基于智慧環境的小學數學合作探究式教學設計

宋小蘭

摘 要：隨著網絡技術的快速發展，智慧教育已逐漸成為教育領域的重要教育手段。智慧環境下的小學數學教學為學生提供了更加豐富多樣的學習資源和交互方式，有助于激發學生的學習興趣和積極性。本文旨在探討基于智慧環境的小學數學合作探究式教學設計的有效性，希望通過研究能夠為后續的小學數學合作探究式教學在智慧環境下的實施提供有益的參考和啟示，為學生的數學學習和發展創造更好的條件。

關鍵詞：智慧環境；小學數學；合作探究；教學設計

【中圖分類號】G623 【文獻標識碼】A 【文章編號】2097-2539（2024）06-0151-04

信息化時代，教育教學也逐漸向智慧化和智能化的方向轉變，在潛移默化中改變著教師的教學觀與學生的學習觀。尤其是在新課改背景下，教育教學已不再僅局限于向學生講解基礎知識或學科技能，而是更關注學生思維能力和意識層面的訓練。現階段，小學數學教學更關注使學生通過合作探究的方式習得新知識、積累數學經驗。而智慧化教學環境則為小學數學落實合作探究教學模式提供了保障。借助數字化平臺等智慧化教學手段，學生與小組同學溝通、交流，在反思、質疑的過程中不斷發散思維，形成相應的思維能力，有助于改變傳統只學知識不重思考的教學現狀。

一、核心概念界定

（一）智慧環境

自2008年“智慧地球”這一概念被提出后，國內有大量的研究者開始探究有關智慧環境的創設。智慧環境是一種信息技術的創新應用方式，旨在借助物聯網技術、人工智能技術、大數據技術提供高質量的環境管理與服務。將智慧環境應用于教育教學中，又便于教師實現課堂環境的高效管理，提高教育質量與教育品質。在智慧環境之下，學生可以學習的資源更加豐富，教學情境也更加多元，學生與教師、學生與學生在智慧環境當中的互動性也在不斷增強。在智慧環境中，小學數學教師需要能夠靈活應用電腦、多媒體、電子白板等數字化教學設備與教學資源，使學生在智慧教學環境中能夠靈活獲取各類學習資源，適應多元化學習方法，以此提升學生的學習效率與學習興趣。總的來說，智慧環境在教育教學中的應用主要包括兩個層面：一是教師層面，智慧環境能為教育教學提供更高效、智能的教學服務，提高教學活動、教學內容的針對性，也有助于教師實施全過程的教學評價，反饋教學成果。二是學生層面，智慧環境為學生提供更高質、高效的學習服務，學生借助智慧學習軟件與數字學習資源，能實現獨立、自主學習，也能為協作學習提供技術保障。

（二）合作探究式學習

隨著課程改革的推進，合作探究式學習也逐漸成為當前教育教學的主流教學理論以及教學手段之一。合作探究式學習的應用不僅能推動學生改變學習方式和學習習慣，更打破了傳統固化的教學范式。合作探究式學習要求教師在設計教學內容、教學任務及教學活動時，以合作、互動、協調、配合為關鍵詞，充分關注學生在課堂上的學習因素。美國教育學家杜威與帕克曾提出“合作學習理論”，指出教師應通過建立合作小組，將合作學習納入“做中學”中，利用合作學習改善課堂學習氛圍，提升學生的學習效率，改善學習成果，促進學生非智力因素的充分發展。

二、基于智慧環境的小學數學合作探究式教學設計——以“小數乘法”為例

（一）整合智慧資源，奠定合作基礎

利用智慧環境開展合作探究教學，需要教師提前準備智能教學設備與智慧化教學素材，為課堂實施合作探究奠定基礎。一般來說，在小學數學教學中可能用到的智慧教學資源包括電子白板、微課視頻、智能軟件等。“小數乘法”的合作探究式學習可能用到的智慧教學資源如表1所示。

（二）基于智慧平臺，課前劃分學習小組

在小學數學教學中開展合作探究式教學需要以穩固的小組為保障，只有確保小組成員之間關系密切，才能夠使學生全身心投入合作探究中。對此，在開展教學之前，教師應利用智慧平臺，根據學生的學習情況與認知層次提前為學生劃分好學習小組。

第一，明確小組劃分原則。教師應提前利用智慧平臺分析學生的課前學習行為與課堂學習狀態，根據學生對數學知識的掌握能力以及思維習慣劃分小組。一般來說，教師可以根據學生的學情將學生劃分為多個不同層次的學習小組，也可以在同一小組內穿插不同層次的學生，從而實現以優帶差。另外，教師也要充分考慮不同學生的興趣愛好和性格特征，盡可能確保組內成員都能夠保持和諧的合作狀態，使學生在互相學習和共同討論的過程中完成合作任務，確保課堂學習的順利開展。

第二，明確小組合作分工。在正式開展教學之前，教師應利用智慧平臺幫助學生明確在小組內部的職責分工以及小組合作內容，并為每個成員指定具體的職責。例如，有的成員負責資料收集，有的負責數據分析，有的負責成果展示等。通過明確小組合作分工，學生可以清楚地了解自己的任務和責任，這方便他們在課堂學習過程中更好地展開合作學習，最大限度地節約課堂學習時間。

第三，明確小組內部人數。教師在課前利用智慧平臺劃分學生學習小組時應從班級的總人數出發，如果班級人數較多，每個小組的人數可以適當增加，以確保每個學生都能參與到小組活動中來。反之，如果班級人數較少，每個小組的人數則可以適當減少，以便更好地發揮每個學生的作用。教師還可以以教學內容的難度明確各個小組的人數，比如在小組任務難度較低時以每組兩人為最佳，及同桌之間的交流討論。在小組任務難度較高時則以每組五人為最佳，確保每一名學生都能夠參與合作探究和課堂發言的機會。

以“小數乘法”教學課堂的小組分工為例。根據幫扶原則，學習小組應包括一名學有余力的學生、兩名中等學生、一名有待提高的學生，使四名學生之間形成互助和互相引領的關系，使有待提高的學生在學有余力學生的帶領下逐漸領悟小數計算的基本方法，降低對小數學習的抵觸情緒。在確定小組之后，教師需要根據學生的小組劃分合理安排學生座位，保證學生盡可能地在前后左右的范圍當中移動，避免由于小組合作而影響課堂學習秩序。

（三）組織小組游戲，吸引學生興趣

小組游戲是將游戲活動與教學內容相結合，使學生在做游戲的過程中學習數學知識。在開展游戲活動時，教師應根據學生的學習特征與教學目標制訂游戲計劃，將原本枯燥單一的數學知識轉化為具有趣味性的游戲活動，實現寓教于樂的效果。

第一，前期準備。教師要確保智慧環境中的教學硬件與教學軟件符合游戲化教學的要求。在組織小組合作游戲時，一般需要以視頻、音樂為支撐，渲染娛樂氣氛，使學生全身心投入小組游戲之中。因此，教師可以利用智慧教學手段將枯燥、抽象的小數乘法知識與趣味新奇的視頻、音樂或動漫結合起來，使學生在趣味化游戲活動當中輕松地學習小數乘法的知識點。

第二，游戲設計。首先，教師可以借助智慧環境為學生播放科幻視頻，為學生打造特殊的游戲活動場景，使學生在接觸全新事物的過程中學習數學知識，全身心地投入小組合作當中。以“小數乘法”課堂的小組合作游戲為例。本課的游戲主題為：星球大戰。首先，教師需要為學生播放隕石散落的視頻。其次，鼓勵學生分小組合作擊碎將要撞過來的隕石，擊碎一塊隕石記一分，被隕石打到一次扣一分。比如：第一輪：在隕石下落的過程中，教師給出學生考題：1.2×2、1.3×5、2.5×4、3.5×6、4.3×2、4.5×3。第一輪篩選掉一部分學生，剩余學生進入第二輪。第二輪：加快隕石下落的速度，教師給出學生考題：3.8×6、4.7×5、8.3×9、6.8×8、7.7×4。此時，再次篩選掉一部分學生，留下三組學生進入第三輪。第三輪：保持隕石下落的速度不變，給出學生更高難度的考題：3.3×2.1、2.1×2.2、2.5×4.1、3.3×4.2、5.6×3.1，最后，篩選出一個小組為冠軍并發放獎品。

其次，除播放科幻視頻外，教師也可以在游戲活動中加入生活素材，使學生在自己熟悉的生活化情境當中擺脫對小數知識的刻板認知和偏見，從而全身心地投入小組合作探究之中。另外，借助生活素材組織小組游戲活動，也能使學生主動將數學知識應用于現實生活當中，提升學生對數學知識的應用能力和實踐能力。例如，“小數乘法”的生活化游戲“買玩具”。第一步，教師需要為學生播放超市購物視頻創設游戲情境。第二步，學生需要扮演顧客和超市收銀員，學生在購買一種玩具并正確付款之后，解鎖下一個全新的玩具，同時在每一輪的玩具當中還穿插其他具有混淆性的物品圖片。教師則需要給出不同的玩具圖片組合，學生需要在解鎖大部分玩具圖片之后，和老師兌換小禮品。比如，第一輪給出的玩具有：玻璃珠（2.5元）、辣條（1.5元）、跳棋（11.5元）。學生解鎖此輪素材后，教師出示第二輪玩具：大富翁（45.9元）、貼紙（22.9元）、奧特曼（19.9元）、筆袋（5.5元）。學生再次解鎖后，教師出示第三輪玩具：解壓玩具（3.5元）、電子車（59.9元）、激光筆（11.5元）。獎品數量有限，學生先到先得。

再次，利用智慧工具設計游戲活動，完成數學測驗。通過游戲活動能夠轉變學生的思維模式和記憶習慣，幫助學生加深對課堂所學知識的認識和理解。以“小數除法”課堂的測驗游戲為例。課前學生需要提前一天準備垃圾袋，每6個人為一組，一個人需要準備1個垃圾袋。學生將自己在日常學習當中產生的所有垃圾放在垃圾袋里，在每一天的最后把垃圾袋封起來。第二天上課時，學生分別稱重各自的垃圾重量，平均垃圾重量最小的小組獲勝。如，第一組每人的垃圾重量為：1.2kg、1.3kg、1.9kg、1.8kg、1.7kg、1.1kg，學生需要用平均數計算方法計算，如：（1.2+1.3+1.9+1.8+1.7+1.1）÷6，所以第一組的人均垃圾重量為1.5kg。第二組每人的重量分別為：1.7kg、1.5kg、2.4kg、2.5kg、2.7kg、1.8kg，根據平均數計算法：（1.7+1.5+2.4+2.5+2.7+1.8）÷6，所以第二組的人均垃圾重量為2 . 1 k g，第三組每人的重量分別為：1 . 7 k g、1 . 5 k g、0 . 8 k g、0 . 7 k g、0 . 9 k g、1 . 6 k g、計算其平均數：（1.7+1.5+0.8+0.7+0.9+1.6）÷6，所以第三組的人均垃圾重量為1.2kg。教師要求學生各自記錄一下自己小組垃圾的平均重量，并要求要用除法計算。最后教師提出問題：請學生們各自匯報一下自己小組的垃圾平均重量，哪個小組最終的垃圾總量最少。

最后，教師應借助智慧環境，使學生的數學學習回歸真實的生活場景之中。一方面教師應幫助學生擺脫錯誤的學習習慣與學習方式，避免在學習數學知識時流于表面。另一方面，教師要以小組為單位，利用智慧教學工具，為學生構建具有吸引力和真實性的體驗場景。使學生在活動場景當中完成小組任務，獲得數學學習成果。例如，“小數乘法”的生活化游戲。首先，教師需要播放文具商店的販賣視頻，創設生活情境。游戲中，教師為文具店的老板，學生們需要分小組進入文具店。一部分學生扮演文具店的店員，在文具上標上類似于2.5、1.9、4.5的小數價格，由教師檢查。隨后，扮演顧客的學生需要進入商店購買商品，每個小組的預算為50元。一名學生負責挑選商品，一名學生負責計算購買物品是否超出預算，一名學生負責結賬時檢查數額是否正確。扮演店員的學生需要手動計算“顧客”買的商品總額并及時收款。在游戲進行過程中，教師全過程監督、指導，避免學生出現作弊或不積極參與的行為。

（四）利用智慧工具，完善課堂反思

課堂教學反思起著反饋學生學習效果、調整教師教學設計的作用。在合作探究式教學中，教師應合理利用智慧環境中的評價功能對學生的小組合作積極性與小組合作成果做出評價。

以“小數乘法”的課堂評價方法為例。首先，教師需要出示計時器，記錄學生的小組合作討論實踐。其次，教師引導學生小組合作總結小數乘法的知識點與計算技巧，通過思維導圖的形式呈現出來。再次，學生小組合作推選出一名代言人匯報組內討論成果、出示小組思維導圖、分享小組討論中遇到的問題與解決辦法。匯報完成后小組互評，選出兩份最完整、最清晰的思維導圖。然后，教師利用多媒體設備的投影設備展示優秀作品，供全班同學學習、借鑒。在游戲結束后，教師進行智能檢測。教師需要利用智慧監測功能向學習能力較差的學生推送基礎類習題，向學習能力較強的學生推送變式拓展習題。學生小組合作解決問題，教師用計時器記錄學生的作答時間。測試結束后，教師公布各個小組的作答時間，并分享解題步驟。在整個教學活動的最后由教師總結、評價。在這一游戲中，教師利用智慧監測功能，監督學生的小組合作步驟，使學生積極參與小組合作探究，保證了最終的合作成果。

三、結語

小學數學教師借助智慧環境開展小組合作探究教學，能夠更高效地提升學生的數學學習能力，培養學生數學思維。教師應在正式開展教學之前，提前總結課堂教學過程中可能用到的智慧資源，如硬件設備與軟件資源，確保學生的合作探究學習能順利開展。與此同時，教師還應根據學生實際學情與性格特征合理劃分學習小組，避免由于主觀因素影響學生的合作探究效果。總的來說，智慧環境能為學生打造更沉浸式的小組合作氛圍，使學生在真實的游戲場景、生活場景當中主動參與小組合作學習，主動發現問題、分析問題、解決問題、總結經驗。因此，這一教學方式也符合小學階段學生的學習特征，能滿足學生的學習需求。

（責任編輯：黃艷華）

參考文獻

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