運用可視化思維工具提升數學教學效能

一、教學內容

“認識時間”是人教版小學數學二年級上冊第七單元內容，本單元復習課聚焦于時間單位“時”和“分”的深入認知，旨在幫助學生鞏固對時間計算的理解，并拓展到“秒”，為學生提供進階路徑。

二、教學目標

運算能力：深入理解時間單位的換算關系，能夠準確進行時間加減運算。

直觀想象：直觀感知鐘面上時針與分針的運作規律，提升空間感知能力。

邏輯推理：分析、推理時間運算的內在規律，培養邏輯推理與數學建模的思維能力。

三、教學重難點

教學重點：掌握時針、分針的運動規律，理解并能準確表達時間單位之間的關系，把握1小時等于60分鐘的核心概念。

教學難點：準確認讀時間，在非整點的情況下，能夠清晰區分并理解時間觀念，借助數字化工具建立準確的時間認知。

四、教學準備

可視化教學工具：希沃白板、GeoGebra軟件、MindMaster思維導圖工具，可展示直觀動態的時間單位運作規律。

多媒體素材：鐘表模擬軟件、課件，可用于課堂互動，幫助學生理解時間單位的換算規律。

實物準備：鐘表及鐘表模型，供學生在課堂操作中直觀感受時針和分針的運動規律。

五、理論依據

（一）建構主義學習理論

建構主義學習理論強調知識的獲取是主動構建而非被動接受的過程。該理論認為，學生在已有知識的基礎上，經由實際操作和問題解決活動逐步構建新的認知體系。在時間概念的教學設計中，教師應引導學生使用鐘表模型，觀察時針與分針的運作，使用思維導圖等可視化思維工具整理時間單位之間的關系，借助實際操作活動逐步幫助學生建構對時間單位的理解。

（二）加涅的教學設計理論

加涅的教學設計理論提出“學習過程應系統化，按照特定的步驟順序推進，幫助學生有效達成學習目標”。加涅認為，學習應從引起學生的注意和激發動機開始，經過呈現學習材料、提供指導和反饋，最終實現知識的內化遷移。在本次教學設計中，教師可利用情境導入，激發學生的學習興趣，引導其反思時間管理的重要性。接下來開展動態的鐘表模型操作、分組討論和繪制思維導圖等活動，直觀且系統地呈現知識。

六、教學過程

（一）情境導入，激發興趣

（教師播放視頻，展示學校日常時間安排和學生日常生活中需要準確掌握時間的場景，如早上起床、上學、午飯、放學等多個具體時間節點。）

師：同學們，今天我們一起回顧一下日常生活中的時間應用，仔細觀察視頻，思考：這些活動發生在什么時候？

生：我們早上7點起床，7點40點去學校，12點吃午飯，下午6點放學。

師：是的，我們每天的生活都離不開時間管理，如果沒有準確的時間概念，會發生什么？

生：會遲到，還可能錯過重要的事情。

師：沒錯，今天我們就來復習時間單位時和分，看一看如何準確掌握時間。

（教師使用課件展示鐘表的基本構造，逐步放大鐘面，顯示時針、分針以及數字刻度，形成清晰的鐘面模型。）

師：大家看看這幅動態圖，這是什么？

生：鐘表。

師：對，鐘表是我們認識時間的重要工具，今天我們回顧鐘表的工作原理，想想如何讀懂它指示的時間？

（設計意圖：創設生活中的實際場景，引入時間概念，貼近學生的日常生活，激發學習興趣，引導學生思考時間的價值。將數感與生活聯系，鼓勵學生從數學角度觀察生活中的時間管理需求，幫助學生建立時間單位與實際生活的緊密聯系，培養應用意識。）

（二）可視工具，呈現概念

（教師展示GeoGebra動態工具，呈現時針和分針的同步運作模型。首先展示一個簡單的場景：分針從12點開始旋轉，時針逐漸跟隨變化。）

師：大家看這里，這就是今天要復習的重要內容——時針和分針在鐘面上的運作方式。我們先來看分針如何運作。

（教師使用GeoGebra展示分針以60分鐘為一圈的運動，時針同步以1小時為一格緩慢移動，突出分針與時針移動速度的對比。）

師：現在分針走了一整圈，也就是60分鐘，時針也向前移動了一格。也就是說分針走一圈，時針會走多少？

生：時針走1格。

師：非常好，這就說明1小時等于60分鐘。大家再仔細觀察這個過程，時針和分針同時在走，但它們走的速度相同嗎？

生：不同，分針比時針快得多。

師：對，因為分針負責計分，而時針負責計時。那么，現在大家說一下，分針走一圈是多少分鐘？

生：60分鐘。

師：時針走一格呢？

生：1小時。

師：非常好，這就是鐘面上時針和分針的基本運作規律。接下來我們復習如何讀出時間。

（教師將動態模型暫停，固定在某個時間點，如9時15分，并展示時間讀數規則。）

師：看這個時間，時針已經走過了9點，分針走到了3的位置，這個時間是幾點幾分？

生：9時15分。

（設計意圖：借助GeoGebra動態工具的動態展示，幫助學生直觀感受時間單位之間的關系，借助可視化工具讓學生理解時針、分針的不同運作節奏，增強學生對時間結構的直觀理解。）

（三）互動體驗，操作應用

（教師給每個小組發放實物鐘表模型，要求小組學生根據教師口述時間，自己撥動時針和分針。）

師：接下來，大家根據我說的時間，準確撥出時針和分針的位置，準備好了嗎？

生：準備好了。

師：撥到7時30分。

（學生開始撥動鐘表模型，教師巡視，檢查學生的操作情況。）

師：誰愿意上來展示一下你撥的時間？

（一名學生上前展示他的鐘表。）

師：他的時針指向7，分針指向6，表示30分鐘，他撥對了嗎？

生：對了。

師：很棒！那我們再來一個難的，撥到5時45分。

（學生繼續操作，部分學生出現錯誤，教師及時指導。）

師：看這位同學撥的時間，分針指向了45分鐘，但時針還沒有走到5，這樣對不對？

生：不對，時針應該接近6。

師：對，時針不會停在5，它應該過去一截，因為已經接近6點了。記住：分針轉一圈的過程中，時針也會慢慢走向下一個小時。

（設計意圖：引導學生親手操作鐘表模型，強化其時間認讀能力，使學生深刻理解時針、分針的相互關系。著重培養學生的運算能力和空間感知，借助操作實踐深化學生的理解，提升學生的時間計算推理能力。）

（四）小組合作，共同探討

（教師在希沃白板上展示一個完整的鐘表模型，上面有12個小時的刻度、分針、時針、秒針，展示思維導圖的框架，示范如何將時間單位與鐘表上的指針運作進行歸納。）

師：現在我們用思維導圖整理剛才學的時間單位的相互關系，請大家分成小組，一起討論并梳理時針、分針、秒針的運動規律，看看這些指針之間的聯系是什么，它們在不同情況下是如何運作的。

（教師展示思維導圖的基本框架：中央是時、分、秒，外圈是時間單位、時間進率、時間計算等，將1小時等于60分鐘等基本關系連接在一起。）

師：現在每個小組都要完成自己的思維導圖，并且把1小時等于60分鐘、1分鐘等于60秒這些基本關系標出來。大家可以討論如何更清晰地表現時間單位之間的關系。

（學生分組討論，教師在各小組之間巡視，觀察討論進展，并給予必要的引導。）

生1：我可以從時針開始，時針走一格是1小時。

生2：對，分針要走一圈，時針才能走一格。

生3：那秒針呢？秒針走一圈，分針走一小格吧？

師：你們的討論很有條理，記得把這些時間單位的關系在導圖上清楚地標注出來（如圖1）。

（教師指導學生在思維導圖上添加更多信息，例如文字時間和數字時間的轉換關系，時間的換算。）

師：討論完時間單位的關系后，每個小組還要創編一首關于時間的兒歌，把這些知識點都用兒歌的形式表達出來。誰先來分享一下你們小組的成果？

生1：我們小組的兒歌是時針走，分針追，分針跑得快又對；秒針趕，分針追，1小時是60分。

師：非常有創意！其他小組呢？快來展示你們的成果。

（各小組輪流展示自己的思維導圖和兒歌，教師給予及時反饋。）

（設計意圖：使學生在討論中加深對時間單位相互關系的理解，在創編兒歌的過程中提高數學語言的表達能力。）

（五）即時反饋，提升能力

（教師在希沃白板上展示多種時間計算問題，包括整點與非整點時間的加減法、時間換算等，學生點擊選項選擇正確答案，教師給予即時反饋。）

師：接下來，我們通過希沃白板做幾道計算時間的練習，大家準備好了嗎？第一題，上午8時30分上課，45分鐘后下課，結束時間是幾點幾分？

（希沃白板顯示選項：A.9時15分；B.9時；C.9時30分。）

生1：應該是9時15分。

師：我們驗證一下，把8時30分加上45分鐘，看看結果是不是9時15分。

（教師在白板上操作，將8時30分加45分鐘，結果顯示9時15分。）

師：答對了，下一題：如果你下午2時45分開始運動，運動30分鐘，請問結束的時間是幾點？

（白板上顯示不同的選項，學生選擇答案。）

生2：我選2時15分。

師：2時45分加30分鐘，應該是3時15分。你算錯了，注意看清楚時間的變化。

（教師繼續展示更多時間計算問題，如非整點的加減法，鼓勵學生獨立思考，給出答案后再給予即時反饋。）

師：完成這些練習后，大家的時間計算能力有了很大提高。記住，面對不整點時間，要特別注意分針的變化。

（設計意圖：組織希沃白板的互動練習，使學生在計算時間的過程中能夠快速得到反饋，糾正錯誤，提升學生的運算能力和邏輯推理能力。希沃白板可呈現具象的題目情境，給予即時反饋，使學生能夠發現自己在時間計算中的薄弱環節，及時調整學習策略。）

（六）知識遷移，實際應用

（教師在白板上展示一天的生活作息表，包括起床、上學、吃午飯、放學、課外活動等時間節點。每個時間節點用不同的顏色標注，并附有對應的鐘表圖片，幫助學生將時間與生活場景相結合。）

師：現在我們把今天學到的時間知識應用到實際生活中。大家來看這個作息表，從早上起床到晚上睡覺，都有什么時間節點？

生：有起床、上學、午飯、放學，還有課外活動。

師：大家能不能用今天復習的知識，把這張表里的時間說得更加清楚呢？比如，幾點開始做什么，持續多長時間？

生1：早上7點起床，半小時后，7點30分吃早飯。

生3：上午8點到校，8點10分開始第一節課。

生3：下午6點放學，到家吃完飯后7點30分到8點30分是課外活動時間。

師：很好！現在請大家自己設計一個作息表，用剛才我們學的時間計算方法來安排你們的一天。

（學生在自己的作息表上標注時間，并調整優化，確保每個時間段都有合理的安排。教師巡視，觀察學生設計的進展，提出建設性意見。）

師：誰愿意分享一下自己的作息表？

生1：我的作息表是7點30分起床，8點20到學校，6點放學后先吃飯，再做1小時的作業，然后8點到9點進行課外活動。

師：非常好，你合理安排了學習和休息的時間，這樣才能保證一天的效率。其他同學可以參考他的安排，優化自己的作息表。

（設計意圖：鼓勵學生將課堂上學到的時間計算方法應用到實際生活中，幫助他們在生活中靈活運用數學知識，培養學生的應用意識和實踐能力。設計作息表的任務可以讓學生意識到數學的實際用途，完成知識遷移，鞏固其在實際情境中的數學應用能力，激發學生的學習動力。）

（七）課堂總結，提升素養

（教師回到白板，展示一張時間單位的總結圖表，包含時、分、秒之間的相互轉換關系，旁邊列出學生在課堂上復習過的時間加減法規則，以及一些時間計算的例子。）

師：現在回想一下，這節課的哪部分知識對你們來說最難？

生1：我覺得不整點時間的計算有點難，特別是跨小時的加減法。

生2：我覺得分針和時針一起動的時候不太好掌握，容易混淆。

師：大家說得很對，跨小時加減法確實需要更多練習，時針和分針的關系也要再進一步鞏固。別擔心，接下來我們會繼續練習這些內容，你們要掌握好每個細節。

（教師展示下一步學習計劃，介紹將要進行的更復雜的時間計算，并將時間問題擴展到生活場景中。）

師：經過今天的復習，大家都對時間有了更清晰的認識。希望你們在生活中也能注意這些時間問題，記住自己每天幾點上學、放學，做事情需要多長時間，如何合理安排時間，學會用數學的眼光觀察生活。

（設計意圖：引導學生反思自己在學習中的問題，逐步培養他們的自我反思能力，結合所學知識提高其時間管理能力。）

七、教學反思

本次教學設計利用可視化思維工具加深了學生對時間單位的理解，取得了良好的教學效果，但仍存在一些不足之處。例如，部分學生在處理跨小時的時間加減法時可能存在困難，容易將分針與時針的關系混淆；學生對時間單位的認知不夠深刻。教師還需要在后續的教學中增加針對性練習。另外，小組合作討論可提高學生的互動協作能力，但在實踐過程中，部分學生在合作中缺乏明確分工，討論效果并不理想。未來教師可以更細致地分配任務，確保每個學生都能在合作中找到自己的角色，積極參與到討論與實踐中。

（作者單位：蘭州市第十五中學〈九年義務制學校〉）

編輯：溫雪蓮