信息技术赋能小学数学几何直观能力培养的教学模式创新研究

引言

几何直观能力是小学阶段数学学习中不可或缺的重要组成部分，它既包括学生对几何图形的感性认识，也涉及其在空间中进行抽象概括与逻辑推理的能力。传统小学几何教学往往通过板书画图、教具展示和口头讲解等方式来培养学生的直观意识，但这种方式存在一定局限性，图形呈现静态、变化单一，难以展现几何关系的动态性与复杂性，导致学生难以形成深刻而完整的几何直观。随着信息技术的飞速发展，数字化工具与多媒体手段广泛应用于教育领域，为几何教学提供了新的契机。特别是动态几何软件、三维建模系统、虚拟现实环境的引入，使学生能够在交互体验中直观感受几何图形的生成、变换与关系，从而更有效地培养其空间思维与几何直观能力。

一、几何直观能力在小学数学中的地位与培养现状

几何直观能力是学生数学核心素养的重要组成部分，它不仅关系到图形与几何学习的成效，还为代数、函数以及未来物理学习提供基础。然而，在现有小学数学课堂中，几何直观能力的培养仍面临诸多挑战。一方面，受制于课堂时间和教学任务，教师往往注重知识点的传授和题目训练，而忽视了直观能力的系统培养。另一方面，传统的教具和板书虽然能在一定程度上辅助学生理解，但在表现复杂图形变换或空间立体结构时力不从心，学生往往只能依赖想象，导致理解片面甚至出现认知偏差。此外，学生个体之间的空间感知差异较大，统一的教学方式难以兼顾不同层次的学习需求。随着新课程标准对数学核心素养的强调，几何直观能力的培养被提到了新的高度，亟需借助现代信息技术打破传统教学的瓶颈。

二、信息技术在几何直观教学中的优势

信息技术的引入为几何直观教学提供了全新的工具和资源。首先，多媒体演示能够通过动画、视频等形式动态展示几何图形的生成与变化过程，使学生从静态观察走向动态体验。其次，几何画板、GeoGebra 等动态几何软件支持教师与学生进行交互操作，通过点动、拖拽、旋转等方式，实时观察几何关系的变化，从而加深理解。再次，三维建模与虚拟现实技术能够突破平面局限，将抽象的几何形体以立体化方式呈现，帮助学生从多角度感受空间结构，提升空间想象力。此外，信息技术还能实现个性化学习，学生可通过在线平台自主操作、反复练习，逐步弥补学习差距。由此可见，信息技术在几何直观教学中不仅具有直观性、动态性和交互性优势，还能增强学生学习兴趣，促进自主探究与合作交流。

三、信息技术赋能下的几何直观教学模式创新

在教学模式设计上，信息技术的应用为几何直观能力培养开辟了新路径。首先，课堂导入环节可以利用信息化资源创设真实情境，通过生活实例与几何知识的结合激发学生兴趣，如通过建筑设计或日常物品的三维模型引入新课。其次，知识讲解环节应注重动态演示，借助几何软件展示图形的生成、平移、旋转与相似变化，让学生在观察中形成直观印象。再次，探究环节要注重互动体验，教师可设计任务驱动型活动，让学生通过操作软件完成几何作图或验证定理，在实践中深化理解。同时，小组合作学习能够借助信息技术平台实现数据共享与成果展示，提升交流与协作能力。最后，巩固与拓展环节可以结合在线作业系统与虚拟实验平台，让学生在课后自主操作、反复训练，促进知识内化。这种以信息技术为支撑的教学模式不仅改变了传统课堂的知识传递方式，更实现了从“教知识”到“促能力”的转变。

四、教学实践中的问题与挑战

尽管信息技术在几何直观教学中展现出巨大优势，但其在实际应用中仍面临诸多问题。首先，部分教师对信息化工具的掌握不足，存在“重演示、轻探究”的倾向，未能充分发挥技术的交互性与探究性。其次，教学资源分布不均，部分学校缺乏先进设备和稳定网络，制约了信息技术的应用范围。再次，过度依赖技术可能导致学生缺乏自主思考，容易形成“看得懂、做不来”的现象，影响直观能力真正转化为思维能力。此外，评价体系仍以结果性考试为主，缺乏对学生在几何直观能力培养过程中的关注和引导。这些问题提醒我们，信息技术的应用应与教学目标紧密结合，避免形式化和表面化，真正服务于学生能力提升。

五、优化路径与未来发展方向

为更好地发挥信息技术在几何直观教学中的作用，应从以下几方面进行优化：第一，加强教师培训，提升其信息技术素养与教学整合能力，使教师能够根据教学目标灵活选择和运用技术工具。第二，丰富教学资源，建设多层次、多样化的几何直观资源库，为不同层次学生提供适切的学习材料。第三，注重过程性评价，将学生在探究、操作、思考中的表现纳入评价体系，促进其能力全面发展。第四，推动家校协同，为学生提供课外操作与探究的平台，实现课堂内外的联动。第五，探索人工智能与虚拟现实等前沿技术在几何教学中的应用，进一步拓展直观能力培养的方式。未来，随着教育信息化的深入发展，信息技术必将在小学数学几何教学中发挥更加广泛而深远的作用，推动教学模式的创新与学生核心素养的提升。

结论

几何直观能力的培养是小学数学教育的重要任务，而信息技术的引入为这一目标的实现提供了强有力的支持。研究表明，合理运用多媒体、动态几何软件、三维建模与虚拟现实等信息化手段，能够突破传统教学的局限，显著提升学生的空间感知与逻辑思维能力，促进其学习兴趣和探究精神的养成。然而，当前教学实践仍存在教师应用能力不足、资源不均衡、评价机制不完善等问题，需要通过培训、资源建设与制度保障加以解决。展望未来，信息技术赋能下的几何教学将更加注重互动性、个性化与实践性，推动小学数学教学实现深层次改革，真正落实核心素养的培养目标。

参考文献

[1] 董铭佑.基于“互联网+”的小学数学智能化教学研究[J].中国新通信,2025,27(11):146-148.

[2] 夏晨辉.新课改背景下小学数学量感教学的优化策略探究[J].试题与研究,2025,(16):126-128.

[3] 丁世俊.人工智能技术与小学数学教学融合研究[J].教育界,2025,(15):77-79.