运用信息技术优化小学高年级数学课堂教学的实践与研究

郝玉杰 胡彬彬

［摘  要］ 运用信息技术优化数学教学具有“交流途径广，推动教育转型”“制作成本低，无时空限制”“信息容量大，实现教育公平”等优势。文章提出运用信息技术优化小学高年级数学课堂教学可从以下几方面实施：借助多媒体，激发兴趣；借助几何画板，化静为动；借助微课，实现专题突破；借助Xmind软件，总结提升。

［关键词］ 信息技术；几何画板；微课

教育信息化是时代发展的产物，是实现教育公平、建设学习型社会、培养创造性人才的重要方式。《义务教育数学课程标准（2022年版）》提出：如今的数学教育教学要注重信息技术与教学内容的有效整合［１］。如何在小学高年级数学课堂中应用信息技术优化教学呢？为此，笔者针对这一问题开展了大量实践与研究，收获颇丰。

一、信息技术辅助教学的优势

（一）交流途径广，推动教育转型

近年来，信息技术领域的飞速发展是数学课堂教学的福音。事实证明，信息技术优化数学教学是实现资源共享、教研交流的有利途径，是构建自由、平等、共享、开放教学平台的重要载体，能让学生通过信息技术的平台进行平等、深入、有效的交流，能推动数学教学工作的转型。

在信息技术的介入下，如今的数学课堂教学充满了生机与活力，学生在先进的教学手段与丰富的教育资源中能获得更大程度的发展。因此，信息技术是推动教育转型的重要辅助手段。

（二）制作成本低，无时空限制

网络平台上拥有大量教育教学资源，教师利用好这个平台，可以快速获取一手先进的教学资源。这种快速传播的方式，不仅降低了课件设计的制作成本，还有效节约了时间，提高了效率。

“物理”形态的教学方式，受时间、地点、教具等综合因素的影响，学生课堂参与的频次明显受到限制。而信息技术的介入，则能实现师生、生生以及其他各种先进教学资源的共同参与，让学生能随时获取丰富的资源，激发潜能，在平等合作与交流中提高学习成效。

（三）信息容量大，实现教育公平

随着教育手段的更新，如今的课堂教学不再是“灌输式”的模式，而是不同地域、不同学生共同参与的智慧共享，课堂所应用到的信息量增大了很多。同时，一些名师的研究成果、先进的教学理念与实际操作方法等，都可以利用信息技术存储，便于更多的教育工作者提取、积累、借鉴、研究。

这些不仅能快速促进教师的专业发展，还能让学生共享到各种“高大上”的教学资源，在更大范围内促进学生智慧的发展，缩小因地域等因素导致的教学水平的差距［２］。与其说信息技术为师生提供了更先进的学习平台，不如说信息技术为师生的个体发展铺设了一条便于探索的康庄大道。

二、信息技术优化教学的实践

（一）借助多媒体，激发兴趣

爱因斯坦认为：“兴趣是最好的老师。”创设丰富的教学情境，常能带给学生良好的学习体验，激发学生的学习兴趣，给课堂带来生机与活力。教师借助多媒体的先进手段来创设教学情境，能将图片信息、图像信息、视频元素等直观地展示给学生，让学生感受源自外界的感官刺激，从而对教学内容产生新鲜感与好奇心。

例1  “多边形的面积”的教学

多边形的面积问题对于学生而言比较抽象，教师在课前借助多媒体播放一些关于七巧板拼图的视频，能快速激起学生的探索兴趣，将注意力转移到本节课的探索上。在顺利驱动学生探索的内驱力后，教师要求学生取出课前准备好的七巧板，让学生自主拼图，并结合所拼成的图形提出一些具有建设意义的问题，如七巧板在拼接过程中，虽然拼成的图形发生了变化，但为什么一直都没有发生改变？

类似的问题能将学生的思维自然地引入“面积”这一重要话题，为本节课的课堂教学奠定基础。在此过程中，教师还可以借助多媒体课件演示七巧板是怎样将一个毫无规则可言的图形转化成一个规则图形，让学生直观感知多边形变化的规律，在激趣启思的同时实现深度学习。

兴趣是驱动学习内驱力，推动学生产生主动学习行为的基础。如本节课，教师借助多媒体的演示功能，将七巧板引入课堂，不仅调动了学生课堂参与的积极性，还为创造高效课堂、培养学生创新能力做铺垫。

（二）借助几何画板，化静为动

几何画板在数学教学中的应用较多，主要是将点、线、圆作为画图的基本元素，借助元素的构造、变化、测量、动画、轨迹跟踪等将数学抽象事物直观地展示出来。操作便捷、动态模拟是它的特点，一般通过鼠标的点击与拖动就能反映出事物一定的数学规律。

例2  “圆柱与圆锥”的教学

皮亚杰的认知发展理论认为：小学高年级阶段的学生思维模式依然以直观形象思维为主，但他们已经具备了一定的抽象逻辑思维，对于一些抽象的内容在直观感知的基础上能自主形成一定的理解。鉴于学生所接触过的图形以平面几何图形为主，本节课教学内容属于立体图形，因此可从学生原有的认知结构出发，以学生熟悉的长方形、正方形以及三角形作为认知基础，再通过几何画板的功能进行动态演示，让学生对圆柱与圆锥形成一定的理解。

如图1所示，教师通过几何画板将长方形和直角三角形进行旋转，让学生从视觉上去感知圆柱和圆锥。学生因亲历圆柱与圆锥的形成过程，会在直观视觉冲突下对它们形成一定的认识。

在化静为动的演示中，學生的思维也随着教师在几何画板上的操作获得启发，这比传统教具的演示来得更加直观、严谨，能让学生在脑海中留下深刻的“面动成体”的表象，从而成功地将抽象的数学知识转化为直观的动态图，实现认知的顺应与同化。从不同角度丰富感知的教学方法，不仅帮助学生扫除了认知障碍，还让学生探寻到突破知识难点的切入口，促使学生从更深层次掌握了知识的本质。

（三）借助微课，实现专题突破

传统数学课堂具有教学结构单一、教学资源稀缺、教学目标复杂等弊端。微课的应用能有效改善传统课堂所呈现的这些问题，让教学结构、教学资源变得更加丰富，使得教学目标更加明确，尤其是在专题复习阶段，应用微课能挖掘知识的纵深，有效突破教学难点，让学生对知识本质形成深刻理解［３］。

微课主要具备以下几个特点：1. 目标明确，知识点结构化。利用微课教学的方式比较简单，主要是将知识点进行细致分类，通过教学内容的结构化着重突出教学重点与难点，并结合动画、视频等讲授知识。2. 资源多样，便于学生自主学习。微课资源包含微素材、微课件、微教案、微评价、微反思与微作业等，教师根据学情将这些资源整合后展示给学生，可有效提高学生的自主学习能力。3. 情景真实，内容简要。一段微课一般控制在3～6分钟，短小精悍的特点能为学生留有更多的自主交流时间，提高学生课堂参与的积极性。

例3  “圆的面积”的教学

微视频一般由文本、声音、动画、图像、视频等组合而成，具有声音与图画同步的特征。在圆的面积公式推导过程中，为了有效渗透数形结合思想，在可视化圆的面积公式推导过程中，笔者选择“屏幕录制软件和几何画板”相结合的方式实施录制与授课。

第一步：利用几何画板的制作功能，将圆的面积推导过程设计为动画形式，为录屏准备；

第二步：录制声音，借助GoldWave软件进行声音的录制，该软件具有易获取、易操作、功能大等特点，非常适用于微课的解说。值得注意的是录制过程中教师要把握好语速，要将教学内容的重点、难点、易错点表述清楚。录制完毕，教师要及时进行降噪处理与音频的剪辑，确保画面和声音的匹配、清晰与流畅。

第三步：后期编辑，即实现画面与声音的同步，此环节笔者选择了Adobe Premiere Pro CS3软件，对录好的视频与声音进行匹配剪辑。

在本节课的微视频制作中，笔者加入了一些生活情境，以激发学生的应用意识。如图2，在这幅图附上相应的音频为：校内要建一个圆形草坪，草坪上需要植入草皮，若草皮的单价为8元/平方米，则需要花费多少钱购买草皮呢？

当以上情境成功激起学生对圆面积的研究兴趣后，笔者并不着急带领学生探寻问题的答案，而是引导学生对旧知展开回顾，以原有的认知结构作为思维的起点，通过微视频的观看逐步体验转化与化归思想。

如图3，笔者带领学生分别回顾平行四边形向长方形转化的过程，梯形向平行四边形转化的过程，三角形向平行四边形转化的过程，让学生通过知识的回顾与总结，感知、体验转化与化归思想。

在微视频展示的3种转化中，学生不仅对圆的面积探索所应用的思想方法、研究方式有了一定的认识，随着探究的深入，还自主建构了圆的面积公式（此处略）。此时，笔者再带领学生回过头来解决图2所呈现的现实问题，则起到前后呼应的教学成效。

（四）借助Xmind软件，总结提升

小学生受身心发展规律影响，一般在课程的最后环节注意力往往没有开始那么集中，而课堂的最后环节一般是对一节课的总结与梳理。教师想要在这个环节取得良好的教学成效，就需要想方设法吸引学生的注意力，让学生持续处于求知状态。Xmind软件可以将课堂教学内容梳理成思维导图模式，起到激趣、启思、总结、提升等作用。

当然，受课堂时间的限制，教师一般不会让所有学生来操作Xmind软件，多以教师操作为主。学生可根据课堂上所呈现的内容在课后自主画思维导图，做到及时整理巩固。这种课堂上与课堂下相结合的教学方式，能促使学生养成良好的逻辑思维习惯，对发展学生的创新意识具有重要影响。

例4  “圆的面积”总结环节的教学

步骤一：打开Xmind思维导图软件，选择一个模板编辑思维导图；

步骤二：结合课堂教学的主要环节，依次梳理出知识点。本节课主要环节有“旧知回顾面积公式推导圆的面积公式”，提炼各个环节对应的数学思想方法，创立能让学生一目了然的思维导图（见图4），协助学生建构完整的知识结构。

清晰的思维导图不仅能让学生重温本节课的教学重点与难点，还能帮助学生梳理知识结构，深化学生大脑对新知的记忆。直观化的思维导图成功地抓住了学生的眼球，让学生对教学活动始终保持着高度的注意力，成功突破了传统教学模式带来的弊端。

总之，信息技术优化教学是促进教育公平、转变教育观念、建设学习型社会、发展创新人才的重要途徑。因此，教师应跟上时代的步伐，不断地学习新技能，让信息技术能够真正意义上优化教学，促进教学相长。

参考文献：

［１］ 中华人民共和国教育部. 义务教育数学课程标准（２０２２年版）［M］. 北京：北京师范大学出版社，２０２２.

［２］ 高枝国. 信息化教研模式的构建与发展策略［Ｊ］. 小学数学教育，２０１５（１７）：６－８.

［３］ 蔡丽娟. 刍议信息技术在小学高年级数学教学中的运用策略［Ｊ］. 考试周刊，２０２２（８５）５７－５８.