信息技术与小学数学课程融合路径探索研究

引言

在数字化教育转型浪潮下，信息技术与学科教学的深度融合已成为教育创新的重要方向。小学数学作为培养学生逻辑思维与问题解决能力的关键学科，其抽象性特征与信息技术具象化、交互化的优势形成天然互补。当前，动态几何软件、教育大数据分析、虚拟现实等技术工具正逐步改变传统教学模式，为数学概念的可视化呈现、复杂问题的情境化建模提供了新可能。探索二者融合的有效路径，对提升数学教学质量、培育数字时代核心素养具有重要现实意义。

一、信息技术与小学数学课程融合的理论基础与价值重构

信息技术与小学数学课程的融合并非技术工具的简单叠加，而是基于建构主义学习理论、混合式学习理论及数学教育目标的系统性重构。从认知发展视角看，信息技术通过动态可视化工具（如几何画板、虚拟实验平台）将抽象数学概念转化为具象操作对象，帮助学生突破空间想象与逻辑推理的认知壁垒。从教育生态视角分析，融合过程重构了 " 教师 - 学生 -内容 - 技术 " 四维互动关系：技术作为认知脚手架支持个性化学习路径，教师角色从知识传授者转变为学习情境设计者，学生则通过技术赋能获得更主动的探究空间。这种融合对数学核心素养培养具有深层价值。一方面，信息技术支持的交互式学习环境能强化学生的数据意识与模型思想。通过电子表格与统计软件，学生可经历完整的数据收集、整理、分析过程，在解决真实问题中理解统计量的统计意义。另一方面，融合教学促进了高阶思维发展。编程工具的引入使学生通过算法设计理解数学规律的本质，例如利用 Scratch 编写分数加减程序时，需深入思考通分原理与运算规则的逻辑关联。

二、信息技术支持下的教学内容重构路径

（一）抽象概念的具象化呈现

数学概念的高度抽象性常成为学生学习障碍，信息技术通过多模态表征实现概念的可视化与可操作化。在 " 数与代数 " 领域，电子计数器与数轴动态演示工具可将整数、小数、分数的运算过程转化为视觉可追踪的动态迁移，帮助学生建立数感与运算一致性理解。对于函数概念，动态几何软件通过参数滑动实时展示变量关系，使函数图像的生成过程从静态结果转变为动态建构，强化学生对函数本质的特征把握。这种具象化呈现不仅降低认知负荷，更通过多感官参与促进深度学习发生。

（二）复杂问题的情境化建模

信息技术为数学问题解决提供了真实情境的嵌入平台，地理信息系统（GIS）可将位置问题转化为坐标系中的动态追踪，气象数据可视化工具能将统计图表与实际气候现象关联，使学生在解决真实问题的过程中理解数学的应用价值。更关键的是，技术工具支持的问题建模过程能培养系统思维。如在规划校园绿化方案时，学生需综合运用面积计算、比例分配、优化算法等知识，通过建模软件将实际问题抽象为数学模型，在迭代优化中体会数学思维的严谨性与创造性。

（三）跨学科知识的整合化应用

数字技术打破了学科界限，为数学与其他领域的深度融合创造条件。在 " 综合与实践 " 模块，编程教育成为数学应用的重要载体。学生编写游戏程序时，需运用坐标定位、角度计算、随机数生成等数学知识，同时涉及物理运动规律、美术设计原理等跨学科内容。这种整合化应用不仅巩固数学知识，更培养了学生的综合素养。此外，人工智能基础模块的引入使学生通过数据训练理解概率统计原理，在机器学习实践中体会数学算法的强大功能，形成对数学技术价值的立体认知。

三、信息技术驱动的教学模式创新策略

（一）翻转课堂中的认知前置设计

教师通过微课视频将基础概念讲解前置，课堂时间则专注于问题探究与思维拓展。这种设计的关键在于视频内容的结构化呈现：采用 " 问题链" 引导思考，嵌入交互式练习实时反馈，利用动画演示突破难点。如在 "圆的面积 " 教学中，视频通过动画分割将圆转化为近似长方形，课堂则组织学生讨论极限思想，比较不同割补方法的误差，使知识理解从操作层面上升到理论层面。

（二）项目式学习中的技术支架搭建

项目式学习强调真实问题的解决，信息技术为其提供了全过程支持工具。在 " 校园节水方案 " 项目中，学生利用物联网传感器收集用水数据，通过电子表格进行统计分析，运用几何知识设计雨水收集装置，最后使用多媒体工具制作项目报告。技术支架不仅贯穿项目始终，更通过角色分工促进协作学习：数据组负责信息处理，建模组专注算法设计，展示组统筹成果呈现。这种分工模式培养了学生的团队意识与项目管理能力，同时使不同认知风格的学生都能找到适合的参与方式。

（三）差异化教学中的智能适配机制

人工智能技术支持的智能教学系统能实现学习资源的动态推送与学习路径的个性化规划，系统通过分析学生的作业数据、测试成绩、操作轨迹等多元信息，精准定位知识薄弱点，自动生成分层练习与补救教学方案。如在分数运算单元，系统可识别学生在通分环节的常见错误，推送针对性微课与变式练习，同时为学有余力的学生提供拓展性探究任务。这种智能适配机制使教学真正实现 " 因材施教 "，每个学生在最近发展区内获得最大发展。

四、融合实践中的挑战与应对策略

（一）教师技术素养的持续提升

信息技术融合对教师提出了更高要求，不仅需要掌握基础操作技能，更要具备技术整合的教学设计能力。当前教师培训存在技术培训与学科教学脱节的问题，需构建"技术理解-学科应用-创新实践"的三阶培训体系。首先通过工作坊掌握常用工具功能，其次通过课例研究理解技术如何支持特定教学目标，最后通过项目实践发展技术融合的创新思维。建立校际教研共同体，通过在线协作平台共享优质资源，形成持续学习的支持网络。

（二）数字资源的科学筛选与整合

面对海量数字资源，教师需具备资源甄别与重组能力。优质资源应符合数学学科本质，避免技术炫技掩盖教学内容。应具有开放性，支持二次编辑与个性化改造。应体现分层设计，满足不同学习需求。学校可建立资源审核机制，从教育性、技术性、艺术性三维度进行评估，构建校本资源库。鼓励学生参与资源建设，通过制作数学小报、录制解题视频等方式，将学习成果转化为共享资源，形成生生互动的资源生态。

（三）教学评价的多元维度拓展

传统纸笔测试难以全面评估技术融合的教学效果，需构建过程性评价与终结性评价相结合的评价体系。过程性评价关注学生在技术使用中的思维表现，通过电子档案袋记录探究轨迹，利用学习分析技术挖掘行为数据背后的认知规律。终结性评价则采用项目展示、实践操作等多元形式，重点考察问题解决能力与创新思维。此外，引入学生自评与互评机制，通过反思日志、同伴点评等方式促进元认知发展，使评价成为学习改进的重要环节。

结束语

信息技术与小学数学课程的深度融合，是教育现代化进程中的必然选择。这种融合不仅改变了教学形态，更重塑了数学教育的价值追求：从知识传授转向素养培育，从被动接受转向主动建构，从单一学科走向跨学科整合。未来的融合实践需持续探索技术赋能的创新路径，在保持数学学科严谨性的充分发挥技术的优势，构建更具生命力与创造力的数学教育新生态。这要求教育者保持开放心态，在技术理解与学科本质之间寻找平衡点，使信息技术真正成为促进学生数学理解与思维发展的有力工具，而非教学创新的装饰品。

参考文献：

[1] 张华 . 信息技术与小学数学课程深度融合的实践路径研究 [J]. 中国电化教育 ,2021(5): 112-113.

[2] 王晓红 . 数字技术赋能小学数学教学创新的模式探索 [J]. 电化教育研究 ,2022(8): 89-90.

[3] 刘芳. 人工智能背景下小学数学课堂变革的路径与策略[J]. 课程·教材·教法 ,2023(3): 67-68.