数字化工具辅助小学数学概念教学的探索

摘要：随着教育信息化进程的推进，数字化工具在小学数学概念教学中展现出独特价值。本研究通过实践探索，发现合理运用动画演示、互动软件等数字化手段，能有效突破传统教学中概念抽象化、学生理解困难等瓶颈问题。数字化工具通过创设生动情境、直观呈现数学本质、搭建实践操作平台等方式，可显著提升概念教学效果。教师在应用过程中应把握辅助性原则，注重工具选择与教学目标的契合度，构建”技术辅助+教师引导”的新型教学模式。

关键词：数字化工具；小学数学；概念教学

一、数字化工具在小学数学概念教学中的应用价值

1.直观呈现抽象概念：动态几何软件可将平面图形与立体图形自由转换，帮助学生建立空间观念。数的运算演示工具能动态展示计算过程，如分数加减时单位”1”的分割与重组，使抽象算理具象化。统计图表生成器可即时呈现数据变化规律，强化学生的数据分析意识。

2.增强课堂互动性：虚拟操作平台允许学生自主拖动图形元素，在探索中理解周长与面积的关系。数学游戏软件通过闯关模式深化对运算定律的理解，如通过物品组合游戏掌握乘法分配律。即时反馈系统能捕捉学生思维轨迹，帮助教师及时调整教学策略。

二、数字化工具辅助教学的实施策略

（一）工具选择适配化

工具选择适配化要求教师根据学生认知发展规律和教材内容特点，匹配合适的数字化工具。低年级学生处于具体运算阶段，需要借助实物表象理解概念；中年级开始向抽象思维过渡，需要过程可视化支撑；高年级则应侧重逻辑推理能力培养。这种分层递进的工具选择策略，既符合儿童认知发展规律，又能精准对接教学目标。以人教版”长度单位”教学为例，教师可选用”虚拟直尺”APP辅助教学。该工具具备厘米、分米双刻度对照功能，学生通过触屏拖动物体端点，直观感受单位量差异。在认识”米”的概念时，软件内置的AR测量功能可将教室实景转化为测量场域，学生用设备摄像头扫描课桌、黑板等物体，即时显示以米为单位的测量结果。这种将抽象单位具象为生活场景的技术适配，让学生在具身认知中建立量感。对于”折线统计图”教学，则选用数据动态生成器，学生输入本地天气温度数据后，软件自动生成折线变化趋势，并通过关键点标注功能分析数据波动特征，有效衔接了数据处理与数学分析能力培养。

（二）活动设计层次化

层次化活动设计遵循”最近发展区”理论，通过搭建递进式认知台阶，帮助学生实现概念建构的螺旋上升。教师需将数字化工具的操作流程分解为相互衔接的任务模块，每个模块设置明确的能力培养指向，形成”操作体验-意义建构-迁移应用”的完整学习链。如在人教版”长方形面积”教学中，教师可以设计三级探究活动：第一层次使用图形拼摆软件，学生自由组合1cm2方块铺满长方形，系统自动记录排列方式与数量；第二层次激活软件的网格透视功能，引导学生发现”每行个数×行数”的计算规律；第三层次创设装修模拟情境，学生根据虚拟房间尺寸计算地砖用量，软件实时核算预算金额。这种分层设计使面积公式的抽象推导过程，转化为可触摸、可验证的数字化操作体验。六年级”圆柱体积”教学中，教师首先让学生用3D切割工具将圆柱体分解为无数个薄圆片，再通过动态重组观察体积不变现象，最后在水利工程模拟系统中计算不同圆柱储水罐的容积，完成从直观感知到实际应用的思维跃迁。

（三）评价反馈动态化

动态化评价体系突破传统单一结果评价模式，通过技术手段捕捉学习过程的多维度数据。这种评价方式强调发展性、过程性和交互性，既能实时诊断学习问题，又能为教学改进提供可视化依据。在人教版”小数的意义”教学中，教师采用”思维可视化”评价系统。学生在数位顺序表软件中拖放数字卡片时，系统自动记录操作路径并生成思维流程图。例如将”0.5”转化为分数时，部分学生直接拖拽5到十分位，而有的学生先放置1再分割为10份。教师通过对比分析这些差异化的操作轨迹，精准把握学生的概念理解程度。而在”可能性”单元教学中，智能评价系统会统计学生在模拟抽奖实验中采用的策略类型：随机尝试型、数据记录型或概率计算型，据此生成个性化学习建议。对于选择随机尝试的学生，系统推送”大数据模拟”微课；偏好直观操作的学生则获得概率转盘游戏资源，实现评价数据与学习指导的闭环衔接。

三、教学实践中的反思与优化

（一）避免技术应用误区

技术应用需遵循”适时、适量、适度”原则，避免过度依赖或形式化使用。适时强调在认知冲突点介入技术工具，适量要求平衡数字化操作与传统学习活动，适度关注工具功能与教学目标的匹配度。以”认识时间”教学为例，教师可采用”虚实结合”策略：先让学生转动实体钟表模型感知时针分针的齿轮联动，当学生困惑于”为什么分针转一圈时针只走一格”时，再引入虚拟钟面放大镜功能。该工具可将钟表内部齿轮结构放大10倍，学生拖动分针旋转时，能清晰看到内部传动装置的工作过程。数字化操作仅用时8分钟，重点解决机械原理的认知难点，后续练习仍采用纸质钟面绘制。这种有节制的技术介入，既突破了抽象认知障碍，又保留了必要的动手操作体验。

（二）强化学生主体地位

数字化工具的应用应服务于学生的自主探究，通过创设开放性的数字化学习环境，让学生在”做数学”的过程中主动建构概念。人教版五年级”可能性”教学展示了这一理念的实施路径。教师提供概率实验模拟器，学生小组自主设计实验方案：一组用随机数生成器模拟抛硬币1000次，统计正反面出现频率；另一组调整实验参数，观察”两面花纹相同”的非常规硬币对概率的影响。在实验数据突破50%的理论值时，学生自发讨论”大数定律”的显现条件。教师通过屏幕监控系统捕捉各组实验进程，适时推送”历史上概率学家研究案例”的拓展资料。这种基于数字化工具的深度探究，使学生在自主发现问题、解决问题的过程中，真正理解随机现象的数学本质

结论

数字化工具为小学数学概念教学开辟了新路径，但其本质仍是辅助手段。教师需立足学科本质，准确把握技术应用的时机与程度，在”传统”与”现代”间寻求平衡。未来应继续探索智能技术支持下个性化学习模式的构建，使数字化工具真正成为发展学生数学核心素养的助推器。

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