新型认知工具在小学数学教学中的创新应用

引言

如今社会上信息技术被广泛使用，各个领域都被信息技术所影响，教育领域也不例外，尤其是小学数学教学领域，传统的黑板、粉笔、教科书的教学方式已经不能满足现代教育的需求了，而新型的认知工具，如多媒体教学软件、互动白板、在线学习平台等，因其直观、生动、互动性强的特点，正在逐步成为小学数学教学的重要辅助工具。

一、新型认知工具的内涵及应用意义

新型认知工具指的是借助现代信息技术发展起来的，可以辅助学生认知过程，促进知识建构的工具，包括互动白板，数学软件，思维导图工具，VR/AR 设备等，相较于传统的教学工具，它们具有交互性，可视化，情境化等特点，给小学数学教学带来全新的变革，在小学数学教学中应用新型认知工具有着重要的意义，首先可以将抽象的数学知识形象化，帮助学生理解难点，比如用几何画板动态演示图形的变换过程，让学生直观感受图形的性质，用 VR 设备创设购物情境，让抽象的加减运算变得具体可感。能引发学生的学习兴趣，提升参与度。新认知工具具有的趣味性、互动性等特点能够吸引学生自觉地去了解数学、探索数学，改变以往数学学习是枯燥无趣的刻板印象。可以培养学生高阶思维。例如利用思维导图梳理知识点的脉络，锻炼逻辑思维；使用数据分析工具分析数学问题，提高创新思维和解决问题的能力。

二、新型认知工具在小学数学教学中应用存在的问题

（一）应用形式化，深度融合不足

有些教师在运用新型认知工具的时候，只是把它当作传统板书的替代品，拿互动白板来展示习题，没有发挥工具的交互性与探究性，就拿“圆柱和圆锥的体积”这节课来说，仅仅用软件显示公式推导过程，没让学生自己动手去调节参数看体积怎么变，这样工具的应用只是走个过场，不能真正推动学生的认知发展。

（二）工具选择与教学目标的匹配性问题

部分教师片面追求工具的先进性，忽视教学需要，例如在小学低年级教学简单加减法时使用复杂的 VR 设备创设情境反而分散学生的注意力，在高年级教学“统计与概率”时，未使用数据分析工具，仍然用手工绘图，降低教学效率。工具与目的错位影响提高教学效果。

（三）教师应用能力不足

新型认知工具操作与应用需教师具备一定信息技术素养，部分小学数学教师对工具功能掌握不熟练，无法灵活运用工具开展教学活动，如不会用数学软件设计互动练习、不能及时解决工具使用中的技术问题，导致工具作用无法充分发挥。

（四）过度依赖工具而忽略传统教学优势

有些老师过分依靠新型认知工具，抛弃了实物操作，板书推导等传统办法，比如在教“分数的初步认识”时，只是动画演示分蛋糕的过程，没让学生动手折纸等分，致使学生缺少直观感受，很难形成分数概念，新型认知工具和传统教学方法的融合失衡，对学生的全面发展不利。

三、新型认知工具在小学数学教学中的创新应用策略

（一）基于教学内容与目标的工具精准选择

依照不同的教学内容以及目标来挑选适当的新型认知工具，在几何教学环节当中，选择几何画板，AR 图形识别工具辅助学生认识图形特性与空间关系，教学“三角形内角和”期间，引导学生使用几何画板绘制各种三角形，测量并拖动顶点看内角变化情况，自主找出内角和规律，在计算教学环节当中，选择互动练习软件，制定分层练习，由程序自动评判练习成果，并予以反馈，改进练习效果，在统计教学部分，选用Excel，线上数据可视化工具让学生录入数据形成表格并作出数据图来剖析数据特点，培育数据剖析能力。

（二）关键教学环节的创新应用与认知深化

概念形成环节：借助工具创设情境，让学生感受概念的本质。如教学“负数”，利用温度模拟软件显示不同地区的温度，通过零上、零下温度的对比，帮助学生形成负数的概念。

公式推导环节：借助工具提供探究平台，让学生自主推导公式，如教学“圆的面积”时，用拼图软件把圆分割成许多扇形，让学生拖动扇形拼成近似长方形，观察长方形的长、宽与圆的半径、周长的关系，推导出面积公式。

问题解决环节：用工具扩大问题情景，培养应用能力，比如在“百分数的应用”课里，用购物模拟软件设定不一样的折扣和满减活动，让学生算出最好的购物方案，把百分数知识同生活实际联系起来。

（三）传统教学方法的融合与优势互补

新型认知工具的应用要同传统教学手段结合起来，比如教“认识图形”，先让学生拿实物积木搭图形（传统方法），然后用AR 工具扫积木，显示图形的名称，特征和立体视图（新型工具），这样学生就能在动手搭建的基础上，利用数字工具加深对图形的认识，在“计算教学”里，先用竖式计算加强算理（传统方法），再用计算软件做快速计算练习和错题分析（新型工具），做到既巩固基础又锻炼能力。

（四）提升教师应用能力以确保应用成效

学校应对教师展开培训，培训内容涉及工具操作技巧，与教学融合设计方法等，可以安排教师参与专题workshops，观摩优秀课例，开展校本教研活动，分享工具应用经验，还可以组建技术支持团队，随时解决教师在工具使用过程中遇到的问题，使教师可以安心教学，而不必操心技术问题，教师自身也应该积极学习，掌握工具的新功能，结合教学实际进行创新应用。

结语

新型认知工具在小学数学教学中的创新应用是一种不断探索的过程，我们需要通过正确的选取工具，在合适的教学环节进行创新地应用，在保持原有的教学手段与教学方式的情况下进行创新地应用，并且提升老师对新型认知工具使用的能力等，这样我们才能最大化地发挥出新型认知工具的优势，推进小学数学的教育教学。并且未来信息技术的不断发展，会推出更多更丰富的新型认知工具，为我们小学数学的教学提供越来越多的可能性和机会，作为教师我们更要与时俱进，紧跟社会的发展趋势，不断的探究新技术在教学的应用中为学生们创造更好的学习环境，让学生们在学习过程中培养自己的创新思维与创新能力，为学生们以后的发展打下好的基础。

参考文献：

[1]李华.信息技术在小学数学教学中的应用研究[J].中国教育信息化，2020（12）：45-48.

[2]王明.新型认知工具对小学生数学学习能力的影响[D].华东师范大学，2019.