‌信息科技与小学数学跨学科融合教学的实践探索

一、引言

随着《教育信息化 2.0 行动计划》的推进，“互联网 + 教育”模式正深刻改变着基础教育形态。小学数学作为培养学生逻辑思维和创新能力的核心学科，长期面临着概念抽象难理解、知识与实际应用脱节等挑战。信息科技所具备的直观呈现、互动性强、数据驱动等特性，为解决这些问题提供了新的可能性。2022 版《义务教育数学课程标准》特别强调了“关注学科间关联”和“引导学生综合运用知识解决问题”，这进一步明确了跨学科融合的迫切性。

二、理论支撑

知识层面，小学阶段的信息科技主要是指学生需要掌握的数字化工具（像编程软件、AR/VR 设备、数据处理工具等）以及相关素养（比如用数字化工具学习的能力、数据意识、创新应用能力）。小学数学则涵盖“数与代数”“图形与几何”“统计与概率”“综合与实践”四大领域，核心是培养学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模等核心素养。而跨学科融合教学，就是打破学科之间的界限，以数学知识为核心，借助信息科技的工具和方法，实现知识迁移和能力整合的教学方式，重点强调在实践中学习和应用。

理论层面，建构主义学习理论认为，知识是学习者主动建构的，而信息科技能为学生提供“数学实验”的虚拟环境。就像在学习“三角形内角和”时，学生可以用几何画板拖动三角形的顶点改变形状，直观感受并自己发现内角和始终是 180^∘ 的规律，从而主动完成知识的建构。

三、融合教学的实践路径

( 一) 目标融合：双重素养导向

建立“数学核心素养”与“信息素养”协同发展的目标体系，实现知识与能力的统一。例如，在“百分数的应用”教学中：

数学目标：理解百分数的现实意义，能解决税率、折扣等实际问题；

信息目标：学会使用 Excel 处理数据、生成统计图表，并能解读数据背后的数学规律。

( 二) 内容融合：主题式整合

数与代数领域：利用编程工具让抽象概念可视。如讲授“方程”时，用 Scratch 设计“机器人走迷宫”：设定机器人初始位置为 x ，每次前进2 步，3 次后到达位置 10，引导学生列出方程 x+2×3=10 ；通过调整变量 x 的值观察机器人的运动轨迹，直观理解方程解的含义。

图形与几何领域：‌运用 AR/VR 技术突破空间想象限制。在认识“立体图形”时，学生用 AR 设备扫描课本插图，生成可 360^∘ 旋转、自由拆解的三维模型（如圆柱、圆锥），深入理解表面积、体积公式的由来。

综合与实践领域：‌采用项目式学习整合多学科知识。例如“校园绿植规划”项目：学生分组测量场地（几何测量），用简易 CAD 绘图（图形设计），统计植物存活率（统计知识），最终用PPT 展示方案并答辩，全程运用数字化工具完成数据收集、处理与呈现。

( 三) 方法融合：互动与探究

情境教学法：利用动画、虚拟场景还原数学问题的现实背景。比如讲“相遇问题”，通过动画展示两车从两地相向运动的过程，学生可调整车速、距离等参数，观察相遇时间的变化，直观把握“速度和 × 时间 Σ=Σ 路程和”的关系。

探究学习法：提供数字化工具支持学生自主探索。在探究“三角形三边关系”时，学生用几何画板尝试用不同长度线段组合三角形，软件即时反馈能否构成，学生通过多次实验归纳出“任意两边之和大于第三边”的规律，教师适时点拨。

协作学习法：‌ 借助在线协作平台促进小组合作。如学习“复式条形统计图”时，学生分组调查“班级课外活动时间”，通过腾讯文档共享数据，协作完成录入、制图、分析，并在班级空间发布报告，形成“分工—协作—共享”的学习闭环。

( 四) 多元评价：

过程评价：利用学习平台记录学生的数字化学习轨迹（如编程修改日志、在线讨论参与度、数据处理过程等），采用“成长档案袋”形式，全面反映其在知识应用、技术操作、协作能力等方面的进步。

成果评价：‌关注跨学科作品的创新性和实用性。如评价“校园绿植规划”项目时，考察测量数据准确性（数学能力）、规划图合理性（空间思维）、数据可视化清晰度（技术应用）、方案可行性（实践能力），结合教师评分与学生互评。

四、实践案例剖析

( 一) 案例1 ：AR 技术助力“图形的运动”（四年级：平移与旋转）

融合点：‌运用AR 技术强化空间观念。

实施：课堂从展示游乐园设施（过山车平移、旋转木马旋转）的 AR动画引入，引发学生观察运动差异的兴趣。学生用 AR 笔在平板上绘制图形，通过手势操控图形的平移（上下左右移动）和旋转（绕点转动），实时观察坐标变化规律。课后拓展活动是分组设计“AR 图形变变变”游戏，运用平移旋转创作图案并上传投票。

效果：‌课后测试表明， 85% 的学生能准确区分平移与旋转现象，相比传统教学提升显著；课堂参与度高达 92% ，学生普遍反映动手操作使得图形变化规律更易理解。

( 二) 案例2 ：AR 技术重构立体图形教学‌（六年级：圆柱与圆锥）

在《圆柱与圆锥》单元中，学生通过 AR 设备扫描课本插图，实时生成可旋转、拆解的 3D 模型。观察圆柱侧面展开为长方形的动态过程，自主推导表面积公式；通过圆锥注水实验的虚拟仿真，理解等底等高圆柱与圆锥的体积关系[2]。某校实践数据显示，该方式使公式理解正确率提升。

( 三) 跨学科主题项目案例

冬奥会赛道设计（五年级

融合运动与几何知识：

计算U 型池垂直落差（3.5 米）与弧度平滑度

通过抛物线轨迹软件模拟跳台滑雪最佳起跳角（约 11^∘ ）

用激光测距仪校准冰壶赛道对称轴 学生在冰雪主题沙盘上验证数学模型‌。

五、面临的挑战与改进方向

( 一) 主要挑战

教师能力壁垒：‌数学教师技术应用能力不足，信息技术教师数学学科知识缺乏，跨学科协作机制尚不完善。

资源零散匮乏：系统性的“数学 + 信息科技”融合教学资源库建设滞后，优秀课例多为教师个人经验，推广复制难度大。

评价体系单一：评价仍以纸笔测试为主，难以有效衡量学生的信息素养和跨学科思维能力。

( 二) 优化建议

促进教师发展：推行数学与信息技术教师“ ₁₊₁ ”协同备课模式，建立常态化跨学科教研机制。开发针对性的微课程培训（如“Scratch 基础”、“AR 教学应用”），采用“线上学理念 + 线下练实操”的方式。

整合教学资源：按数学知识模块系统梳理和建设资源库（含课件模板、工具指南、典型课例视频）。建立激励机制（如积分兑换），鼓励教师共享原创资源，形成共建共享生态。

完善评价机制：制定“双素养评价量表”，从“数学知识理解”、“技术应用水平”、“跨学科思维表现”三个维度细化指标。采用侧重过程的评价体系（如过程性占 60% ，成果性占 40% ），将数字化作品、项目报告等纳入评价范围。

六、结语与展望

信息科技与小学数学教学的融合，远非技术的简单叠加，而是以培养学生综合素养为核心的教学方式变革。实践表明，从教学目标、内容、方法到评价的多维度融合，能有效提升数学课堂的吸引力和实效性，促进学生数学核心素养与信息素养的协同发展。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部。义务教育数学课程标准（2022 年版）[S].北京师范大学出版社，2022.

[2] 李艺，钟柏昌。信息技术与课程整合的路径探索 [J]. 课程・教材・教法，2020 (05):53-59.

[3] 王文静。跨学科学习的理论基础与实践模式 [M]. 教育科学出版社，2021.

[4] 何克抗。信息技术与课程深层次整合的理论与方法 [J]. 中国电化教育，2005 (01):7-15.