以信息技术推进学习进阶的教学实践研究

【摘 要】学生的学习发展不是一蹴而就的，而是由低阶向高阶的不断进阶。在实际的教学中，信息技术能够为学习进阶提供丰富的素材、模拟的实验场景、虚拟的学习空间以及评价方式的变革，促进学生的学习进阶与核心素养的发展。

【关键词】信息技术；学习进阶；核心素养

【中图分类号】G434 【文献标志码】B

【论文编号】1671-7384（2024）08-083-02

《义务教育数学课程标准（2022年版）》对教师的教学给出如下建议：“注重信息技术与数学教学的融合。重视大数据、人工智能等对数学教学改革的推动作用，改进教学方式，促进学生学习方式的转变。”[1]数学作为一门基础学科，所承载的绝不仅仅是传递知识的功能，更要体现学科特有价值，实现学生思维的发展与学习的进阶。美国心理学家布鲁姆的教育目标分类理论中将知道（知识）、领会（理解）、应用称为“低阶目标”，将分析、综合与评价称为“高阶目标”[2]。学生的学习进阶是由低阶向高阶过渡的过程，低阶目标是高阶目标发展的根基与必经过程。教师要以发展的眼光看待学生的学习，着力引导学生思维的螺旋进阶。在信息技术支持下，通过为学生提供多维素材、模拟实验场景、打造虚拟空间以及形成电子档案，能够促进学生学习进阶，提升核心素养。

借助信息技术提供多维素材，激发探究欲望

传统教学中由于时空的限制，课堂上能够呈现给学生的素材非常有限，信息技术的发展大大降低了素材寻找的难度，教师可以在网络平台中寻找适合教学的多样素材，为学生思维的发展提供多种可能性。

如在苏教版二年级下册“认识厘米”的教学中，学生感悟统一度量单位的必要性是本节课的一个重点与难点，也是学生量感培养的关键点。在教学时，笔者播放了一段“粗心裁缝做衣服”的小视频，引人入胜的卡通形象以及令人捧腹的情节，生动地向学生展现了徒弟用手量出衣服的尺寸交给裁缝，裁缝按照徒弟量出的尺寸去做衣服时又宽又大的情节，引发学生思考，为什么裁缝严格按照徒弟量出的尺寸去做衣服，却这么不合身？让学生自然感受到统一度量单位的必要性，有效激发了学生的学习兴趣，为学习进阶提供有效的契机。

又如，在教学“线段的认识”一课时，教师先引导学生在教室内寻找并规范指出线段，同时通过事先拍摄的照片将学生的眼光由教室内引导到校园内、校园外，使用的素材也从建筑物到乐器再到隐形的线段，如事先准备的水从高处滴落的视频，让学生发现水滴落的过程也能被看成线段。在通过多媒体呈现多维素材的过程中，深化学生对知识的理解。

借助信息技术模拟实验场景，突破操作局限

数学实验能够引导学生观察数学现象，增强数学知识的理解与运用，促进数学思维与核心素养的发展。但是由于时间与空间的局限性，有的数学实验无法在课堂中完成，却可以通过信息技术模拟实验场景，提高实验效率，为后续的教学与学生思维的发展提供便利的素材与真实的体验。

《义务教育数学课程标准（2022年版）》中指出数据意识的培养包含“只要有足够的数据就能从中发现规律”。在教学“可能性”一课时，培养学生的数据意识成为教学的关键点，但是由于课堂时间的限制，学生只能进行少量的抛硬币实验感知事情发生的可能性，无法进行大量的实验去感知数据的随机性以及数据的规律性。因此在实际教学中，学生进行初步的抛硬币实验后，笔者引入抛硬币模拟器，能够在短时间内进行大量的重复实验，并获得数据，让学生充分感知抛硬币次数足够多时，正面朝上与反面朝上的次数非常接近。另一方面，笔者相机向学生展示在没有计算机时一些数学家进行的抛硬币实验的次数以及所用的时间，让学生感知信息技术为我们生活以及学习带来的便利与高效。

信息技术进课堂的另一大优点是能够将实际操作中由于实验器材或者操作方式所引起的误差消除，以此来提升学生对知识的准确感知，为学生提供更加丰富的认知与多维的体验。比如在学习“三角形的内角和”时，学生往往会通过“量一量”“折一折”等方式进行三角形内角和的探究，但是由于量角器操作中带来的误差，计算出的三角形内角和有的过大、有的过小，笔者在充分引导学生感知数据的合理性后，引入“几何画板”进行操作，量出多个不同三角形的内角并进行累加，学生发现无论三角形的形状怎么变，计算出的内角和均是180°，有效化解了学生的认知冲突，规避了实验造成的误差，促进学生思维的成长。

借助信息技术打造虚拟空间，增强多维体验

信息技术能够为学生打造虚拟的学习与体验空间，利用VR技术以及各类学习小程序和软件，能够增强学生的多维体验。

VR技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，在教学中引入VR技术能够为学生打造一种沉浸式研究场域。如在教学“正方体的展开图”时，传统的教学方式是让学生每人至少准备两个正方体纸盒，现场利用剪刀将正方体剪开，观察展开图的不同样式。但是在实际教学中，学生所准备的素材往往是商品包装盒，展开图与数学中所要研究的正方体不够一致，另一方面在用剪刀进行操作时如果剪错位置很难进行复原，实物操作具有种种弊端，因此，基于信息技术进行正方体展开图的教学变得极为必要。笔者所在的区域便进行了这样的教学尝试，一位教师在执教“正方体的展开图”时，借助VR技术为学生提供了11种展开图的情况，学生只需要在平板电脑上点击正方体的边便能将对应的面展开，观察正方体的展开图情况。学生还可以翻转正方体进行不同维度的观察。在VR技术的支持下，学生在操作时更加便捷、展开图更加清晰直观。在这节课结束时，一位学生说道：“没想到数学课还能这么有意思，和游戏课一样。”借助这样的方式，学生的空间观念与推理能力在一次次的尝试与翻转中得到不断的促进与提升。

除了在课堂上引入信息技术进行教学外，也可以借助小程序等多种方式促进学生在游戏中提升思维。大数据时代，学生对于智能手机、平板电脑操作的熟练程度往往超乎我们想象，但同时学生对于手机以及游戏的着迷也让许多家长和老师担忧。作为教师，要充分发挥自己的教育机智，引导学生正确看待电子产品，同时抓住学生学习能力强、对电子产品感兴趣这一特点，在教学中引入一些有助于学生提升思维的软件及小程序，在学习之余增强思维的灵活性。

借助信息技术形成电子档案，开展进阶评价

信息技术为学生思维的监测提供了一种新的可能性，将隐性、抽象的思维变得可观测、易记录[3]。SOLO分类理论是由教育心理学教授比格斯首创的一种评价方法，将学生的思维分为前结构、单点结构、多点结构、关联结构以及抽象拓展结构。在教学中，教师可以借助这一评价方式对学生的作品进行剖析，形成电子统计图表，横向关注班级学生所处的思维层次以及每个层次的占比，并通过课堂前后测、学期前后测等方式观测班级整体思维水平的变化情况，为教师的教学提供直观的指导。除了对班级学生思维水平的整体情况进行横向观测外，教师还可以为每位学生建立电子成长记录表，定期记录学生的典型作品以及所处的思维层级，将学生的思维变化情况进行纵向对比，以此分析学生的思维进阶状况，对于发展状况较缓的学生，教师可以加强关注与指导。

综上所述，信息技术的发展为数学教学带来了新的契机与挑战，能够为学生思维的发展提供更加丰富的素材、探究的场域以及评价方式的可视化变革，极大地促进学生学习的不断进阶。

注：本文系南京市“十四五”教育科学规划课题“学习进阶型课堂教学实践研究”（课题编号：L/2021/237）的阶段性研究成果之一

参考文献

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

喻平. 小学数学高阶思维的思考[J]. 江苏教育，2021（61）： 13-17.

戴厚祥，朱涛. 基于信息化思维培养学生数据分析观念路径探寻[J]. 数学教学通讯，2021（10）： 3-8.

编 辑：王晓波