关注几何画板软件

2023-10-17成浩铭江苏南京市雨花台区共青团路小学

小学科学 2023年22期

◇成浩铭（江苏：南京市雨花台区共青团路小学）

一、国内外的研究背景

随着科学技术的迅速发展，人们进入了信息化的时代，随着生产力的发展，对教育事业提出了越来越高的要求，世界各国的教育行业更加注重将信息技术与教育教学相结合，用信息技术来推动教育事业的发展。日本是对教育重视程度较高的国家之一，在20 世纪90 年代，就提出了要将信息技术引入该国的数学课程。在英国，现代信息技术已经成为课堂教学中必不可少的手段之一，并且还开发出了许多软件以用来辅助教学。在法国，国家鼓励学生自己运用喜欢的信息技术来进行学习，支持学生通过动手操作的实践活动来学习知识。在美国，根据一次针对中学生学习情况的调查，研究者们发现，美国学生最不喜欢研究数学证明题，这让美国的教育家意识到改变数学的教学方法已经迫在眉睫。与此同时，许多教育研究者开始思考能否将几何画板软件适当地应用到教学之中，以提高课堂教学效率。

就国内而言，综合分析业内研究成果，笔者发现大多数研究者的关注重点在于几何画板软件的应用能否真正激发学生的学习兴趣、能否切实发挥学生的主体作用。也有部分研究者认为，几何画板软件的应用，会导致学习知识的速度过快，可能使学生缺乏对知识的深入思考，从而对知识的理解浮于表面，不利于锻炼学生的思维以及培养学生的创新能力。

二、几何画板软件简介

几何画板（The Geometer's Sketchpad）是由美国Key Curriculum Press 公司研发的一款几何软件。是一款非常专业的软件，在数学教学中能达到事半功倍的效果，它能把复杂的内容变得更加简单。随着版本的更新，越来越多的人认识到了几何画板软件的实用性，1996 年，在我国发行了几何画板软件的中文版本，开始了在数学教学中的运用。

三、问卷调查结论

笔者在南京市共青团路小学和东海县实验小学，对51 位教师和120 名学生做了问卷调查，对调查结果进行详细分析后，得出如下结论。

（一）教师层面

多数教师对几何画板软件都有一定的认识，并且认为将几何画板软件融入小学数学课堂，会很有效果，学生也会很喜欢，但是大多数教师对于几何画板软件的熟悉程度并不高。因此，学校应多组织教师参与这方面的培训，尤其是对于一些教学年限较长的老教师，他们对于知识的教授已经有了一套自己的方法，很难将几何画板软件这种信息技术融合到教学中，学校应对他们多予以关注与帮助。

（二）学生层面

通过学生对课堂的反馈，可以看出大多数学生对几何画板软件的运用都持积极的态度，只有少部分学生持消极态度。教师应与这少部分学生进行充分沟通与交流，不断改进自己的教学方法，更加自如、熟练地运用这一教学工具，从而让越来越多的学生能够接受，并且能有效地激发学生的学习兴趣与积极性，从而提升课堂效率。

四、几何画板软件应用的教育理论支持

（一）直观性教学

直观性教学的基本概念是：运用一些直观教具，例如标本、图片等，进行直观的教学活动。可以体现在教材中都配有许多图片等。“直观性”这一词早在17 世纪，就由捷克著名的教育家夸美纽斯正式提出了。虽然在当时没有激起特别大的浪花，但是他的著作《世界图解》，在教育技术发展史上具有重大的意义。在中国，战国后期的荀子也曾说过：“不闻不若闻之，闻之不若见之。”主张学生在学习中，不能不闻，也不能光闻，更要做到见之，学生光靠听老师讲是远远不够的，而应该通过视听结合的方式来学习知识，这也是提倡在教学中运用直观性教学原则。在小学的教学中，教师可以通过呈现模型，或者对事物进行生动的语言描述等，令学生对事物的感受更加直观，更加充分地了解事物的特征，并且有更深刻的感悟。

直观性教学大致可分为以下几个方面：实物直观、模象直观、言语直观。

实物直观教学，是对实际事物进行研究，从而使教学理论和具体实践能够紧密联系起来，由此能够获取新知。通过实物直观教学，学生能够在学习中接触实物，这样学生感知到的事物就更真实、具体，对于学生掌握新知识大有裨益。不仅如此，学生在接触实际事物的同时，也会产生强烈的好奇心，能够激发学生学习的兴趣和积极性，使印象更深刻、记忆更牢固。实物直观教学有很多优点是其他教学方法难以企及的，但是容易受到客观条件等的限制，这就需要教师因地制宜地灵活运用。

模象直观教学，是指运用实物的各种模拟形象来进行教学，它包括教学挂图、模型、幻灯片、教学录像等。几何画板软件的应用就属于一种模象直观的教学。利用实物的模拟形象来进行教学，既能打破一些客观条件的限制，又能帮助学生换一种方式直观地感受事物，把复杂的事物转化为直观的教学，令学生更容易接受。如果能够让学生自己动手尝试制作模型，学生不仅能深刻认识事物，还能够在制作模型的过程中，更加了解事物的特征与原理，对于培养学生的空间概念和发展空间想象力，具有积极意义。

言语直观教学，是指教师借助语言、表情、动作、表演等直观手段帮助学生理解并记忆所学的知识。教师对要讲解的知识运用语言描述或表演使其更加形象化，让学生很快地理解并接受新知识，并且还能留下比较深刻的印象，激发学生的学习兴趣。

几何画板软件的应用在直观性教学中占有很重要的地位，尤其是在小学数学教学中，几何画板软件的运用，不仅能让学生观察直观的模象，还能锻炼学生的动手操作能力，培养他们的抽象思维能力，对于激发学生的学习兴趣也很有效果。

（二）有意义学习理论

与机械学习相对的是由奥苏伯尔提出的有意义学习理论。奥苏伯尔认为，有意义学习是指符号所表达的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立起非人为（非任意的）和实质性的（非字面的）联系的过程。简而言之，就是符号或符号组合获得心理意义的过程。

对于如何将有意义学习与数学教学相结合，笔者认为，在数学中，也有相应的认知结构。数学认知结构，是指学生按照自己理解的深度、广度，并结合自己的感觉、知觉、记忆、思维、联想等认知特点，对头脑里的数学知识进行加工，组成的一个具有内部规律的整体结构。换言之，数学认知结构就是一种由学生的数学知识结构和心理结果相互作用的产物。目前，在数学课堂上最常用的教学方法是讲解式教学。讲解式教学如果在满足有意义学习的前提下，能够充分发挥教师的主导作用，也能够使学科的知识连接更加紧密，使学生的认知过程更加顺利，并且能够高效地获取知识。几何画板软件就能很好地做到这一点，它能够直接展示学习材料是如何形成的，能够把一些看起来似乎没有逻辑意义或者没有联系的材料变成逻辑关系清晰的材料。

五、几何画板软件在小学数学中的应用

（一）创设良好的学习情境

小学生无论学习什么知识，都是以兴趣为基础的，创设良好的学习情境是非常重要的。传统的数学课堂气氛都不够活跃，很难调动学生学习数学的积极性。因此，教师在运用几何画板软件进行教学时，应为学生创设良好的学习情境，在适当的时机使用几何画板软件，而不能对此过分依赖，以免产生相反的效果。

（二）发挥学生的主观能动性

几何画板软件能将几何图形直观地展示出来，并运用变换、动画等方式，将复杂的图形转化成简单的形式，或者更加直观地展现出几何图形的动态变化过程。在小学数学中运用几何画板软件，应当注重发挥学生的主体地位，教师在提前做好几何画板软件的课件之后，可以让学生动手来操作几何画板软件，这样学生就能切身地感受到几何图形、函数等的变化过程，对知识的记忆更牢固、理解更深刻，并且能够激发出学生的学习兴趣，同时还能培养学生动手操作的实践能力，有利于学生的全面发展。

（三）不断创新与时俱进

科学技术发展迅速，学生的知识面日益广泛，接受新知识的能力增强，教师在运用几何画板软件进行教学时，应该关注学生的年龄特征和知识基础，不能一味地运用以往的课件，而应适当地创新。例如，可以将当今热点与时事政治等融入几何画板软件课件的制作，让学生在学习数学知识的同时，获得其他方面的知识。

（四）与其他软件配合应用

类似几何画板软件这样拥有强大功能的教学软件还有很多，如皓骏软件、玲珑画板等，教师不应拘泥于某一种教学方式，而是应当海纳百川，学习和掌握更多的信息化教学技术，并运用在数学课堂教学中，这样，就不会让学生感觉没有新意，而能够始终保持高涨的学习积极性。

（五）有适当的切入点

教师应当根据情况选择是否运用几何画板软件，以及如何运用几何画板软件。在使用几何画板软件时，应符合教学内容要求，要有适当的切入点，这样就不会显得突兀，让学生更易于接受，自然而然地进行与几何画板软件有关的学习。

（六）教师之间互助

很多老教师教学经验丰富，都有一套自己的教学方式，他们不太容易熟练掌握几何画板软件这样的计算机技术。年轻教师应在自己充分掌握计算机教学技术的基础上，给予老教师更多的帮助，使他们也能初步了解这些技术，并尝试运用到课堂之中。年轻教师也应虚心向老教师请教，将老教师的优秀教学方法与现代技术有机结合起来。

六、总结与建议

（一）总结

在信息化时代背景下，传统的数学课堂教学方式已经很难适应教学的发展，因此将计算机技术运用到数学课堂上是大势所趋。本文研究了几何画板软件在小学数学直观性教学中的应用。笔者从几何画板软件的由来和发展过程着手，探讨了将其融入数学课堂教学的具体方法，并给出两个教学设计，表明了运用几何画板软件开展教学的可行性。