信息技术与小学数学图形教学融合的实践研究

引言：在教育信息化 2.0 行动计划和核心素养导向的课程改革背景下，信息技术与学科教学的深度融合已成为提升教学质量、促进教育公平的重要途径。小学数学中的图形与几何内容，因其较强的空间抽象性和逻辑性，对学生的空间观念与几何直观素养提出了较高要求，而传统教学方式在直观呈现、动态演示和学生自主探究方面常显不足。信息技术，特别是交互式电子白板、动态几何软件、虚拟现实（VR）和移动学习终端等，为破解这些教学难点提供了新的可能。

1. 信息技术与小学数学图形教学融合的理论基础与价值分析

信息技术与小学数学图形教学的深度融合，其科学性与可行性建立在坚实的教育理论基础之上。建构主义学习理论强调知识是学习者在一定情境下，借助他人帮助和必要工具，通过意义建构而获得的。在图形教学中，信息技术恰能创设丰富的学习情境，提供“脚手架”，支持学生通过操作、观察、实验等主动探究活动，自主发现图形的特征与规律，实现知识的主动建构。多媒体学习认知理论指出，人类通过视觉和听觉两个通道加工信息，有效利用双重编码能提升学习效果。信息技术通过图文、动画、音视频等多模态呈现，将抽象的图形概念转化为直观、动态的视听信息，符合小学生的认知特点，有助于降低理解难度，促进信息在工作记忆中的有效整合。

情境认知理论认为学习是发生在具体情境中的活动，信息技术能够模拟真实或创设虚拟的数学情境（如利用 AR 技术将几何体“放置”在教室中），让学生在“做数学”的过程中理解图形知识的应用价值。此外，维果茨基的“最近发展区”理论启示我们，教学应走在发展的前面。信息技术提供的即时反馈、分层练习和个性化学习路径，能够精准识别学生的认知水平，提供恰到好处的挑战与支持，有效拓展其发展空间。从价值层面看，这种融合具有多维意义：对学生而言，它极大地激发了学习图形的兴趣，将枯燥的识记变为生动的探究，显著提升了空间想象能力、几何直观素养和动手实践能力；对教师而言，它丰富了教学资源与手段，优化了教学设计，使其能更专注于引导、启发和个性化指导，提升了教学的专业性与效率；对教学本身而言，它推动了从“以教为中心”向“以学为中心”的模式转变，营造了更加开放、互动、高效的课堂生态，是实现小学数学教育现代化、提升育人质量的重要支点。

2. 信息技术与小学数学图形教学融合的应用策略与模式构建

融合应坚持目标导向、学生中心、适度适量、交互性与整合性五大原则，确保技术服务于教学本质，避免“为技术而技术”。在此基础上，可围绕图形教学的关键环节设计具体应用策略：在情境创设与导入环节，可运用生动的动画、实景视频或 VR 技术，将图形知识融入生活场景（如设计校园花坛、包装礼物盒），激发学习动机；在概念形成与探究阶段，充分利用动态几何软件（如GeoGebra、几何画板），让学生自主拖动、测量、变换图形，直观观察边、角、对称性等属性的变化规律，经历“猜想—验证—归纳”的完整探究过程；在操作体验与验证中，借助平板电脑上的拼图、折叠、展开类 APP，让学生在虚拟环境中进行反复操作，突破实物教具的局限，深化对立体图形展开图、图形运动的理解；针对难点突破，如空间想象、视图转换等，可采用 3D 建模软件或AR 技术，实现图形的多角度旋转、剖面展示和动态演示，化抽象为具体；在练习巩固与拓展环节，利用在线学习平台推送个性化、游戏化的练习题，即时反馈结果，支持分层作业与项目式学习（如用编程绘制图形）；在评价反馈方面，结合学习分析工具，追踪学生操作过程，实现过程性、发展性评价。

基于上述策略，可构建多样化的融合教学模式：一是“微课导学 + 课堂探究 + 在线拓展”的混合式学习模式，利用微课解决基础知识预习，课堂聚焦深度探究与互动，课后通过在线平台巩固与延伸；二是“情境—探究—建构—应用”的动态探究模式，以信息技术创设问题情境，引导学生利用技术工具自主探究，合作建构知识，并解决实际问题；三是“翻转课堂”模式，将知识传授前置，课堂时间主要用于基于技术的协作探究与深度讨论；四是“项目式学习（PBL）”模式，围绕一个综合性图形任务（如设计一个立体模型），全程融合信息技术进行设计、建模、计算与展示。这些模式的核心在于，将信息技术作为学生“学”的认知工具和探究平台，而非教师“教”的演示工具，从而真正实现以技术赋能学生深度学习，提升图形教学的整体效能。

3. 实践效果评估与问题反思

为全面检验信息技术与小学数学图形教学融合的成效，本研究综合运用了学业成绩对比、问卷调查、能力测评、教师访谈与课堂观察等多种方法进行评估。评估结果显示，融合教学实践取得了显著的积极效果：学生后测成绩普遍优于前测，尤其在涉及空间想象、图形变换和综合应用的题目上提升明显；学习兴趣与态度调查表明，绝大多数学生认为信息技术让图形课“更有趣”、“更容易懂”，课堂参与度和专注度显著提高；通过设计“图形拼搭”、“视图绘制”等任务测评，发现学生的空间观念和动手探究能力得到有效发展；教师访谈反馈，信息技术丰富了教学手段，使难点讲解更直观，但也坦言在教学设计和课堂管理上面临新挑战；课堂观察记录显示，技术融入的课堂互动性更强，学生提问和讨论更活跃。

技术层面，设备（如平板、网络）的稳定性与充足性不足，部分软件操作复杂、学习成本高，影响了教学流畅性。教师层面是核心瓶颈：部分教师信息技术应用能力有限，难以熟练操作专业软件或开发优质课件；精心设计融合教学方案耗时耗力，增加了备课负担；部分教师仍存在“技术崇拜”或“技术恐惧”心理，未能平衡技术使用与数学本质的探究。学生层面，低年级学生操作电子设备不熟练，易产生挫败感；技术本身的吸引力可能导致学生注意力偏离数学学习目标，出现“玩大于学”的现象；过度依赖虚拟操作可能削弱实际动手能力。管理与支持层面，缺乏系统化、高质量的图形教学数字资源库，教师需花费大量时间自行寻找或制作；学校技术支持和维护力量薄弱，突发故障难以及时解决；现有的教学评价体系尚未完全适应融合教学的特点，对过程性、探究性学习的评价机制有待完善。

结论

合理运用动态几何软件、3D 模型、交互式课件等信息技术，能够有效突破传统教学在直观性、动态性和互动性方面的局限，将抽象的图形概念可视化、复杂的空间关系动态化，显著激发学生的学习兴趣，促进其主动探究，从而深化对图形特征与性质的理解，有效提升空间观念、几何直观等核心素养。实践中构建的应用策略与教学模式，如情境探究、混合式学习等，为一线教学提供了可操作的参考路径。未来应持续优化融合策略，加强教师培训与资源建设，深化技术与教学本质的结合，推动小学数学图形教学向更高效、更智慧的方向发展。

参考文献：

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