新技术支持下的小学数学课堂教学样态

○王洪恩

美国约翰·D·布兰思福特等在《人是如何学习的》一书中指出：“信息技术为学习的革命‘展现了激动人心的前景’”。作为一名从事小学数学教学多年的教育工作者，面对当下名目繁多的“数字化教学”“智慧课堂”解决方案，笔者始终坚持一个基本原则，那就是新技术的运用必须以“易教利学”为前提。对于快速更新的信息技术和人工智能，我们不能抱有“放到篮子里的都是菜”的心理，而要坚持“蛋必须下到窝里”的思维，因为信息技术、人工智能的作用最终应该在小学数学课堂教学中深度体现。那么，技术与教学究竟走过了一段怎样的相依相存的发展历程？新技术手段能引起数学课堂教学发生怎样的深刻变化呢？下面通过几个具体案例加以说明。

一、回顾：技术与教学的交汇轨迹

顾明远教授在《未来教育会被技术进步改变吗》一文中讲道：“工业革命带来了教育的革命，由原来的手工业式的个别教育改变为集体教育，班级授课制就是在这个背景下产生的，从而大大提高了教育的效率。”无论是从宏观还是微观来看，教育教学从来就是与技术手段密不可分的，教育技术也是随着教育思想、目标和方法的发展变化而不断变革进步。近40年来，教育教学技术和手段快速发展、日益丰富。就小学数学教学媒体的发展而言，大致可以分为以下四个阶段——

第一阶段是上世纪80年代以前的实物媒体阶段，教学挂图、数字卡片及实物模型普遍使用，俗称“静态媒体”阶段。第二阶段是上世纪80年代后期至90年代，幻灯投影技术进入课堂并广泛使用，大大改善了数学知识及思维活动的呈现方式，进入了由“静态媒体”逐步向“动态媒体”过渡阶段。第三阶段是进入新世纪以来的多媒体技术的开发与运用，使数学知识及思维活动的呈现方式发生质的变化，进入了“动态媒体”阶段。第四阶段是近5年来电子白板、多媒体一体机、互动平板、虚拟现实和网络技术等现代信息技术的使用，教学媒体完全进入了“数字媒体”阶段，教师、学生和媒体三者之间的关系产生了革命性的变化。

可以肯定的是，在小学数学课堂教学中，无论是什么阶段的媒体，其核心作用都是对数学知识和思维过程的呈现和表征，但教学媒体所表现出的阶段特征，映射出我国小学数学教学思想解放和观念更新的轨迹，特别是教师教学方式和学生数学学习方式的巨大变化，即由接受学习走向发现学习、由发现学习走向探究学习、再由探究学习走向深度学习的过程。随着教育部《教育信息化2.0行动计划》的发布，教育技术与教育教学即将进入一个深度融合的新时代，小学数学课堂教学也将实现新的突破。

二、实践：技术支持教学的有效路径

案例1：“场景化”课堂教学样态

儿童的数学世界是色彩缤纷的、与其他知识是天然嵌合在一起的。因此，从某种角度来看，小学数学课堂教学的艺术首先表现在创设数学学习情境方面，小学生的数学学习离不开“场景化”氛围，而新技术在创设情境方面具有独特优势。

【教学内容】《认识钟表》

【技术手段】制作微视频创设数学学习情境。

【教学片段】

1.播放视频动画并定格成如下四个画面，组织学生观察、分析、思考：从这几幅画面中你能知道什么？

2.学生汇报交流：

学生1：早上8点钟，我们高高兴兴地到学校了；到了中午12点，我们就要吃午饭。

学生2：我看到钟面上的指针在转动，到了不同的时间我们在做不同的事。

学生3：从上午8∶00升旗仪式到10∶00在上课，中午12∶00在吃饭，下午4∶00小朋友们在踢足球。

学生4：这样的动画片很有趣，我很喜欢这样的数学课。

【案例分析】

用三维动画精心创设的学习情境，既比呈现单纯图片更有趣味性，又比直接拍摄的原生态场景更加数学化。把学生熟悉的生活情境，采用动画片、微视频以及AR、VR虚拟现实等手段，以数学场景的方式呈现出来，既能激活学生已有的生活经验，使学生的学习建立在已有经验基础之上，学生的学习兴趣、学习效率和质量将大大提高，又能有效激发他们数学学习的内生动力，也能有效排除影响学生数学学习的干扰和不利因素。就本节课而言，利用信息技术制作视频动画，能让学生直观感受到每天丰富的学校生活；同时能以观察者的身份、跳出生活的束缚，清晰地看出，随着钟面上时间的变化，小朋友们的学习活动也在变化。

案例2：“开放化”课堂教学样态

学生的数学学习是个开放的系统，封闭的学习内容不利于学生数学能力与思维发展。在课堂教学中，只有赋予学习内容以情景鲜活、问题开放、逻辑清晰的特点，学生才会主动地介入学习活动以及灵活地探究和解决问题。

【教学内容】《神奇的数字编码》

【技术手段】制作微视频并利用网络学习资源。

【教学片段】

师：最近我们学校要举行一个重要的活动，学校往杭州和常州等地的友好学校寄发了邀请函。这上面也有数字编码，能找出来吗？

师：你们说的这个数字编码，就是我们在寄信时用的邮政编码。

师：为什么同一封信上要有两个邮政编码呢？

生：一个是寄出地，一个是接收地。

师：邮政编码有它自己的编码规则，想了解吗？那就请打开资源库，阅读老师为你们准备好的材料。

师：知道我们学校所在地区的邮政编码吗？

师：通过刚才的阅读，你知道邮政编码的编码规则吗？谁来说一说？

师：老师有个小疑问，信封上已经有了详细的地址，为什么还要邮政编码呢？（视频播放“你知道吗”）

师：这次活动我们还邀请了上海的嘉宾，在寄邀请函时遇到了这样的问题——不知道邮政编码。你想通过什么方式帮老师来解决这个问题呢？

生：上网查。

师：上网查是一个很好的方法。

（学生上网查并广播学生机。）

【案例分析】

本环节用视频形式呈现的具体真实、鲜活开放的生活问题，引导学生通过观察、比较和交流，了解一些常见的数字编码所表示的信息，知道数字编码中蕴含着丰富的信息，体会用数字编码表达信息的方法，感受数字编码的应用价值，初步学会用数学眼光观察和分析现实社会。

由于计算机和网络具有很强的交互性，教师和学生之间可通过电子答题笔、移动电脑（平板、手机等）来实现师生之间的讨论和交流。教师在教学中设计客观题（判断题和选择题），并将题目通过网络平台在线传给学生，学生通过平板电脑进行解答，学习系统能及时地判断对错，并将学生练习的情况传送至教师移动端，教师能随时掌握学生的答题情况，并及时调整教学策略，使教学更具针对性和个性化，以利教师实施基于证据的课堂教学。

案例3：“整合化”课堂教学样态

在数学教学中，要充分发挥数学与其他学科之间互动生成的作用、实现各学科目标体系的有机整合。数学实践活动可以开放学生的学习时空，使各学科的知识在活动中碰撞融合，促进学生知识结构的序列化、整体化和综合化。信息技术还可以让数学中的抽象过程变得更加直接、形象，更容易让学生接受。

如笔者在设计“有趣的容积”数学活动时，抓住班级正在开展3D打印兴趣活动的契机，给8个学习小组布置了一项“小课题研究”项目，要求利用一周的时间进行编程、设计。研究内容：用一张长6分米、宽4.5分米的纸板做一节烟囱，怎样设计才最合理？经过探究，学生共设计了如下几种方案：

生1：“我觉得选择方案（4）最好，因为这种方案做成的烟囱容积最大，它一次排出的烟最多！”从排烟量的大小去考虑，言之有理。

生2：“我认为选择方案（5）最好，虽然这种方案排烟量最小，但烟排得少，环境才不会受到污染！”环保之心，可见一斑！

生3：“我认为选择方案（3）最好，因为方案（3）与方案（1）、（5）比，烟囱的高度一样，但方案（3）的横载面积最大，所以烟排得多；而方案（3）与方案（2）、（4）比，方案（3）的烟囱最高，据我了解，烟囱越高，烟囱出烟的速度就越快，所以综合考虑，我选择方案（3）！”该同学既联系数学知识、又结合物理知识，可谓独具慧眼！究竟选哪一种方案才好呢？教室里又传来阵阵辩论声……

生活中发生的大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决，由此，基于信息技术的“STEM”课程整合项目应运而生。“STEM”是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，“STEM”是科学、技术、工程和数学教育的总称，目前又融入了艺术设计等美学元素。艺术可以激发人的灵感，比如美术，可以说造型的艺术，而造型离不开空间观念，这正是数学与美术的相通之处。可以说，本环节是当下最为流行的“STEM”课程整合项目的基础样态，也是基于新技术环境探索数学与其他学科整合的有益尝试。

三、思考：走出技术支持教学的误区

学科教学为根本，技术手段是支撑，两者绝不可偏废。当前，在运用新技术推动小学数学课堂教学的过程中，也存在一些误区：

1.依赖信息技术支持，忽视其他技术手段。

过多地依赖信息手段，为了信息化而信息化；信息技术在教学中的应用主要看其是否应用恰当，在于质而不在于量。有些教师总认为技术越先进越好，原本可以面对面交流和讨论，却要利用网络平台来实现，结果不但没有收到良好的教学效果，反而造成人力物力和时间浪费。

2.更多关注课件运行，忽视整体教学过程。

大量时间用在课件制作上，把教学内容和教学过程以课件的形式固化起来，在教学过程中形成了“教师—课件—学生”的教学方式，教师的注意力和教学过程全部局限在课件上，而学生则把课件当成传授知识的“老师”。

3.过多的新技术展示，教学中心发生偏移。

借助多媒体教学能将抽象物体具体化，微观物体宏观化，但过多的多媒体展示会造成负面的影响。教师成了多媒体的放映者，无法发挥主导作用，也无法突出学生的主体地位，师生都被禁锢于课件、多媒体操作中，导致本末倒置。

笔者以为，新技术在小学数学课堂教学中的应用方式一般有以下几种：一是授课辅助，利用各种教学素材编写演示文稿或课件，形象地传授知识。二是课堂互动，由于网络平台的交互性能很强，教师和学生之间可通过媒介进行有针对性地、可监测地讨论和交流。三是探究学习，充分利用信息技术及网络优势，拟定部分适合研究性学习的课题，指导学生自主收集资料信息，研究、学习、分析、总结，以达到提高学生信息分析处理的能力、团结协作能力等。四是学科整合，数学课堂教学向课外延伸是信息技术和学科课程整合的一个重要方面，它有利于培养学生的创造力，培养学生获取、分析、加工、利用信息知识的能力。

在小学数学课堂教学中，只要能立足学科教学和学生学习的实际，合理地运用现代信息技术，充分发挥新技术的直观演示、方便快捷、精准评价等功能，就可以让学生的数学学习在课堂上真实发生，让学生的数学素养和综合能力得到全面提升。