运用可视化思维工具提升数学教学效能

一、教学内容

“认识时间”是人教版小学数学二年级上册第七单元内容，本单元复习课聚焦于时间单位“时”和“分”的深入认知，旨在帮助学生巩固对时间计算的理解，并拓展到“秒”，为学生提供进阶路径。

二、教学目标

运算能力：深入理解时间单位的换算关系，能够准确进行时间加减运算。

直观想象：直观感知钟面上时针与分针的运作规律，提升空间感知能力。

逻辑推理：分析、推理时间运算的内在规律，培养逻辑推理与数学建模的思维能力。

三、教学重难点

教学重点：掌握时针、分针的运动规律，理解并能准确表达时间单位之间的关系，把握1小时等于60分钟的核心概念。

教学难点：准确认读时间，在非整点的情况下，能够清晰区分并理解时间观念，借助数字化工具建立准确的时间认知。

四、教学准备

可视化教学工具：希沃白板、GeoGebra软件、MindMaster思维导图工具，可展示直观动态的时间单位运作规律。

多媒体素材：钟表模拟软件、课件，可用于课堂互动，帮助学生理解时间单位的换算规律。

实物准备：钟表及钟表模型，供学生在课堂操作中直观感受时针和分针的运动规律。

五、理论依据

（一）建构主义学习理论

建构主义学习理论强调知识的获取是主动构建而非被动接受的过程。该理论认为，学生在已有知识的基础上，经由实际操作和问题解决活动逐步构建新的认知体系。在时间概念的教学设计中，教师应引导学生使用钟表模型，观察时针与分针的运作，使用思维导图等可视化思维工具整理时间单位之间的关系，借助实际操作活动逐步帮助学生建构对时间单位的理解。

（二）加涅的教学设计理论

加涅的教学设计理论提出“学习过程应系统化，按照特定的步骤顺序推进，帮助学生有效达成学习目标”。加涅认为，学习应从引起学生的注意和激发动机开始，经过呈现学习材料、提供指导和反馈，最终实现知识的内化迁移。在本次教学设计中，教师可利用情境导入，激发学生的学习兴趣，引导其反思时间管理的重要性。接下来开展动态的钟表模型操作、分组讨论和绘制思维导图等活动，直观且系统地呈现知识。

六、教学过程

（一）情境导入，激发兴趣

（教师播放视频，展示学校日常时间安排和学生日常生活中需要准确掌握时间的场景，如早上起床、上学、午饭、放学等多个具体时间节点。）

师：同学们，今天我们一起回顾一下日常生活中的时间应用，仔细观察视频，思考：这些活动发生在什么时候？

生：我们早上7点起床，7点40点去学校，12点吃午饭，下午6点放学。

师：是的，我们每天的生活都离不开时间管理，如果没有准确的时间概念，会发生什么？

生：会迟到，还可能错过重要的事情。

师：没错，今天我们就来复习时间单位时和分，看一看如何准确掌握时间。

（教师使用课件展示钟表的基本构造，逐步放大钟面，显示时针、分针以及数字刻度，形成清晰的钟面模型。）

师：大家看看这幅动态图，这是什么？

生：钟表。

师：对，钟表是我们认识时间的重要工具，今天我们回顾钟表的工作原理，想想如何读懂它指示的时间？

（设计意图：创设生活中的实际场景，引入时间概念，贴近学生的日常生活，激发学习兴趣，引导学生思考时间的价值。将数感与生活联系，鼓励学生从数学角度观察生活中的时间管理需求，帮助学生建立时间单位与实际生活的紧密联系，培养应用意识。）

（二）可视工具，呈现概念

（教师展示GeoGebra动态工具，呈现时针和分针的同步运作模型。首先展示一个简单的场景：分针从12点开始旋转，时针逐渐跟随变化。）

师：大家看这里，这就是今天要复习的重要内容——时针和分针在钟面上的运作方式。我们先来看分针如何运作。

（教师使用GeoGebra展示分针以60分钟为一圈的运动，时针同步以1小时为一格缓慢移动，突出分针与时针移动速度的对比。）

师：现在分针走了一整圈，也就是60分钟，时针也向前移动了一格。也就是说分针走一圈，时针会走多少？

生：时针走1格。

师：非常好，这就说明1小时等于60分钟。大家再仔细观察这个过程，时针和分针同时在走，但它们走的速度相同吗？

生：不同，分针比时针快得多。

师：对，因为分针负责计分，而时针负责计时。那么，现在大家说一下，分针走一圈是多少分钟？

生：60分钟。

师：时针走一格呢？

生：1小时。

师：非常好，这就是钟面上时针和分针的基本运作规律。接下来我们复习如何读出时间。

（教师将动态模型暂停，固定在某个时间点，如9时15分，并展示时间读数规则。）

师：看这个时间，时针已经走过了9点，分针走到了3的位置，这个时间是几点几分？

生：9时15分。

（设计意图：借助GeoGebra动态工具的动态展示，帮助学生直观感受时间单位之间的关系，借助可视化工具让学生理解时针、分针的不同运作节奏，增强学生对时间结构的直观理解。）

（三）互动体验，操作应用

（教师给每个小组发放实物钟表模型，要求小组学生根据教师口述时间，自己拨动时针和分针。）

师：接下来，大家根据我说的时间，准确拨出时针和分针的位置，准备好了吗？

生：准备好了。

师：拨到7时30分。

（学生开始拨动钟表模型，教师巡视，检查学生的操作情况。）

师：谁愿意上来展示一下你拨的时间？

（一名学生上前展示他的钟表。）

师：他的时针指向7，分针指向6，表示30分钟，他拨对了吗？

生：对了。

师：很棒！那我们再来一个难的，拨到5时45分。

（学生继续操作，部分学生出现错误，教师及时指导。）

师：看这位同学拨的时间，分针指向了45分钟，但时针还没有走到5，这样对不对？

生：不对，时针应该接近6。

师：对，时针不会停在5，它应该过去一截，因为已经接近6点了。记住：分针转一圈的过程中，时针也会慢慢走向下一个小时。

（设计意图：引导学生亲手操作钟表模型，强化其时间认读能力，使学生深刻理解时针、分针的相互关系。着重培养学生的运算能力和空间感知，借助操作实践深化学生的理解，提升学生的时间计算推理能力。）

（四）小组合作，共同探讨

（教师在希沃白板上展示一个完整的钟表模型，上面有12个小时的刻度、分针、时针、秒针，展示思维导图的框架，示范如何将时间单位与钟表上的指针运作进行归纳。）

师：现在我们用思维导图整理刚才学的时间单位的相互关系，请大家分成小组，一起讨论并梳理时针、分针、秒针的运动规律，看看这些指针之间的联系是什么，它们在不同情况下是如何运作的。

（教师展示思维导图的基本框架：中央是时、分、秒，外圈是时间单位、时间进率、时间计算等，将1小时等于60分钟等基本关系连接在一起。）

师：现在每个小组都要完成自己的思维导图，并且把1小时等于60分钟、1分钟等于60秒这些基本关系标出来。大家可以讨论如何更清晰地表现时间单位之间的关系。

（学生分组讨论，教师在各小组之间巡视，观察讨论进展，并给予必要的引导。）

生1：我可以从时针开始，时针走一格是1小时。

生2：对，分针要走一圈，时针才能走一格。

生3：那秒针呢？秒针走一圈，分针走一小格吧？

师：你们的讨论很有条理，记得把这些时间单位的关系在导图上清楚地标注出来（如图1）。

（教师指导学生在思维导图上添加更多信息，例如文字时间和数字时间的转换关系，时间的换算。）

师：讨论完时间单位的关系后，每个小组还要创编一首关于时间的儿歌，把这些知识点都用儿歌的形式表达出来。谁先来分享一下你们小组的成果？

生1：我们小组的儿歌是时针走，分针追，分针跑得快又对；秒针赶，分针追，1小时是60分。

师：非常有创意！其他小组呢？快来展示你们的成果。

（各小组轮流展示自己的思维导图和儿歌，教师给予及时反馈。）

（设计意图：使学生在讨论中加深对时间单位相互关系的理解，在创编儿歌的过程中提高数学语言的表达能力。）

（五）即时反馈，提升能力

（教师在希沃白板上展示多种时间计算问题，包括整点与非整点时间的加减法、时间换算等，学生点击选项选择正确答案，教师给予即时反馈。）

师：接下来，我们通过希沃白板做几道计算时间的练习，大家准备好了吗？第一题，上午8时30分上课，45分钟后下课，结束时间是几点几分？

（希沃白板显示选项：A.9时15分；B.9时；C.9时30分。）

生1：应该是9时15分。

师：我们验证一下，把8时30分加上45分钟，看看结果是不是9时15分。

（教师在白板上操作，将8时30分加45分钟，结果显示9时15分。）

师：答对了，下一题：如果你下午2时45分开始运动，运动30分钟，请问结束的时间是几点？

（白板上显示不同的选项，学生选择答案。）

生2：我选2时15分。

师：2时45分加30分钟，应该是3时15分。你算错了，注意看清楚时间的变化。

（教师继续展示更多时间计算问题，如非整点的加减法，鼓励学生独立思考，给出答案后再给予即时反馈。）

师：完成这些练习后，大家的时间计算能力有了很大提高。记住，面对不整点时间，要特别注意分针的变化。

（设计意图：组织希沃白板的互动练习，使学生在计算时间的过程中能够快速得到反馈，纠正错误，提升学生的运算能力和逻辑推理能力。希沃白板可呈现具象的题目情境，给予即时反馈，使学生能够发现自己在时间计算中的薄弱环节，及时调整学习策略。）

（六）知识迁移，实际应用

（教师在白板上展示一天的生活作息表，包括起床、上学、吃午饭、放学、课外活动等时间节点。每个时间节点用不同的颜色标注，并附有对应的钟表图片，帮助学生将时间与生活场景相结合。）

师：现在我们把今天学到的时间知识应用到实际生活中。大家来看这个作息表，从早上起床到晚上睡觉，都有什么时间节点？

生：有起床、上学、午饭、放学，还有课外活动。

师：大家能不能用今天复习的知识，把这张表里的时间说得更加清楚呢？比如，几点开始做什么，持续多长时间？

生1：早上7点起床，半小时后，7点30分吃早饭。

生3：上午8点到校，8点10分开始第一节课。

生3：下午6点放学，到家吃完饭后7点30分到8点30分是课外活动时间。

师：很好！现在请大家自己设计一个作息表，用刚才我们学的时间计算方法来安排你们的一天。

（学生在自己的作息表上标注时间，并调整优化，确保每个时间段都有合理的安排。教师巡视，观察学生设计的进展，提出建设性意见。）

师：谁愿意分享一下自己的作息表？

生1：我的作息表是7点30分起床，8点20到学校，6点放学后先吃饭，再做1小时的作业，然后8点到9点进行课外活动。

师：非常好，你合理安排了学习和休息的时间，这样才能保证一天的效率。其他同学可以参考他的安排，优化自己的作息表。

（设计意图：鼓励学生将课堂上学到的时间计算方法应用到实际生活中，帮助他们在生活中灵活运用数学知识，培养学生的应用意识和实践能力。设计作息表的任务可以让学生意识到数学的实际用途，完成知识迁移，巩固其在实际情境中的数学应用能力，激发学生的学习动力。）

（七）课堂总结，提升素养

（教师回到白板，展示一张时间单位的总结图表，包含时、分、秒之间的相互转换关系，旁边列出学生在课堂上复习过的时间加减法规则，以及一些时间计算的例子。）

师：现在回想一下，这节课的哪部分知识对你们来说最难？

生1：我觉得不整点时间的计算有点难，特别是跨小时的加减法。

生2：我觉得分针和时针一起动的时候不太好掌握，容易混淆。

师：大家说得很对，跨小时加减法确实需要更多练习，时针和分针的关系也要再进一步巩固。别担心，接下来我们会继续练习这些内容，你们要掌握好每个细节。

（教师展示下一步学习计划，介绍将要进行的更复杂的时间计算，并将时间问题扩展到生活场景中。）

师：经过今天的复习，大家都对时间有了更清晰的认识。希望你们在生活中也能注意这些时间问题，记住自己每天几点上学、放学，做事情需要多长时间，如何合理安排时间，学会用数学的眼光观察生活。

（设计意图：引导学生反思自己在学习中的问题，逐步培养他们的自我反思能力，结合所学知识提高其时间管理能力。）

七、教学反思

本次教学设计利用可视化思维工具加深了学生对时间单位的理解，取得了良好的教学效果，但仍存在一些不足之处。例如，部分学生在处理跨小时的时间加减法时可能存在困难，容易将分针与时针的关系混淆；学生对时间单位的认知不够深刻。教师还需要在后续的教学中增加针对性练习。另外，小组合作讨论可提高学生的互动协作能力，但在实践过程中，部分学生在合作中缺乏明确分工，讨论效果并不理想。未来教师可以更细致地分配任务，确保每个学生都能在合作中找到自己的角色，积极参与到讨论与实践中。

（作者单位：兰州市第十五中学〈九年义务制学校〉）

编辑：温雪莲