数智赋能视域下立体图形教学体系重构

摘要：本文聚焦于数智赋能视域下小学数学中长方体和正方体单元的教学体系重构。在数字化时代，传统立体图形教学面临挑战，难以充分激发学生兴趣和培养空间观念。借助数智技术，能为教学带来创新变革。通过对教学现状的分析，阐述数智赋能的理论基础，结合实际教学案例，从教学资源整合、教学方法创新、教学评价革新三方面探讨如何重构教学体系，提升教学效果，培养学生的空间想象、逻辑思维等能力，为小学数学立体图形教学提供新的思路与方法。

关键词：数智赋能；小学数学；立体图形；长方体和正方体

引言

在小学数学教学中，立体图形知识是培养学生空间观念、几何直观和逻辑思维能力的重要内容。长方体和正方体作为最基础的立体图形，是学生深入学习立体几何的基石。然而，传统教学模式下，受教学手段和资源的限制，学生对长方体和正方体的认识往往停留在表面，难以真正理解其本质特征和空间关系。随着信息技术的飞速发展，数智技术在教育领域的应用日益广泛。将数智技术融入小学数学立体图形教学，为教学体系的重构提供了新的契机。通过数智赋能，能够打破传统教学的局限，以更加直观、生动、互动的方式呈现教学内容，激发学生的学习兴趣，提高教学效率和质量。因此，探索数智赋能视域下长方体和正方体单元的教学体系重构具有重要的现实意义。

一、小学数学长方体和正方体单元教学现状分析

教学方法传统单一：在传统教学中，教师多采用讲授法，通过黑板板书和实物模型展示长方体和正方体的特征、表面积和体积公式推导等内容。例如，在讲解长方体表面积公式时，教师通常在黑板上画出长方体展开图，然后一步步讲解每个面的面积计算方法，最后得出表面积公式。这种教学方法缺乏趣味性和互动性，学生参与度不高，难以真正理解公式的推导过程和实际应用。

学生空间观念培养不足：长方体和正方体的学习需要学生具备一定的空间观念，能够在头脑中想象立体图形的形状、大小和位置关系。但在实际教学中，由于学生缺乏直观的空间体验，仅依靠教师的讲解和有限的实物观察，很难形成清晰的空间观念。比如，在解决一些关于长方体和正方体的切割、拼接问题时，学生常常感到困惑，无法准确想象出图形变化后的样子。

教学资源有限：传统教学主要依赖教材和少量的实物教具，教学资源相对匮乏。对于一些抽象的概念和复杂的空间关系，难以通过简单的教具进行展示。例如，在讲解正方体的展开图有11种不同形式时，仅靠实物展开演示，学生很难全面、清晰地观察和理解，影响教学效果。

二、数智赋能视域下教学体系重构的理论基础

建构主义学习理论：该理论认为，学习是学生主动建构知识的过程，而不是被动接受知识。在数智赋能的教学中，学生可以借助数字化工具，自主探索长方体和正方体的特征、结构等知识。例如，学生可以利用电子交互教具，通过触摸、旋转等操作，主动构建对立体图形的认知，加深对知识的理解。

多元智能理论：多元智能理论强调学生具有多种智能类型，如空间智能、逻辑数学智能、语言智能等。数智技术能够为不同智能类型的学生提供多样化的学习方式和资源。例如，对于空间智能较强的学生，可以通过多媒体演示，让他们更直观地感受长方体和正方体在空间中的存在形式；对于逻辑数学智能突出的学生，利用在线计算练习平台，进行表面积和体积的计算练习，培养他们的逻辑思维能力。

三、数智赋能视域下教学体系重构的实践策略

（一）教学资源整合

利用数字化素材丰富教学内容：教师可以收集和整理与长方体和正方体相关的数字化素材，如3D动画、微视频等。在讲解体积概念时，可以播放生动的3D动画，展示一个长方体容器中逐渐倒入水，水所占空间的变化过程，让学生直观地理解体积的含义。同时，还可以引入一些生活中的实际案例，如建筑工人计算长方体砖块的体积，将这些案例制作成图文并茂的电子文档，丰富教学内容。

（二）教学方法创新

多媒体演示教学：利用多媒体软件，将长方体和正方体的抽象知识转化为直观的动态演示。比如在讲解长方体和正方体的展开图时，通过动画展示不同的展开方式，让学生清晰地看到每个面的位置变化，帮助学生理解展开图与立体图形之间的关系。在讲解表面积和体积的变化规律时，通过动态演示长方体棱长变化时表面积和体积的数值变化，让学生更直观地掌握知识。

小组合作探究：组织学生开展小组合作活动，共同完成与长方体和正方体相关的任务。例如，让学生分组用卡纸制作长方体和正方体的模型，在制作过程中，学生需要测量边长、裁剪卡纸、粘贴成型，这一过程能让学生亲身体验长方体和正方体的特征，如面的数量、棱的关系等。完成模型制作后，小组内讨论并总结长方体和正方体的特点，教师引导各小组进行交流分享，培养学生的合作能力和自主探究能力。

数学游戏竞赛：设计一些有趣的数学游戏和竞赛活动，激发学生的学习兴趣。比如开展“长方体和正方体知识大闯关”游戏，设置不同难度的关卡，涵盖长方体和正方体的特征、表面积和体积计算等知识点。学生通过回答问题、解决实际问题等方式闯关，获胜者可以获得小奖品。还可以组织“谁的体积大”竞赛，给学生提供不同规格的长方体和正方体材料，让他们通过测量和计算，比较出体积大小，在竞赛中巩固所学知识。

（三）教学评价革新

建立多元化评价体系：除了传统的纸笔测试外，引入过程性评价和表现性评价。过程性评价关注学生在学习过程中的表现，如参与课堂讨论的积极性、小组合作的能力、使用数智工具辅助学习的情况等。例如，在小组合作制作长方体模型的活动中，评价学生在小组中的分工协作、动手能力、沟通交流等方面的表现。表现性评价则通过学生在实际任务中的表现来评价他们的学习成果，如让学生利用所学知识设计一个长方体的收纳盒，并制作出实物模型，评价学生对长方体知识的应用能力和创新思维。

利用数据分析优化评价：借助学习管理系统（LMS）等工具，收集学生在学习过程中的数据，如在线作业完成情况、课堂互动参与度等。通过对这些数据的分析，教师可以了解学生的学习情况和存在的问题，及时调整教学策略。例如，如果发现大部分学生在长方体体积计算的在线作业中错误较多，教师可以针对这一问题进行专项辅导，加强对体积公式的讲解和练习。

结束语

数智赋能视域下小学数学长方体和正方体单元教学体系的重构是适应时代发展和教育改革的必然趋势。通过整合教学资源、创新教学方法、革新教学评价，能够有效提升教学效果，激发学生的学习兴趣，培养学生的空间观念、逻辑思维和创新能力。然而，在实践过程中，也面临着技术应用成本高、教师信息技术能力有待提升等问题。未来，需要进一步加强教师培训，提高教师运用数智技术的能力，同时不断探索和完善教学模式，充分发挥数智技术在小学数学教学中的优势，为学生的全面发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]郭英.数字化教学资源在小学数学几何教学中的应用研究[J].教育信息技术，2024 （3）： 25 - 30.

[2]何先月.基于多媒体教学的小学数学立体图形教学实践探索[J].现代教育技术，2023 （5）： 45 - 50.

[3]张莉.大数据背景下小学数学教学评价的变革与实践[J].教学与管理，2024 （2）： 30 - 35.