摘要:在大力推进教育信息化的时代背景下,探究数字化技术与学科教学的深度融合、切实发挥信息技术助力教学创新、突破教学重难点的作用,是每一名数学教师都应该深度思考的问题。基于此,本文围绕数字化教学工具在小学数学课堂的应用展开探究,系统阐述制作动态教学课件、借助互动教学平台、运用虚拟实验工具等应用策略,以期能够有效突破教学难点,激发学生学习兴趣,促进学生数学核心素养的发展,为小学数学教学的高质量发展提供有力支撑。
关键词:数字化教学工具;小学数学;应用策略
教育信息化是国家信息化的重要组成部分。中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》将“加快信息化时代教育变革”作为面向教育现代化的十大战略任务之一。《教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》也提出,信息技术应用能力是新时代高素质教师的核心素养,教师要不断提高运用信息技术进行学情分析、教学设计、学法指导和学业评价的能力,破解教育教学重难点问题,满足学生个性化发展需求,助力信息化教学创新。信息技术飞速发展的当下,数字化工具在小学数学课堂中的应用日益广泛,为教学带来了全新的活力与变革。
一、小学数学课堂适用的数字化工具特点
数字化工具是指可以对复杂的信息或数据进行加工,能够呈现可量化数据信息的软硬件,供人们生产创造使用的各种工具。小学数学课堂适用的数字化工具具有显著特点。其一,直观形象,能将抽象数学概念转化为动态图像、动画,如用图形拆分演示分数运算,帮助学生理解;其二,交互性强,借助互动白板、学习平台,支持学生实时操作、即时反馈,提升课堂参与度;[1]其三,丰富多元,涵盖游戏化学习软件、虚拟实验平台、在线课程资源等,适配不同教学场景与学生需求;其四,便捷高效,突破时空限制,学生可随时复习巩固,教师也能快速发布任务、分析学情,实现精准教学。
二、数字化教学工具对小学数学教学的价值
《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称《2022年版数学课标》)明确提出了“促进信息技术与数学课程融合”的课程理念,要求教师合理利用现代信息技术,提供丰富的学习资源,设计生动的教学活动,促进数学教学方式方法的变革;在实际问题解决中,创设合理的信息化学习环境,提升学生的探究热情,开阔学生的视野,激发学生的想象力,提高学生的信息素养。在教育信息化2.0时代,数字化教学工具深度融入小学数学课堂,对教学目标达成、教学过程优化及学生数学素养培养具有不可替代的价值。
(一)激发学习兴趣,提升课堂参与度
兴趣是最好的老师。学生只有对所学学科产生了浓厚的学习兴趣,才能激起对学习的强烈渴望,才会聚精会神、专心致志,才会对学习形成刨根问底的探究精神。教师可以利用数字化工具进行动态演示,图文并茂、声像结合,调动学生多种感官,促使学生脑、眼、耳、手、口协调并用,有效从各方面提高学生的学习兴趣,让他们主动参与课堂互动,学习兴趣显著提升。
(二)突破教学难点,深化知识理解
小学数学中的抽象概念、复杂规律往往是教学难点。以往的小学数学课堂常常受制于教学设施的简陋及教学手段的单一,在教学上突出重点、突破难点环节做得不够,存在一定的局限性,教学效率和质量较低。利用数字化工具,教师可以把抽象内容转化为直观可视的动态过程。
(三)支持个性化学习,促进教育公平
传统班级授课制,教师面对的是整个班级,追求教学效率的同时必然会忽略学生的个性化需求,难以满足每个学生的学习节奏与需求。数字化教学工具的介入和使用,可以实现个性化学习支持。如国家中小学智慧教育平台的智慧学伴功能,以人工智能为引擎重构数学学习新生态,以动态规划、精准推送与趣味化反馈的深度融合,让“千人千面”的个性化学习从愿景走向实践,真正书写教育公平与质量协同发展的篇章。
(四)优化教学评价,实现动态反馈
教学质量是基础教育学校发展的“生命线”,小学数学数字化教学评价则是数学学科第一工作场景的“指挥棒”。课堂教学评价是教育评价体系的关键组成部分,其能够保障教学质量与效果,做好数学课堂教学评价关乎数学教学质量的提升。数字化工具的使用,让教学评价从单一的结果性评价转向多元化的过程性评价。[2]此外,数字化工具还支持多维度评价,除了教师评价外,学生自评、互评以及家长参与评价变得更加便捷,让评价体系更全面、客观。
三、数字化教学工具在小学数学课堂中的应用策略
(一)制作动态教学课件,呈现抽象数学概念
数学概念往往具有高度的抽象性,对于认知尚在具象思维阶段的小学生而言,理解起来存在较大难度。在实践的教学实践中,相信很多教师都有这样的困扰:想要动画效果展示很多数学知识点,但是动态PPT太难做?AI生成的数学动画又总是差强人意?不妨尝试使用DeepSeek-V3的数学动画处理功能。[3]首先教师要关闭深度思考(R1)、开启联网功能,这是为了让DeepSeek去参考更多的动态效果,以便生成的动画更加形象。其次,教师要精确描述需求,即写好提示词。DeepSeek会提示我们“无法直接生成GIF动态图片文件”,但是会给出html文件格式,所以教师要在提示词中写明以html的格式输出,如此DeepSeek就可以直接帮我们内嵌的html文件解析,教师只需要直接点击即可运行查看效果。如果提示词描述得不太清楚,或者DeepSeek并没有按照我们预想的效果输出,教师还可以对它进行多轮多话来进行调整,或者教师也可以先告诉它推理过程,让它反复纠正来达到我们的预期。
例如,在学习人教版小学数学“多边形的面积”这一内容时,平行四边形、三角形和梯形面积公式的推导过程较为抽象,学生难以直观理解图形转化与面积计算的内在联系。为此教师可借助DeepSeek-V3强大的数学动画处理功能,制作生动形象的动态教学课件。首先,教师打开DeepSeek-V3,关闭深度思考(R1)功能,开启联网功能,并写好精确的提示词。以平行四边形面积公式推导为例,教师可在提示词中这样描述:“我是一名小学数学教师,正在教学《多边形的面积》单元中平行四边形面积这一内容。请生成一个动画,展示将平行四边形通过割补法转化为长方形的过程。动画开始时,呈现一个普通的平行四边形,标注出底和高;接着,沿着平行四边形的一条高剪开,将剪下的直角三角形平移到另一侧,逐步拼成长方形;在转化过程中,用不同颜色的线条和动画效果突出平行四边形的底与长方形的长、平行四边形的高与长方形的宽之间的对应关系;最后,用动画动态呈现平行四边形和转化后长方形各部分数据,清晰展示面积公式的推导过程。输出格式为html文件,便于直接运行查看效果。”当DeepSeek-V3生成html文件后,教师可以点击运行查看效果。若动画效果未达到预期,比如割补过程不够流畅,或者对应关系的展示不够清晰,教师可以与DeepSeek-V3进行多轮对话,如在新一轮的对话中补充:“在割补过程中,添加箭头和文字说明,引导学生关注图形的变化;对于平行四边形和长方形对应边的关系,用闪烁效果加以强调。”教师可以不断调整提示词来逐步优化动画内容。其他的多边形也是类似的操作,如此一来,学生能够直观地看到多边形之间的转化过程,清晰理解面积公式的推导原理,将抽象的数学概念转化为具象的视觉画面,有效降低学习难度,提升课堂教学效果。
(二)借助互动教学平台,提升课堂参与度
传统课堂教学模式中,学生的参与度往往受限于时间和空间,难以充分表达想法。希沃白板功能丰富、操作方便、适用性强,是教师教学的好帮手。在教学过程中,教师可以将希沃白板应用于课前准备、课堂讲解与课后测评等多个环节,利用希沃白板的强大功能与丰富资源优化数学课堂。希沃白板是针对信息化教学而设计的互动教学平台,具有远程教学、素材加工、微视频录制、云课件制作与数字化资源存储等多项功能,能为教师的教学以及学生的学习提供很大帮助,其不仅激发了学生主动思考的积极性,[4]还能让教师及时了解学生的学习情况,调整教学策略,营造活跃且高效的课堂氛围。
例如,在学习“复式统计表”这一内容时,希沃白板的交互功能强大,可为师生互动、生生互动提供便利。教师可利用希沃白板互动教学平台开展课堂活动。在新课导入环节,教师在平台上展示一段关于学校运动会项目报名情况的视频,视频结束后,提出问题:“从视频中,你能获取哪些信息?如何更清晰地整理这些信息?”鼓励学生在平台的讨论区发表自己的看法。接着,教师在平台上创建一个空白的复式统计表模板,邀请学生上台操作,将收集到的信息分类填入表格。在学生填写过程中,其他学生可以在自己的终端设备上实时查看,并利用平台的“点赞”“评论”功能给予反馈。在练习环节,教师利用平台推送分层练习题,学生完成后直接在线提交,平台自动批改并统计答题情况,教师根据反馈数据,针对学生的易错点进行重点讲解。此外,教师还可以组织小组竞赛活动,在平台上设置限时答题,各小组学生合作完成题目,实时显示各小组的得分情况,极大地调动学生参与课堂学习的热情,让每个学生都深度融入到课堂活动之中。
(三)运用虚拟实验工具,深化数学实践体验
传统课堂让孩子只是成为了“理论上的巨人”。在教学实践中不难发现,当孩子们进入实验室,却不敢动手做实验;考试前死记硬背,突击刷题,考试过后,知识点全部还回去;零散的知识点没有在大脑中形成系统化的知识体系……卡尔·威曼教授制作了一个将理科知识可视化,形象化代替抽象概念的高互动式学习网站,即PhET:虚拟实验平台。教师可以先使用浏览器打开网址:https://phet.colorado.edu/zh_CN/。学生无需注册即可使用,老师若需实验指导则需注册登陆。接着教师可以点击相应的学科,跳转页面后继续选择子类型。平台上包含了中小学物理、生物、化学、地理科学和数学五大科目。每个知识点都采用可视化的计算机模拟技术进行展示,比如数学关于数轴的距离这个抽象概念,网站就会用情境探究的方式来解释一个抽象模型,让孩子大脑能够形成形象化的理解和认知。该虚拟实验平台以掌握理科思维为目标,让学生在快乐中学习,真正培养学生自驱力并形成自主探索问题的能力。
例如,在学习“圆的周长”这一内容时,教师可以利用PhET虚拟实验平台,以可视化模拟助力学生自主探究“圆周率”本质、构建系统化知识体系。进入页面后,教师在首页点击“数学”学科并选择“几何”子类型,找到《圆的周长与面积》相关模拟实验。进入实验界面,教师可以先动态演示用虚拟“绳子”绕圆一周并拉直对比长度的过程,让学生感知圆周长的“可测量性”,同时拖动滚动条改变圆的大小,观察周长随直径变化的现象,再切换到“对比模式”,将长方形与圆形并列呈现,对比直线图形与曲线图形周长计算方式的差异,激发学生探究欲望。接着引导学生操作虚拟工具测量不同大小圆的直径和周长,平台自动生成数据表格,学生观察数据发现无论圆的大小如何,周长与直径的比值始终接近3.14,此时点击“显示圆周率”按钮,平台动态标注π的数值,揭示圆周率是圆周长与直径固定比值的本质。 在公式推导环节,教师可以结合实验数据归纳出圆周长公式C=πd或C=2πr,并利用平台“公式验证”功能输入数值动态计算周长,与测量值对比以强化对公式的理解。随后切换到“生活场景”模块,以自行车车轮直径计算前进距离、圆形花坛周长求半径等实际问题为例,让学生通过拖拽数值、选择公式等操作解答,平台即时反馈结果,纠正错误思路。PhET虚拟实验平台契合小学生具象思维特点,让学生在操作、观察、归纳中主动发现规律,形成“测量—猜想—验证—应用”的理科思维链,且平台支持课后反复操作,助力学生在互动中深化理解、建构知识体系,真正成为数学学习的主体,有效解决传统课堂中抽象概念难理解、知识易遗忘、体系难构建等问题。
(四)引入教育游戏软件,增强学习趣味性
小学生天性活泼好动,对游戏充满兴趣。教师可以使用KIMI、DeepSeek(腾讯元宝deepseek满血版)设计游戏化练习,步骤为:设计游戏——KIMI撰写提示词——deepseek编程的方式。首先,游戏设计需要教师详细撰写游戏规则,充分想象画面并描述游戏界面;接着教师要将完整的游戏设计思路交由KIMI,让其生成专业提示词;最后教师可以让DeepSeek进行编程,还可以进一步和DeepSeek探讨思路和细节。这样一来,教师就把枯燥的数学练习转化为充满挑战和乐趣的游戏任务,激发学生的学习兴趣和竞争意识,让学生在轻松愉快的氛围中巩固知识、提升技能。[5]同时,游戏的即时反馈机制能让学生及时了解自己的学习成果,增强学习的成就感和自信心,有效提高学习效果。
例如,在学习“100以内的加法和减法”这一内容时,教师可以先构思“数学探险大挑战”游戏:设定森林探险场景,学生扮演小探险家,需通过计算100以内加减法算式破解关卡门锁、收集能量宝石,界面设计包含动态森林背景、卡通角色及闪烁的算式宝箱。接着将这一设计思路详细告知KIMI,例如说明“设计一个以森林探险为主题的游戏,包含20道100以内加减法题目,每答对一题解锁新场景,界面要有角色移动动画和音效反馈”,KIMI会生成专业提示词,如“请创建一个儿童教育游戏,场景为奇幻森林,玩家操控角色收集能量宝石,每颗宝石对应一道两位数加减法算式,需显示竖式计算过程,正确解答后角色获得星星奖励并进入下一片森林区域,界面需色彩鲜艳、按钮交互清晰”。随后将提示词及细化需求(如设置错题提示、难度递进机制)提供给DeepSeek,由其进行编程实现,过程中教师可与DeepSeek沟通调整细节,如让算式宝箱根据题型分类呈现(不进位加法、进位加法、不退位减法、退位减法),并加入限时挑战模式增加竞争性。最终生成的游戏中,学生在操控角色探险过程中,需快速计算算式打开宝箱,答对时界面弹出“太棒了”语音鼓励并解锁新场景,答错则显示错误提示引导重新思考。学生在轻松愉快的氛围中巩固计算技能,即时的反馈机制增强了学习成就感,色彩鲜明的画面和互动音效也进一步激发了低年级学生的学习兴趣,让数学练习从机械重复转变为充满吸引力的探险之旅。
(五)使用数据分析工具,实现精准化教学
在传统教学中,教师对学生学习情况的了解多基于经验和有限的作业、测试反馈,难以全面、精准地把握每个学生的学习特点和薄弱环节。国家智慧教育平台为实现精准化教学提供了有力支持,借助其强大的数据分析工具,能够深度挖掘学生学习数据,助力教师制定更具针对性的教学策略。在学生学习过程中,平台会实时记录如在线测验成绩、作业完成情况、学习时长等多维度数据。[6]基于这些数据,教师在后续教学中,利用平台提供的优质课程资源,如针对学习难点的专项讲解视频、典型例题解析等,为这部分学生进行有针对性的辅导。同时,根据平台数据分析结果,为不同学习水平的学生设计分层作业,基础薄弱的学生布置巩固基础知识的作业,而学有余力的学生则安排拓展性、提高性的作业,真正实现因材施教,提高教学的针对性和有效性。
例如,在学习“小数的意义和性质”这一内容时,教师可以使用国家智慧教育平台对学生的学习情况进行跟踪分析。在课堂练习环节,教师利用在线答题平台发布与小数意义相关的练习题,学生完成后,平台自动收集答题数据,包括答题时间、正确率、错误类型等。数据分析工具将这些数据进行整理,生成每个学生的知识掌握图谱,清晰展示学生在小数的读写、小数与分数的关系、小数的计数单位等知识点上的掌握程度。教师查看数据报告发现,部分学生在理解小数的计数单位时存在困难,如混淆 0.1 和 0.01 的意义;还有些学生在小数的读写方面容易出错。针对这些情况,教师调整后续教学策略,为理解计数单位有困难的学生推送微课视频和针对性练习题,进行一对一辅导;对于读写易错的学生,组织小组讨论活动,让学生互相交流读写方法和技巧。同时,根据整体数据分析结果,在后续的教学中,加强对小数意义相关概念的对比讲解和实践应用,确保每个学生都能扎实掌握知识要点,实现精准化教学。
总而言之,未来随着数字化技术的持续迭代,小学数学教学应进一步探索数字化教学工具与学科教学深度融合的新路径,充分发挥技术优势,创新教学模式,构建更具活力与高效的数学课堂,为学生的全面发展奠定坚实基础。
参考文献:
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[2]韩荣.数字化教学资源在小学数学教学中的应用策略探究[J].数学学习与研究,2025(08):98-101.
[3]高军.有效助推小学数学课堂数字化转型[J].教师,2025(08):165+161+2.
[4]孙小琴.小学数学教学评价的优化策略[J].中小学数学(小学版),2024(11):23-24.
[5]蒋文全.小学数学教学中数字化技术的运用研究[J].数理化解题研究,2024(23):58-61.
[6]柴瑞霞.基于国家中小学智慧教育平台的小学数学教学[J].甘肃教育,2025(06):111-114.
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