信息技术支持下的小学数学课堂

罗鑫强

摘要：3D打印等信息技术近年来使用门槛不断降低，随着时代的进步，数学课堂上也出现了更多信息技术的身影，让数学教学更加多元化。以3D打印技术与《分扣子》一课为例，浅谈信息技术与小学数学教学的融合。

关键词：3D打印;小学数学;信息技术;融合教学

近年来，各种新兴科技百花齐放。其中自然不乏能让课堂教学事半功倍的技术。在笔者所任教的学校，诸如VR、MR、AR、3D打印等最新科技不断融入教学实践之中。年轻教师对这些技术往往驾轻就熟，但对于教学体系的认知不完整也常常让他们抓不住重点，甚至被技术凌驾;教学经验丰富的老教师们熟知学生在小学阶段需要构建的知识体系，拥有丰富成熟的教学想法，眼看新技术让自己多年前设想的课堂可以落地，却只能感叹廉颇老矣——在年轻人手里运用自如的信息技术，在自己这儿怎么就不灵了呢？下面笔者以北师大版教材一年级下册“数学好玩”中《分扣子》一课为例，谈谈如何将信息技术与小学数学教学融合。

在探讨如何将信息技术与小学数学教学融合之前，我们需要清晰地明确两个问题：

第一，我们为什么需要使用信息技术？诚然，信息化教学给课堂带来了无限的可能性，无论是双师课堂还是STEAM教学，处处都弥漫着信息化带来的清新味道。但是细细想想，信息化教学的出发点是什么？是为了让学生更好地学，从数学上来说就是更好地达成“四基四能”。这就要求我们在使用信息化教学的过程中要始终保持课堂本该有的学习氛围，学生是主体，能够高效传达知识和内容才是重点，信息技术只是辅助手段，切忌让信息技术喧宾夺主，让数学课没了“数学味儿”。

第二，所有的课都要进行信息化改革吗？近年来各地都在探讨教育信息化，但是这并不意味着每一节课都必须采用信息化的方式教学。相反地，有一些课使用传统的教学方式反而有更好的效果。对于这类不适宜使用信息技术的课，对其进行信息化改革的结果只能是降低学生的学习效率，提高教师授课的难度。

明确以上两个问题后，让我们一起关注一下《分扣子》一课所在的板块：数学好玩。北师大数学课本的这个单元是为了激发学生学习数学的兴趣、体会数学思想、锻炼思维能力、累积思考经验、开阔学生眼界而设立的。无论是兴趣、思维还是经验、眼界，都是素质教育下全面发展学生必不可少的有机组成部分。因此，怎么让学生在本单元“玩好”是教师需要思考的问题。

具体到《分扣子》一课。既然叫分扣子，那课堂怎么可以没有扣子呢？每一位老师都认同这节课需要扣子。但是纵观以往的公开课、示范课，老师们总是给学生准备扣子的替代品——少部分老师准备了印刷了扣子形状的磁片，更多的老师是用更简便易得的画着扣子图案的圆形纸片。在执教本节课之前，笔者一直疑惑：老师们为什么不用真的扣子？直到笔者备课时才发现市面上根本买不到合适的扣子。买不到合适的扣子，也就意味着上课没有学具、教具。正因为如此，老师们才被迫“曲线救国”，利用替代品完成教学。

但是，有了3D打印技术的支持，买不到合适的扣子还是问题吗？显然不。在本节课的备课阶段，笔者利用Autodesk（欧特克）公司的免费软件123D Design建立了所需要的扣子模型，耗时仅需5分钟，相信对老师来说并不会增加负担。在这里简单介绍123D Design的操作。

在本次3D建模中，我们只需要使用123D Design软件顶部工具栏中的“基本体”“合并”和“测量”“吸附”，对软件提供的基本形状进行简单操作就能完成所需纽扣的建模，然后根据所使用的3D打印机型号确定打印尺寸，将模型在模型绘制区中复制粘贴，填充满3D打印机支持的最大打印尺寸，以增加一次打印操作能够完成的数量，减少打印次数。

详细地说，是将“基本体”中的圆柱放置在模型绘制区，以毫米为单位输入半径及高度后确认（如图1所示）。需要注意的是，在123D Design软件的操作中，在任意位置滑动鼠标滚轮都可以对画面进行缩放，所以模型尺寸需要以数据为准，不可以凭肉眼观察。

再以同样的操作在模型绘制区中绘制纽扣孔大小的圆柱，用吸附工具将两个圆柱吸附，最后使用合并工具中的“相减”在纽扣中完成纽扣孔的制作（如图2所示）。

其他形状的纽扣建模过程与上述操作一致，只需要将圆柱换成长方体即可。

随后根据3D打印机所能打印的最大尺寸将模型复制粘贴，使打印床利用率最大化。这里笔者将所需的四种模型放在一起打印，也可以每种模型各自铺满打印床。笔者将所需的四种模型放在一起打印，是因为后续操作的简便性：每种模型各自打印，则需要生成四个STL文件，进行四次切片操作，打印时更是需要手动选择打印文件。而笔者这种处理方式只需要生成一个STL文件，切片也仅需一次，3D打印时一个文件重复打印即可，更加省时省力（如图3所示）。

同时，为了方便课上小组汇报分类情况，笔者也准备了较大的、利于学生和教师在黑板上操作的纽扣教具。

完成模型的建立后，导出STL文件，并将文件导入与3D打印机适配的切片软件中，将模型切片。所谓切片，就是将立体的模型切割成一层一层的平面模型，同时软件自动计算出打印喷头的行径，最终打印出成品（如图4所示）。

至此，《分扣子》一课的扣子学具准备完毕。

本课的重点在于学生通过动手实践分扣子，初步提高把握图形特征、抽象共性的能力。而3D打印技術在本节课的授课中，解决了教具学具难以获得这一难点，真正让信息技术融合到了学科教学中来。

教学有法，教无定法。《分扣子》一课在每一个执教老师身上都有着不一样的精彩演绎，但每个老师也都面临着相同的困境——教具学具难以获得。在信息技术的支持下，越来越多的“扣子”问题被解决，以往的难题在3D打印、虚拟现实等技术的帮助下“天堑变通途”，使教师们在教学中发挥的天地愈发广阔。

参考文献：

[1]龚豪.3D设计与打印技术在小学数学课堂中的应用[J].现代数学，2016（17）.

（责任编辑：韩晓洁）