習，對測量和認識度量有深刻的理解并體會其中的實際意義，同時在具體難點中運用測量的常用方法，從而發展學生的推理能力和空間感覺能力。

2.2.3在“圖形的運動”中，探索并體會研究圖形性質的多種方法，激發小學生對圖形的研究興趣，發展小學生的“空間與幾何”直觀領悟能力。

2.2.4“確定圖形位置”的方法學習，開發小學生“立體空間”直觀和推理的能力。

2.3信息技術與學科教學融合

當下，針對信息科技同學科教學的鏈接，大多教育從業者指出，這一方式是在實際教學之內將信息、人力、科技手段同具體的學科層面進行鏈接，進而一同落實新式的教學方式。該教學方式關鍵有下面幾個層級的內在涵義。

2.3.1基于多媒體網絡信息化環境的教學活動實施創新。

2.3.2面向學習者的數字化學科學習資源。

2.3.3利用信息加工工具的認知支持作用實現學生的個性化學科知識重構。

3? ?信息技術在小學幾何直觀核心素養培養中的融入策略

3.1研究準備

3.1.1實驗研究假設

對信息技術與小學“圖形與幾何”知識模塊的融合效果提出假設，然后通過信息技術與數學的融合模式，在考慮到小學生實際年齡特點的基礎上，基于自身教學經驗，以我校四年級學生進行“圖形與幾何”教學為例。

為了獲得較為準確的研究效果，選擇學生能力基本相當的班級進行試驗研究，值得注意的是，在落實學習任務之后，針對不同班級的學生，采用之前測試和之后的數據監測做相應的統計研究。

3.1.2實驗教材和實驗條件

本研究所使用的教材是北師大版四年級數學。四年級的數學是一個過渡階段，將低高年級聯系起來，為將來深入學習數學奠定了堅實的基礎。本文選擇的學生其具體學習數學的內容像下面所示。

“觀察對象”和“角度測量”是“圖形和幾何”領域新課程的新內容。圖1顯示了我們學校的教學實際情況。

由圖1不難發現，我校的教學環境具備進行信息技術教學的基本條件，具有基本的信息技術設備，交互電子白板和投影儀等設備。

3.1.3實驗對象及條件

本研究所要進行實驗的對象是我校小學四年級學生，其中選取兩個平行班對其進行前測、方案實施以及后測。這兩個班級是學生能力相當的班級。四年級的學生通常9～10歲左右，這一年齡的學生的思維方式正在由形象思維過度到抽象思維階段，而小學數學中“圖形與幾何”這一模塊的知識，有助于對學生思維的開發和發展。實驗計劃是采用垂直和水平對比數據結果加以統計和處理。

3.2學流程

全部的教學分析的落實進程分為下面些許時期段：提出相應的假定——落實預測試——落實教學安排——采取后續檢測—驗證原先的假定——獲得一定的論斷。與此同時，調查班級學生的教學實際成效，并采取滿意度探究。

實驗之中的準備：對兩個班級進行預先測試和事后檢測，根據教科書的要求和教學目的安排測試，將其分為記憶和理解等基礎知識，之后運用數學統計軟件針對數據加以探究，比較和分析兩個班級的具體實驗數據，最終獲得相應的論斷。

3.3結果分析

3.3.1前測

在采用實驗的四年級的2個平行班級之中采取了預先測試，并發布了預測試問題。前測的內容是根據學生在一、二、三年級己經學習過的“圖形與幾何”知識與新授知識相關的測試題，其目的是保證實驗前測試兩個班的學生之水平相當，控制變量。為了保證實驗的客觀性，兩個平行班的前測問題是在開學初期當堂完成并回收的，測試時間為30分鐘。

教師向兩個班的學生發放前測問題共80份，每班40份，回收前測問題80份，有效前測問題80份。學生前測的內容一共有10道題，包括學生對低年級所學的“圖形與幾何”知識的識記和理解。

3.3.2教學實驗

在小學數學與信息技術融合的教學活動開展中，通過信息化的融入，把教學活動劃分成三個階段：課前，課中和課后三個階段；在教學活動中，每個環節都要考慮到信息技術與小學數學融合這一原則。

教師在上課前創建問題場景，一個班的學生使用IPAD、教學視頻、學習種類的游戲以及其他方法讓學生自己學習，刺激學習興致并預先學習課堂要講述的知識；另一班的學生則遵循通常的方式進行預覽，在上課前閱讀以及按照指導計劃進行練習。

在課堂上，老師使用交互式設備（例如電子白板）輔助教學，而學生使用小組協作、溝通和探討等手段來相互合作學習。

課堂之后，學生進行歸總以及反思、整理素材，在小組中完成作業和相應的活動，并在下一個新課程中進行介紹和報告。兩個班級的學生任務量相同，且它們都是與每日教學內容相對應的練習，每個班級的活動時間也是相同的。以下為給出的平面幾何教學中部分課程的PPT課件圖。

在課程教學過程中，進行信息技術的有機融入，以課堂教學時間為40分鐘進行舉例，在小學幾何教學中融入信息技術的詳細步驟如下。

同時，在課后，教師根據學校的實際情況和學生的知識接收情況，進行教學成果的檢驗。

3.3.3后測

落實教學實踐之后，分析學生的知識掌握情況以及對知識的使用狀況，與此同時，針對學生的滿意度加以分析。鑒于本文的篇幅，在后測階段將主要以學生的滿意度調查為分析因素，針對為期半個學期的教學實驗，采用調查問卷的方式進行學生的滿意度調查，結果如圖4所示。

關于利用多媒體手段進行教學，64.35%的學生都滿意，其中不滿意的學生僅僅占8.53%；基于問題學習的方式，學生也是比較喜歡，大部分非常滿意；但是相對于其他方面的滿意度，對于自身應用能力和思考問題能力的進步不滿意的學生比較多，說明學生思考問題的能力不能僅僅靠“圖形與幾何”模塊學習就能提高。

總結

通過本文的分析可知，在小學幾何直觀核心素養的培養中，采用現代信息技術教學手段比傳統教學方式效果更好；結合信息科技，教學成效更加具備針對特性；在信息技術環境下，有助于學生幾何思維能力的提升，從而達到提升教學教學效果、培養學生科學技能思維的目的。

參考文獻：

[1]張定強，裴陽.中小學生直觀想象素養研究：回顧與展望[J].北京教育學院學報，2020，34（05）：24-32.

[2]裴陽.高中生直觀想象素養水平調查研究[D].西北師范大學，2020.

[3]肖雪飛.小學高年級學生幾何直觀能力的現狀調查研究[D].西北師范大學，2020.

[4]傅夢真.技術融合下的直觀想象素養培養研究[D].江西師范大學，2020.

[5]宋健.小學五年級學生幾何直觀能力的現狀調查研究[D].天津師范大學，2020.

[6]楊欣霞.基于“直觀想象”素養下的中日小學數學教材比較研究[D].云南師范大學，2020.

[7]王佳瑤.基于數學核心素養的小學數學“圖形與幾何”教學設計研究[D].上海師范大學，2019.