小學智能交互計算題庫的開發與實踐應用研究

摘要：小學計算教學是小學數學教學的重要內容，在教學中學生“計算習慣不好”“注意力不集中”“缺乏專項訓練”、教師“沒有資源”或“沒有稱手教學工具”是老師們經常碰到的問題。為了解決這些問題，我們申請并通過了省級課題“小學數學智能交互式學習的實踐研究”立項，成立了課題組進行專項研究。其間開發了一套課程教學資源——小學數學智能計算題庫“一起來計算”。我們希冀通過與信息技術的整合，實現教學資源的共享和計算練習形式的創新，提升教師對題庫的廣泛參與度，促進題庫內容的系統化、結構化和專業化。

關鍵詞：小學數學 計算題庫 開發 智能 實踐應用

《義務教育數學課程標準（2022年版）》指出：“運算能力主要是指根據法則和運算律進行正確運算的能力。能夠明晰運算的對象和意義，理解算法與算理之間的關系；能夠理解運算的問題，選擇合理簡潔的運算策略解決問題;能夠通過運算促進數學推理能力的發展。運算能力有助于形成規范化思考問題的品質，養成一絲不茍、嚴謹求實的科學態度?！薄按龠M信息技術與數學課程融合。合理利用現代信息技術，提供豐富的學習資源，設計生動的教學活動，促進數學教學方式方法的變革。在實際問題解決中，創設合理的信息化學習環境，提升學生的探究熱情，開闊學生的視野，激發學生的想象力，提高學生的信息素養。”

綜合以上要素，我們課題組決定結合目前所常用的信息技術手段開展數學課程和信息技術融合課題的研究，希望通過課題研究的成果來嘗試解決小學數學計算教學中長期存在的學生“計算習慣不好”“注意力不集中”“缺乏專項訓練”、教師“沒有資源”或“沒有稱手教學工具”等頑疾。

經過一年多的探討、開發與實踐，課題組整合出了一套課程資源——小學數學智能計算題庫“一起來計算”。通過對多所成員學校進行應用監測，反響較好，也收獲了許多有益的建議。

下面我結合實例談談題庫的具體開發思路、開發過程和實踐應用情況。

一、“一起來計算”題庫的開發思路——面向問題的方向設計

（一）面向學習問題的方向設計

1.改善學生計算習慣

很多學生計算能力薄弱，很大程度上是不好的計算習慣造成的。利用題庫，我們可以實現每天早晚或課前的自主定時定量練習，從而提高計算的熟練度和準確度。

比如一年級“20以內退位減法”是本冊的教學難點，我們就可以通過每日的課前練習來進行訓練，從而加強學生對“退十法”的熟練應用。

2.提升學生計算興趣

小學數學的計算形式往往過于枯燥，學生學習的時間一長就容易形成學習疲勞。對此我們在使用題庫練習時引入了比賽形式，通過對不同程度的學生進行關注了解，設置不同的答題時間間隔，逐步提高解答速度。另外將答題與評價結合，根據學生的答題情況，展示相應的得星數，提升學生的學習興趣。

例如，前期的“小學數感智能訓練系列”就是自動與手動相結合，靈活掌握出題時間開發的一款隨機出題軟件。

3.開展習題專項訓練

計算教學中依據學生的階段學習情況，老師們常常需要進行一些專項強化訓練來鞏固已學知識，比如“四則混合計算的運算順序”“簡便計算”“同分母、異分母分數計算”等。課題組在設計時充分考慮到這一點，以五年級異分母減法計算為例，通過題庫開展此節知識的專項訓練，鞏固通分和約分的方法，降低錯誤率。

（2）面向教學問題的方向設計

1.豐富計算習題資源

現在網絡付費越來越多，老師們常常受制于題庫資源有限，即使自己整理也是不夠全面和系統。我們課題組在開發的時候針對這一情況，采取開源題庫的形式，使題庫資源具有開放性。老師們只要根據模塊要求把自己需要的題目添加到題庫中，就可以實現題庫更大范圍內的資源共享。

2.創建智能型計算題庫軟件

為了使我們的題庫成為老師們手中的“好工具”，課題組在開發時努力實現題庫功能的智能性，讓其“好用”。目前我們實現的出題功能有順序出題和隨機出題兩種。順序出題是將本節知識的題目按照題庫順序依次展現，好處是可以對習題進行一個完整的訓練。隨機出題是將本節題目打亂順序，隨機展示，每一次都是不同的題目組合，并且不會有重復，從而更有效考查學生的計算能力。另外，部分版本還支持教師在后臺監控學生答題情況，及時收到答題的反饋信息，據此制定相應的教學策略。

（三）面向教材的架構設計

1.題庫的框架

目前題庫以整個小學階段的所有計算教學為對象，依托區教研室專家力量，通過對知識架構進行歸納分析，整理出12冊書本的計算教學知識，然后對每節知識細分模塊，明確知識點，設計題目。

2.題型的設計

我們根據不同模塊知識點目標進行題目的編纂工作，題目劃分為口算、估算、豎式筆算、遞等式筆算、簡便計算等類型。

以第六冊為例，劃分為六個模塊。

模塊1：第2單元 除數是一位數的除法——口算估算類型。

涵蓋知識點：（1）整十、整百、整千數除以一位數；

（2）除數是一位數的除法估算。

模塊2：第2單元 除數是一位數的除法——豎式筆算類型。

涵蓋知識點：（1）兩位數除以一位數（每一位無余數）；

（2）兩位數除以一位數；

（3）三位數除以一位數；

（4）除數是一位數的除法，被除數中間有零；

（5）除數是一位數的除法。

模塊3：第4單元 兩位數乘兩位數——口算類型。

涵蓋知識點：幾十、一位數乘整十數、多位數。

模塊4：第4單元 兩位數乘兩位數——豎式筆算類型。

涵蓋知識點：兩位數乘兩位數。

模塊5：第7單元 小數的初步認識——口算類型。

涵蓋知識點：一、兩位小數與分數的互化。

模塊6：第7單元 小數的初步認識——筆算類型。

涵蓋知識點：一位小數加減法、一位小數與整數加減法。

二、“一起來計算”題庫的版本設計思路——滿足個性化學習需要

（一）紙質版本的設計

我們設計的紙質版本題庫是整個題庫的原始題目母版合集；是運行電子版題庫軟件前進行題目的校對、優化、添加、刪除等編輯工作的對象；是可以單獨拿出來進行打印，對學生進行相應專項測試的練習集。紙質版本和電子化版本的同時存在實現了紙面答題和無紙化答題雙向兼容，滿足了多場景的學習需要。

（二）Windows單機版本的設計

單機版本主要采用as3.0語言在FLASH軟件上編寫，優點是可以在常用的Windows系統上運行。老師們在課堂上既可以進行當堂檢測，也可以作為課后任務布置學生組長自主打開，開始每天的計算練習，并及時獲取反饋。單機版本使用語音和圖案兩種評價方式，豐富了評價手段。

（三）Android移動版本的設計

通過對單機版本的移植，將題庫“一起來計算”轉換成安卓版本可用的App，使其可以分別安裝在相應手機和平板上，實現了題庫的初步學件化，讓題庫不僅在課堂可用，在移動終端也照樣能用。題庫實現“移動化”，滿足了智慧課堂等新型教學系統的需要，更好地服務于師生。

（四）網頁版本的設計

鑒于題庫信息搜集能力的客觀需求，課題組又開發了網頁版本，可以實現題庫的“在線化”“跨平臺化”，學生和教師不再受到應用場景的束縛，只要平臺能上網就能使用題庫練習，并查看答題情況和評價，學生在家就可以網上學習。

同時網頁版也增加了后臺數據收集功能，幫助教師更好地了解學生的答題情況，提高了教學互動的質量。

三、“一起來計算”題庫的實踐應用——務實有效的服務教學

（一）低年級的期末無紙化考查

針對各校普遍配置了智慧平板系統的現狀，課題組積極對題庫進行實踐應用，利用題庫的Android版本，安裝在教師平板上，對低年級學生進行無紙化考查的實踐應用?？疾橹泻⒆觽儼l現每個人的考查題目都是不一樣的，并且答完很快就能判斷出對錯，學習積極性非常高，教學效益較大。

（二）中高年級的隨堂測試

由于課題組成員來自多所小學，我們利用這個優勢在各成員校也開展了題庫的實踐應用，在中高年級開展隨堂測試，通過當堂的專項訓練，來突破計算教學的難點。比如我們開展了“常見π值”訓練、“常用分數、小數互化”等練習。

（三）題庫培訓與交流展示

課題組在小學計算題庫的開發與實踐應用研究中還非常注重老師們的培訓，通過學習培訓陸續在市區級的研討會上向各校進行了展示，受到了專家、老師們的好評。

四、“一起來計算”題庫的展望——開源與智能并舉

（一）題庫的開源優化

一年多的實踐應用，讓我們收到了很多學校老師的建議，許多老師說我們的題庫雖然是開源的，但是對格式要求還是很嚴格，詢問能不能更簡單一些，就像在Word文檔里輸題目一樣。

目前我們正在改進，網頁版已經初步有了直接在網頁上輸入題目的簡單模板，其他版本也在努力改進模板的簡易性。

（二）題庫的智能優化

在“智能”上，很多老師建議我們把錯題單獨列出來再練習，因為許多錯題都非常有針對性，對于改進學習效果幫助很大。

對此，我們現在正初步進行錯題的整理搜集；后續，我們要努力實現舉一反三功能；進一步地，我們期望實現題庫的“智搜”功能，搜索指定要求的題目。

前路漫漫，雖然我們只是一群來自一線的普通教師，但憑著對小學數學教學工作的執著與熱愛，課題組的研究一定會走得更遠。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育數學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］黎靜雯.小學數學計算教學中的困惑與對策［J］.小學數學參考，2013（5）：87.

［3］王小存.小學數學課程資源開發與利用的實踐研究［J］.課程教育研究，2020（28）：127-128.

責任編輯：黃大燦