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运用信息技术,促进数学深度学习

2022-07-20庄国群

数学学习与研究 2022年10期
关键词:有效运用深度学习信息技术

庄国群

【摘要】教师在开展小学数学深度学习时要重视信息技术的应用价值,并加以有效运用.运用信息技术进行数学教学的策略有以下几方面:采用情境驱动,激发学生主动探究;利用多媒体直观演示,有助于发展学生的高阶思维;展开网络交流,拓展学习空间,帮助学生构建知识体系;利用几何画板优化练习,提升学生的迁移应用能力;运用信息化手段作为评价工具,帮助学生有效发展.

【关键词】信息技术;小学数学;深度学习;有效运用

【基金项目】本文系安徽省教育信息技术研究课题“信息技术环境下促进小学生数学深度学习的探索与实践”的研究成果.(课题立项号:AH2019008)

深度学习是我国基础教育课程改革、落实核心素养的重要路径.数学作为小学课程体系中的重要课程,我们要提高教的有效性、学的深度性,让学生的综合素养得到提升.现代信息技术的发展对数学教育价值、目标、内容及学与教的方式产生了重大影响,它能够为教学提供丰富多彩的环境和有利的工具.所以,教师在开展小学数学深度教学时要重视信息技术的应用价值,并加以有效运用.

一、情境驱动,激发学生主动探究

情境认知理论认为知识是情境化的,教师可以利用信息技术丰富的表现形式,根据学情创设尽可能逼真、能反映知识生成和应用的学习情境.这样的情境能够让学生置身其中,激发其主动探究和深度思考.

例如,在学习“千以内的数”这一内容时,教师可制作微课短视频,为学生设计探究数的抽象意义的情境,在微课中展示数的发展和演变历程,也就是古代人们用石子记数、结绳记数、刻痕记数等方法,后来又产生“逢十进一”的记数方法及记数符号.

师:从视频中我们了解了数的发展史,感受了古代劳动人民的伟大智慧.你从中知道了哪些大于100的数?

生:有三百二十四和六百一十二.

师:你会表示这些数吗?

教师引导学生自主探究,小组合作交流.学生运用小棒、计数器、方块板等不同的计数方法进行记数,整个教学过程使学生经历由具体的数量抽象为数的过程,培养学生的抽象思维,帮助学生建立数感.

又如,在教学“平移和旋转”时,平移和旋转现象在我们的生活中无处不在,教师可鼓励学生结合生活经验说说还有哪些平移现象,在交流中进一步丰富感知,形成清晰的认识.学生举例说明的过程中,教师可运用视频补充一些实例,如玉佛寺大雄宝殿平移工程、迪拜旋转摩天大厦等,让学生不仅认识了解平移、旋转的现象,更感受到知识的运用,从而激发学生学习的兴趣.

教师用这种方式引入新课,可将数学与学生的身心发展水平相结合,与学生的生活经验相连接,与学生未来的发展潜力相连接.运用信息技术创设具体情境不仅能拓展学生的认知视野,而且能提高课堂教学效率.

二、直观演示,发展高阶思维

为了实现学生的深度学习,教师可利用信息技术直观演示的优势,根据数学知识核心內容和知识中蕴含的思想方法进行教学设计,利用录像、演示、模拟等,让学生在有限的环境中体验更多.学生通过观察比较、分析综合和迁移创造等,也能逐步探究知识的形成过程,从而把握知识的本质,形成高级认知,发展高阶思维.

例如,在教学“圆的面积”时,圆所占平面的大小叫作圆的面积.圆的面积和什么有关联?你打算怎么研究圆的面积?学生带着问题完成以下活动.

1.选一选:下面四种图形,选择一种进行研究.

多媒体展示图2.

2.拼一拼:将等分后的圆拼成一个我们学过的平面图形.

3.说一说:将思考结果在组内交流,共同讨论.

多媒体展示学生的作品,在屏幕中先将圆4等分、8等分、16等分、32等分,将一半涂红色,然后展示拼成的图形.

师:仔细观察,你有什么发现?

生:都是近似的平行四边形,但是等分32份拼成的图形比等分16份拼成的图形更接近长方形.

师追问:还能将圆继续等分吗?如果将圆等分成无数份,想象一下,拼成的图形会是什么样子?

学生通过观察、思考、想象后得出结论:将圆平均分成的份数越多,拼成的图形越接近长方形.

有了形象直观的图形,就可以推导出圆的面积公式.

1.找一找:请找到转化后的近似平面图形的底和高.

2.想一想:它的底和高与圆的什么有关?有什么关系?

因为长方形面积=长×宽,

所以圆的面积=πr×r,

=πr2.

最后用视频补充我国魏晋时期著名数学家刘徽首创的割圆术的材料,他将极限、无穷小引入数学证明,为我国数学发展做出了贡献.

用多媒体将“化曲为直”“极限思想”的动态过程清晰地展现出来,能让学生深刻理解后进行迁移运用,自然而然地推导出圆的面积公式.运用信息技术进行教学可以化静为动、动静结合,揭示事物运动变化的规律,培养学生的空间观念,构建极限思想.

以上教学按照学生的认识规律,不断再现知识的产生、形成过程,实现了“第二次倒转”.学生在发现与建构的过程中切身体验了人类实践探索的思想历程,并在深刻理解后做到实践创新,提高了问题解决能力,从而实现深度学习,发展数学核心素养.

三、拓展空间,构建知识体系

教师可以利用多媒体为学生搭建一个线上交流互动平台,如从网上查阅相关课外拓展资料、利用微信共享交流等.教师也可以利用平台分享一些数学趣事、数学史等,鼓励学生阅读、评价、发表所感,加强数学文化的熏陶,拓展学生的学习空间.

例如,在“时、分、秒”的拓展学习中,教师可引导学生在课后自主探索,并将搜索结果在微信等交流平台展示.教师也可参与学生的讨论,适时提出一些问题,促进学生进一步探索.

师:除了时、分、秒这几个时间单位,你还知道哪些时间单位?

生:还有年、月、日,我知道一年有12个月,一天有24小时.

生:我是4年才过一次生日?你们知道我的生日是哪一天吗?

生:你的生日是2月29日.

……

师:关于珍惜时间的古诗词、名言警句有哪些?

生:一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴.

生:少壮不努力,老大徒伤悲.

……

关于时间的相关知识还有很多很多,由此,学生的思维得到发散.教师通过现代信息技术开展线上交流学习,帮助学生在时间的历史长河中对时、分、秒进行深刻的理解认识,培养学生做个懂得珍惜时间的人.

又如,在教学“轴对称图形”时,学生在掌握轴对称图形的相关知识点后,教师指出:“其实实际生活中有很多轴对称物体,只要用心去观察,你就会发现它们无处不在.生活中还有哪些轴对称图形呢?这个问题留作今天的作业.”第二天教师借助多媒体展示学生的作业.

教师运用信息技术进行教学,学生的学习不再局限于课堂,学习空间得到拓展.而学习资料的收集、整合、归纳促进了学生的深度学习,使学生对所学内容的认识不再是一个点,而是一条线,甚至是一个面,并且能够追根溯源,系统掌握知识,构建完整的知识体系.

四、优化练习,促进迁移应用

深度学习是一种主动参与、发展高阶思维、迁移创新的学习过程.对于课堂练习,教师也可以利用信息技术的优势丰富练习形式,优化练习内容,使学生有效地学习数学.

例如四年级的一道创新题:某市区有三个景点A,B,C,景点A与C相距12千米,景点B与C相距16千米,景点A与B可能相距多少千米?请画图说明你的结论.

这是一道给定条件但结论不确定的开放题.有条理地分类讨论对学生来说有一定的难度,有一些学生只想到一种情况,有一部分学生想到两种情况,很少有学生能把三种情况有条理地分类说清.

教师可利用几何画板,画线段AC、线段BC,然后拖动点B,观察线段AB的长度变化.第一种情况:A,B,C三个点在同一条直线上,A,B在C的同侧.第二种情况:A,B,C三个点在同一条直线上,A,B在C的两侧.第三种情况:A,B在同一条直线上,C在直线AB外,A,B,C组成三角形.第三种情况可与三角形三边关系的知识点关联起来.教师利用几何画板很好地直观演示了动态过程,优化练习,培养了学生分类讨论、关联思维、数形结合和整体建构的思想.

又如,三年级的一道练习题:你能说出下面各图的周长是多少厘米吗?(每个小方格的边长为1厘米)

这一题可以先看看每个图形的一周是由几条线段围成的,再数一数、算一算,但是不细心的学生容易数错、算错,故教师可引导学生用不同的方法计算图形的周长.这时候教师可以运用多媒体展示“转化思想”,把不规则图形转化为规则图形,而转化后图形的周长和原来图形的周长是一样的.这样借助现代技术动态演示的过程更加直观、形象,能促进学生对知识的迁移应用.

教师利用信息技术优化练习能提高练习课的有效性,不仅让学生很好地掌握数学知识,而且培养了学生迁移应用的能力和数学思维,挖掘了学生的潜能.

五、评价工具,促进学生发展

评价在深度学习中发挥着重要作用,影响着学生学习达到的高度.持续性评价能为学生的深度学习活动持续地提供反馈,帮助学生改进和发展.深度学习中的持续性评价可以对学生的学习过程进行监控,对预期目标进行检测.教师应根据深度学习目标建立評价标准,运用信息技术手段对学生进行评价,做到不受时间、空间的限制.

例如,教师可根据深度学习目标设计持续性评价方案.课上,教师利用电子书包、班班通等软件评价学生在数学课堂的表现,如“积极发言”“创新思维”“动手能力强”等.课后,学生可以在一些学习软件上选择性地完成相关练习题.如一些软件具有题库功能,并按照学段、知识内容、题型、难易程度等做了梳理,学生完成练习后,系统会自动分析完成的结果,生成个性化诊断报告,并反馈给学生和老师,学生可以根据反馈情况强化薄弱环节,教师根据反馈不仅能够聚焦学生个人对知识的掌握情况,还能够分析全班学生的学习情况.

此外,教育主管部门还可以运用电子测试系统对学生进行学业水平测试,追踪采集每个学生学习的过程,不仅能够获得学生的学业成绩,还能够对学生的知识与技能,情感、态度、价值观等方面有所了解,为数学综合素质评价提供技术支撑.

信息技术在小学数学深度学习中的有效运用要以学生的实际需求为出发点,利用信息技术便捷、灵活、多元的优势,将信息技术与深度学习有效融合.随着教育的发展,信息技术在深度学习中的应用不断向前发展,一线教师要不断学习、研究、实践,为学生提供丰富的学习内容和学习方法,提高学生的数学核心素养和综合应用能力,进而落实立德树人的根本任务.

【参考文献】

[1]刘月霞,郭华.深度学习:走向核心素养(理论普及读本)[M].北京:教育科学出版社,2018.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.

[3]刘东旭.利用信息技术促进小学数学深度学习[J].中小学数字化教学,2019(3):49-52.

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