信息技术下小学数学“空间与图形”教学研究

冯淑惠

【摘  要】 现阶段，信息技术快速发展，在教育领域的应用也日益广泛。小学数学作为学生基础数学素养的重要组成部分，其“空间与图形”的教学一直备受关注。然而，传统的教学模式往往存在教学资源有限、学生参与度不高等问题。探索信息技术在小学数学“空间与图形”教学中的应用策略，具有重要的理论和实践意义。通过分析相关文献的综述和实证研究，文章总结了小学数学“空间与图形”教学的重要意义，并提出了其在信息技术下的教学策略。研究结果表明，信息技术能够提高学生对数学“空间与图形”的理解和应用能力，增强了学生学习的趣味性和互动性，对提高学生的学习成绩具有一定的指导意义。

【关键词】 信息技术;小学数学;“空间与图形”

一、小学数学“空间与图形”教学的重要意义

小学数学“空间与图形”教学是培养学生几何思维和空间想象能力的关键环节。通过数学“空间与图形”的学习，学生可以增强观察、分析和推理的能力，形成创造性思维和解决问题的能力。数学“空间与图形”的教学，不仅能让学生掌握具体的几何知识和技巧，还是培养学生抽象思维和逻辑推理能力的重要途径，能够帮助学生建立对物体、形状和空间关系的直观认知;通过观察和探索各种几何形状和结构，学生可以形成对空间几何的感知，从而更好地理解和应用数学知识;“空间与图形”可以激发学生的想象力和创造力，形成提出新观点的能力。

在往后的学习中，数学“空间与图形”的基础将发挥重要作用。几何思维和空间想象能力不仅在数学领域具有重要意义，还在其他学科与现实生活中发挥着重要的作用。学生掌握了数学“空间与图形”的基本概念和技巧，将能够更好地理解和解决与空间有关的问题，如地图导航、建筑设计、工程布局等。因此小学数学“空间与图形”教学为学生今后的学习和生活奠定了坚实的数学基础，培养了他们的几何思维和空间想象能力，提升了他们的综合素养和创新能力;有助于学生提升数学美感和审美能力，形成对美的敏感性和欣赏能力。

在探索各种几何形状和结构的过程中，学生能够体验到数学的美妙和魅力，进而形成对数学学科的兴趣和热爱。这种审美意识的加强，有助于激发学生对数学的主动探索和学习动力，促进他们在数学学习中长期投入和持续进步。

二、信息技术下小学数学“空间与图形”教学的策略

（一）利用交互式软件和应用程序

信息技术提供了各种交互式软件和应用程序，它们可以模拟真实世界的数学问题和情境，让学生通过实践和探索解决问题，为学生提供了更具体、可操作的学习条件。学生可以直接与图形进行互动，从而更好地理解数学概念和关系。交互式软件和应用程序可以通过可视化、动画和模拟等方式，帮助学生更好地理解抽象的数学概念。例如在学习几何形状时，学生可以通过拖拽、旋转和缩放等操作观察形状的特征和变化，从而深入理解各种形状的属性和关系。

此外，交互式软件和应用程序可以根据学生的学习需求和进度提供个性化的学习体验。具体而言，它们可以根据学生的答题情况自动调整难度，向学生提出适合其水平的问题。学生可以根据自己的兴趣和学习风格选择不同的交互方式和学习路径，以更好地满足其个人的差异化需求。并且，交互式软件和应用程序可以立即给予学生关于其学习进展的正确反馈，学生能够立即知道他们的答案是否正确，并得到解释和指导。这种即时反馈可以幫助学生纠正错误、加强理解，并激发学习动力;可以提供丰富多样的学习资源，包括练习题、游戏和模拟实验等，这些资源可以帮助学生巩固知识、增强解决问题的能力，并增加了学生学习的趣味性和积极性。

当教师使用信息技术进行小学数学“空间与图形”的教学时，可以利用交互式软件和应用程序为学生提供实例和互动体验。例如针对一个关于平移的教学案例，教师利用了一个名为“Geometry Explorer”的应用程序。教师的教学目标可以定为：让学生理解平移的概念，学会通过平移变换操作和描述图形。首先，教师可以向学生介绍平移的概念，解释平移是指在平面上将一个图形移动到另一个位置，保持图形的大小、形状和方向不变;随后利用软件演示平移，使用Geometry Explorer应用程序进行演示;打开应用程序后，选择一个简单的图形，如正方形或长方形，并将其放置在平面上;进行图形操作，通过交互式软件，让学生亲自操作图形的平移;引导学生使用应用程序中的工具，例如选择工具、移动工具或平移工具。学生可以点击并拖动图形，观察图形的移动过程。随后，教师可引导学生思考平移前后图形的位置关系、边长和角度是否改变等，并向学生提出问题，以了解他们对平移概念的理解程度。例如“如果我把这个图形向右移动两个单位，会发生什么变化？”“如何描述图形经过平移后的位置关系？”然后让学生自行操作应用程序进行练习。在练习的过程中，教师需要提供一系列的图形和平移要求，让学生按照要求进行平移操作，并观察变化;最后是总结归纳环节，教师可以与学生一起总结归纳平移的特点和规律。在这个过程中，教师需要强调平移是一种保持图形大小、形状和方向不变的变换，其只是改变了图形的位置。

利用交互式软件和应用程序，学生可以直观地理解平移概念，并通过实际操作和观察加深对图形平移的理解。这种互动性和实践性的教学方法，可以提高学生的参与度和学习效果。

（二）引入虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术

虚拟现实（简称VR）和增强现实（简称AR）技术可以提供沉浸式的学习体验，它们能够将学生置身于一个虚拟的数学空间中，让学生身临其境地参与数学空间和图形的探索。通过穿戴VR头盔或使用AR应用程序，学生可以与三维数字模型的互动，并观察、探索和分析不同的几何形状和图像。这种身临其境的学习方式可以激发学生的兴趣，并增强他们对数学“空间与图形”的理解。VR和AR技术能够以可视化和立体化的方式呈现数学空间和图形，使抽象的概念更加形象化和具体化。基于此，学生可以亲自探索并观察数学对象的各个方面，如形状、大小和比例等，从而深入地理解数学概念。并且，该技术还提供了实践和应用数学知识的机会，学生可以通过模拟实验、解决实际问题等方式应用数学知识，形成了实践和应用的能力。例如在学习几何时，学生可以使用AR技术在真实的环境中测量和构建图形，加深对几何概念的理解。学生还可以基于AR技术，通过虚拟场景或虚拟物体探索历史事件、自然现象等，加深对相关知识的理解和记忆。

例如在六年级上册的“位置与方向”一课中，教师可以结合VR技术和AR技术，帮助学生更好地理解和应用“方向”概念。首先，教师向学生介绍方向的概念，并解释不同的方向表示方法，如东、南、西、北等;然后引入VR和AR技术。教师可以向学生介绍VR和AR技术的基本原理和应用，解释VR是指通过戴上头戴式显示器，进入一个模拟的数字环境，而AR是指通过显示屏或投影仪将虚拟对象叠加到现实世界中。VR技术能够让学生在一个虚拟环境中探索“方向”的相关知识。学生可以戴上VR头盔，进入一个模拟的城市场景。他们可以看到自己所在的位置，还能看到标有东、南、西、北方向的指示牌。AR技术则能够让学生在现实的环境中进行“方向”实践，学生可以使用安置在手机或者平板电脑上的AR应用程序，观察周围的环境。在应用程序上，学生可以看到指示箭头或文字标签，其指示了特定的方向和距离。教师可以引导学生通过VR或AR技术进行操作，并给学生一个案例。例如“在这个虚拟城市中，你现在位于某个位置，向东偏南方向前进50米，你将到达哪个位置？”让学生利用VR或AR技术进行测量和导航，找到正确的位置;接下来，教师让学生进行练习和应用，并提供一系列的方向和距离要求，让学生使用VR或AR技术在虚拟或真实的环境中进行测量、导航和描述;最后，教师可以与学生一起总结归纳“方向”的表示方法，以及在虚拟现实和增强现实环境中操作“位置与方向”的经验，强调在VR和AR技术的支持下，学生可以更直观地理解方向概念，并通过实际操作和测量加深对“位置与方向”的理解。

通过这种互动性和沉浸式的学习体验，学生能够更好地应用方向概念于实际生活中。教师通过使用VR和AR技术将“位置与方向”的教学与现代科技相结合，可以激发学生的学习兴趣，为其提供了更具体、真实的学习体验，并帮助学生更深入地理解和应用了数学中的“位置與方向”概念。

（三）运用多媒体资源和在线学习平台

学生可以利用信息技术的多媒体资源和在线学习平台学习数学的“空间与图形”。教师可以提供相关的视频、动画和互动教学材料，使学生能够以自己的节奏进行学习，并通过在线平台进行练习和测试。多媒体资源和在线学习平台提供了丰富多样的学习资源，如图像、动画、视频和音频等。这些资源能够呈现数学概念和图形的不同方面，使学习更具趣味性和吸引力。学生可以通过观看视频、听音频和浏览图像等方式加深对数学知识的理解。更重要的是，在线学习平台通常可以提供个性化的学习体验，学生可以根据学习需求和进度选择适合自己的学习资源和学习路径;可以自主选择学习的时间和地点，以及使用的学习工具和资源，这增强了学生学习的自主性和主动性。教师也可以根据学生的学习情况进行个别辅导和指导。此外，在线学习平台还可以提供个性化的学习内容和反馈，学生可以在完成练习和任务后立即获得反馈，了解自己的学习进展和成绩。这种即时反馈可以帮助学生纠正错误、加强理解，并调整自己的学习策略。在线学习平台通常支持学生之间的合作与交流，学生可以通过论坛、在线协作工具等与同伴交流和共享学习心得，互相帮助和激发思维碰撞。这种合作与交流，可以促进学生之间的互动、培养了学生的合作能力。

当学习完五年级上册的“多边形的面积”一课后，教师可以结合多媒体资源和在线学习平台帮助学生巩固和应用平行四边形、三角形和梯形的面积计算：首先，教师带领学生复习平行四边形、三角形和梯形的定义和性质，以及面积计算公式，确保学生对这些概念有一定的了解;然后向学生介绍多媒体资源和在线学习平台的使用，解释多媒体资源可以包括教学视频、动画和图形，而在线学习平台可以提供练习题、互动模拟和实践活动。教师可以在平台中上传一个关于平行四边形、三角形和梯形面积计算的教学视频。在视频中，教师介绍面积计算的步骤和公式，并提供示例演示，引导学生通过在线学习平台进行互动练习。平台可以提供一系列的练习题，要求学生计算平行四边形、三角形和梯形的面积。学生可以在平台上输入答案，并获得即时反馈和解析。

通过运用多媒体资源和在线学习平台，学生可以以更具互动性和趣味性的方式学习和进行平行四边形、三角形和梯形的面积计算。这种教学策略可以帮助学生巩固概念，进行实例练习，促进学生对数学知识的深入理解和应用。

三、结语

信息技术的快速发展，为小学数学“空间与图形”教学提供了新的机遇和挑战。本研究探索了信息技术在教学中的应用策略，旨在提高学生对数学“空间与图形”的理解和应用能力，增强学习的趣味性和互动性。这些策略的实施，将有助于改进小学数学“空间与图形”教学工作，提高学生的学习成绩和数学素养。未来的研究，还可以进一步探讨不同信息技术工具和方法在小学数学“空间与图形”教学中的有效性和影响。

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