基于核心素養的小學數學信息化教學策略探討

隨著《義務教育數學課程標準（2022年版）》的頒布與實施，培養學生“數學抽象、邏輯推理、數學建模”等核心素養成為小學數學教育的核心目標。然而，傳統教學中存在抽象概念理解困難、個性化指導不足、優質資源分配不均等問題，導致素養培養難以落地。與此同時，教育信息化2.0時代的到來，為破解這些難題提供了新契機一一虛擬現實、智能分析、數據可視化等技術的發展，不僅重塑了知識傳遞方式，更催生了以學生素養發展為中心的教育新生態。在此背景下，探索“核心素養”與“信息化教學”的深度融合路徑具有重要意義。

一、核心素養下小學數學信息化教學的意義

（一）突破傳統教學的素養培養瓶頸，構建具象化的素養發展通道

傳統小學數學教學受限于時空邊界與呈現方式，常使核心素養培養陷入“抽象目標難以具象落實”的困境，此時積極融合信息化教學方法，可以通過技術賦能，利于為數學抽象、邏輯推理、空間觀念等核心素養的培育構建可操作的實踐路徑。一方面，從知識表征方式看，信息化技術打破了靜態教材對數學概念的固化呈現，將抽象的數學關系轉化為動態化、可視化的認知載體，為學生邏輯推理、數學建模等素養的培養提供“思維腳手架”，使抽象素養目標能夠通過可觀察、可操作的學習活動逐步達成。另一方面，從學習支持機制看，信息化教學的數據分析與智能反饋功能，能夠精準對接當下小學階段數學核心素養發展的個體差異性需求，使素養培養從經驗導向的群體化教學轉向科學導向的個性化培育，讓每個學生都能在符合自身認知規律的路徑中提升核心素養，真正實現“不同的人在數學上得到不同的發展”的教育理念。

（二）重構課堂教學的價值邏輯，建立以素養發展為中心的育人范式

信息化教學顯著推動了小學數學課堂從“知識傳遞中心”向“素養發展中心”轉型，且通過教學結構、互動模式與評價體系的深層變革，也進一步構建了適應核心素養培養的新型育人生態。一方面，信息技術在教學結構層面重塑了課堂的時空分配與任務設計，讓課堂重心從記憶性學習轉向思維性發展，讓核心素養的培養獲得了充足的時間保障與任務載體。另一方面，數字化工具引進小學數學互動課堂，可以為學生打造多向度、立體化的互動空間，使數學學習從個體性認知活動轉變為社會性意義建構過程，且學生在觀點碰撞中更利于發展邏輯表達、批判性思維等素養，而教師則通過捕捉動態生成的學情調整教學策略，最終形成小學數學課堂的“教與學雙向驅動素養發展”良性循環。

（三）破解教育資源的配置壁壘，創設包容性的素養發展環境

信息化讓數學教育走出優質教育資源的地域限制與群體區隔，為促進數學教育公平、實現素養培養的包容性發展創造條件。一方面，國家級智慧教育平臺、開源教育軟件等數字化資源的普及，使優質數學教育內容能夠突破地理邊界，輻射到師資薄弱地區，有效緩解了傳統教育中因地域差異導致的素養培養起點不公問題，讓每個學生都能在技術支持下接觸到契合核心素養要求的數學學習內容[3。另一方面，信息化環境也可為教師提供跨越時空的專業成長平臺，讓一線教師能夠借助網絡教研共同體、在線培訓課程等形式，突破傳統教研的地域局限，深度理解如何在具體教學中落實數學抽象、邏輯推理等素養目標，進而將這些認知轉化為課堂實踐能力，最終推動數學教育從依賴個體經驗轉向依靠系統支持。

二、基于核心素養的小學數學信息化教學策略

（一）構建素養導向的數字化課程資源轉化體系

在核心素養導向下的課程改革中，數字化課程資源轉化并非簡單的物理遷移，而是遵循轉化邏輯展開教學，且認知負荷理論也指出，合理的資源呈現方式能降低內在認知負荷，提升學習效率。因此，小學數學課堂的核心素養培育中，構建轉化體系需以該學科核心素養的數學抽象、邏輯推理、數學建模、直觀想象這四大維度為錨點解構教材內容，再利用多媒體表征、交互技術重構具身認知情境，形成“資源形態適配一認知路徑優化一素養發展可視化”的轉化機制。具體的教學重點如下：

1.知識可視化轉化—建立具象化認知橋梁

針對數學學科的抽象素養培育，教師可以采用“概念具象化一過程動態化一思維外顯化”轉化策略。例如，在“分數的意義”教學中，教師可以利用NationalLibraryofVirtualManipulatives等分數工具壘起虛擬分數墻，此時學生可以拖拽不同分母的分數塊，直觀理解“單位1”的分割邏輯。同時，還可結合希沃白板的蒙層功能，先呈現完整圓形，再逐步顯示被分割的3份，動態生成“1/3”的概念表征。后續教師需要同步錄制“思維可視化”微課，用動畫演示分數與除法的關系，將抽象的數概念轉化為可操作的視覺符號系統。

2.問題情境化轉化—創設真實任務驅動場域

在培育小學生數學核心素養時，教師可基于情境認知理論，將靜態知識點轉化為“生活問題一數學問題—模型構建”的任務鏈條。以“位置與方向”單元為例，教師就可以為學生設計“校園尋寶”AR實景任務，學生可手持平板掃描校園地標，并在數字地圖上標注坐標，并學習運用“東偏北30度”“50米”等數學語言描述尋寶路線。此外，教師也可讓學生借助騰訊地圖API開發的互動課件，實時驗證路線的準確性，在解決真實問題中掌握方位角的表征方法，意在借此轉化使小學生的數學建模素養在具身實踐中自然生長。

（二）創新技術賦能的深度探究教學模式

維果茨基中介理論強調，數字技術作為認知工具能拓展學習的可能性邊界，基于此，小學數學教師可深度探究教學模式，并以“問題鏈驅動一技術工具支撐一高階思維發展”為核心，構建“觀察提問一猜想驗證一建模應用”的探究循環，以此讓小學生在交互式白板、虛擬實驗室、智能分析平臺等技術賦能下，將傳統課堂的單向傳遞轉化為“學生主導一技術中介一教師引導”的三元互動結構，進一步提升數學核心素養培育成效。具體而言，教師可從下述幾方面展開：

1.問題鏈驅動的情境探究

該階段為觀察與提問環節，教師可運用“5W1H”問題設計法，結合數字資源創設多層探究情境。例如，在“三角形分類”教學中，首先通過GeoGebra動態課件在課堂上為小學生展示20個不同特征的三角形，要求其觀察并提出“為什么有的三角形穩定？”“等邊三角形和等腰三角形有什么關系？”等問題。隨后，利用班級優化大師的實時彈幕功能，將學生問題進行詞云分析，聚焦“邊與角的關系”這一核心問題鏈，并為學生推送“三角形大廈承重測試”虛擬實驗，讓學生通過改變三角形邊長、角度，觀察承重數據變化，在數據可視化中建立探究方向。

2.工具中介的驗證探究

該階段為猜想與驗證環節，教師可引入幾何畫板、Excel數據處理、Python簡易編程等“數字探究工具箱”，以此支持小學生開展數學知識學習期間的實證研究。以“圓的周長”教學為例，教師可先讓學生分組使用Desmos的圓形測量功能等在線測量工具，去采集不同大小圓的直徑與周長數據，隨后將數據導人Excel生成散點圖，從中發現并總結周長與直徑的線性關系。在此期間，教師還可讓部分小組去嘗試使用Python來編寫簡單程序，以此計算出不同直徑圓的周長近似值，驗證π 的數學規律。上述多工具支持的探究活動組織下，可以更好地讓小學生從“接受公式”轉變為“發現規律”，提升數學核心素養培育質量。

（三）建立多元立體的素養發展評價體系

依據SOLO分類理論與教育數據挖掘技術，教師可構建突破單一分數的評價體系，讓學生從知識掌握（ 40% ）、思維過程（ 30% ）、實踐應用（ 30% ）三個維度建立多項具體指標，并通過學習平臺日志、互動記錄、作品分析等多源數據，運用機器學習算法生成個性化素養發展雷達圖，實現“模糊評價”向“精準畫像”的轉變。

1.過程性數據采集—構建學習軌跡全息圖

教師可利用智慧課堂系統實時記錄學生的探究行為數據，包括虛擬實驗的嘗試次數、錯誤類型的認知過程數據；小組討論的發言頻次、協作貢獻度類交互數據（如）；答題時長波動、表情識別記錄類情感數據。例如，在“長方體表面積”教學中，系統可自動捕捉到學生在計算有兩個面是正方形類特殊長方體表面積時，反復修改公式參數，并結合其草稿區的畫圖記錄，判斷該生存在“面的特征與公式匹配”的認知偏差，及時推送針對性微視頻進行干預。

2.多維素養建模 —開發智能評價量規

針對數學核心素養的四個維度，設計可視化評價量規并嵌入數字平臺。以“邏輯推理”素養為例，量規分為四個水平，如表1所示：

例如，在解決“雞兔同籠”這一數學問題時，教師可讓學生通過班級博客提交列表法、假設法、方程法等不同解法，隨后由智能評價系統根據解法的邏輯嚴密性、步驟完整性、創新性進行自動賦分，同時標記出“假設籠中總腿數計算錯誤”“方程建模時變量定義模糊”等具體問題，為每個學生生成個性化改進建議，進一步促進小學生“邏輯推理”核心素養培育效果提升。

（四）實施教師信息化素養提升方法

根據技術—教學一內容知識（TPACK）理論，教師自身的信息化素養提升需經歷一系列過程，為了幫助教師將學科知識（CK）、教學知識（PK）與技術知識（TK）深度融合，形成適應素養導向教學的復合能力結構，應該著重做好下述工作：

一方面，是基礎層的技術工具適應性應用訓練。學校可以聚焦小學數學教學常用的GeoGebra、希沃白板、班級優化大師等數字化工具，開展“技術工具工作坊”，并采用“案例拆解一模擬操作一實戰考核”三步驟培訓。例如在GeoGebra培訓中，先讓教師去分析“圓柱體積推導”的經典案例，拆解動態演示的關鍵步驟，包括切割圓柱體 $$ 拼成長方體 $$ 對比體積變化，隨后再讓教師在模擬環境中復現操作，最后要求結合自己的教學設計制作一個互動課件，以此為后續小學數學核心素養的信息化教學奠定基礎。

另一方面，是進階層的融合式教學設計能力培養。在此期間，學校可組建“素養導向的信息化教學設計”微認證體系，要求教師完成“學習目標素養化轉化一數字資源適配性篩選一活動流程技術嵌入”的完整設計。以“百分數的應用”單元為例，參訓教師需將“能解決折扣、稅率等實際問題”轉化為“數學建模”素養目標，并從國家中小學智慧教育平臺篩選出至少3個適配資源，如價格比較動畫、納稅計算模擬器、折扣方案設計模板等。此外，還應為小學生的數學核心素養培育需求，去設計“雙十一購物策劃”項目，意在讓小學生融入在線協作表格、智能計算器等技術工具提升數學學習能力，實現學科核心素養的培育目標。

三、結束語

綜上所述，核心素養導向的小學數學信息化教學，應重點做好技術邏輯與教育邏輯的深度耦合工作，由此全面解決傳統教學的效率問題，真正在小學數學課堂上重構“培養什么人、怎樣培養人”的育人邏輯。但教師在實際教學中，也不可忽視技術應用的表層化與盲目化的問題，并高度警惕“為技術而技術”的形式主義傾向。唯有當信息技術真正成為素養生長的“催化引擎”，而非教學的“錦上添花”，小學數學教育才能實現從知識傳授到素養發展轉型，讓每個學生都能在數字時代的數學學習中獲得全面發展的機會，最終成長為具備終身學習能力與創新素養的時代新人。

作者單位：田秀萍甘肅省靜寧縣古城中心小學

參考文獻

[1]賴偉林，鐘斌.淺談核心素養下小學數學信息化教學探究[J].課堂內外（初中版），2024，（28）：68-70.

[2]景吉紅.核心素養下的小學數學信息化課堂實踐教學[J].下一代，2022，（06）：27-28.

[3]劉樹紅.教育信息化背景下小學生數學核心素養培養芻議[J].青海教育，2021，（07）：79.