淺析信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題解決中的作用

摘要：本研究旨在深入探討信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題解決中的作用。通過深入分析信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合的實(shí)踐案例，全面評估信息技術(shù)的應(yīng)用對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，信息技術(shù)的應(yīng)用在提升學(xué)生數(shù)學(xué)解題效率和質(zhì)量，以及培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力和素養(yǎng)方面發(fā)揮了重要作用。然而，信息技術(shù)也可能帶來學(xué)生數(shù)學(xué)解題的困惑和誤區(qū)。信息技術(shù)對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的影響是復(fù)雜的，既有積極影響，也存在潛在挑戰(zhàn)。因此，教師和學(xué)生需要正確認(rèn)識、合理運(yùn)用信息技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合，從而全面提升學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；小學(xué)數(shù)學(xué)教育；創(chuàng)新性問題解決；數(shù)學(xué)解題能力

一、引言

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，教育領(lǐng)域迎來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。信息技術(shù)不僅豐富了教育資源，也為教育改革開辟了新途徑。特別是在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中，信息技術(shù)的應(yīng)用有助于提升教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)[1]。小學(xué)數(shù)學(xué)教育旨在讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)數(shù)學(xué)概念，激發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。然而，教學(xué)內(nèi)容的抽象性、傳統(tǒng)教學(xué)方法的局限性、評價(jià)考核帶來的壓力等問題，仍然制約著學(xué)生數(shù)學(xué)興趣和創(chuàng)新性問題解決能力的發(fā)展。所謂數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題解決能力，是指在面對全新的問題時(shí)，學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識、信息技術(shù)理論和其他學(xué)科知識，采取創(chuàng)造性思維解決問題的能力，是學(xué)生未來適應(yīng)社會的關(guān)鍵能力[2]。因此，如何有效培養(yǎng)這一能力成為小學(xué)數(shù)學(xué)教育的核心任務(wù)。信息技術(shù)提供了多樣化、個(gè)性化的教學(xué)方式，有助于學(xué)生更好地理解與掌握數(shù)學(xué)概念，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性問題解決能力。但與此同時(shí)，信息技術(shù)的合理選擇、與教學(xué)的有效整合、對學(xué)生能力的科學(xué)評價(jià)等問題，亟待教育工作者深入研究[3]?？傊?，信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用，既帶來了機(jī)遇，也帶來了挑戰(zhàn)，需要教育工作者共同探索和優(yōu)化。本文旨在探討信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題解決能力培養(yǎng)的作用，分析信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合的實(shí)踐案例，評估信息技術(shù)對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的影響，并提出一些建議和展望。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)教育的挑戰(zhàn)

小學(xué)數(shù)學(xué)教育是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和興趣的關(guān)鍵階段，但在當(dāng)前的教育環(huán)境中，小學(xué)數(shù)學(xué)教育面臨著以下幾方面的挑戰(zhàn)：

（一）教學(xué)內(nèi)容的難度和抽象性

小學(xué)數(shù)學(xué)教育覆蓋了數(shù)字、代數(shù)、幾何和統(tǒng)計(jì)等多個(gè)重要領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域中，分?jǐn)?shù)、小數(shù)、比例、函數(shù)、圖形的特性和變換等概念因其難度和抽象性，對小學(xué)生而言頗具挑戰(zhàn)。為了幫助學(xué)生理解和掌握這些復(fù)雜的概念，教師需要運(yùn)用生動具體的例子和直觀的教學(xué)方法進(jìn)行講解和示范[4]。然而，受限于教學(xué)時(shí)間和資源，教師往往難以進(jìn)行充分的教學(xué)準(zhǔn)備和有效的課堂實(shí)施，從而導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解不夠深入，部分學(xué)生甚至?xí)?shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生誤解和恐懼感。

（二）教學(xué)方法單一傳統(tǒng)

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)重視啟發(fā)式教學(xué)和引導(dǎo)，以激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。但受教師個(gè)人的教育觀念和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)所限，目前的教學(xué)方法仍主要依賴于傳統(tǒng)的講授和練習(xí)，缺少多樣化創(chuàng)新[5]。教師往往過度注重知識傳遞和規(guī)范性訓(xùn)練，而忽略學(xué)生思維的發(fā)展階段和個(gè)體差異。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生往往變成了知識的被動的接受者和學(xué)習(xí)任務(wù)的被動執(zhí)行者，缺少積極參與意愿和自我表達(dá)的機(jī)會，長此以往，不利于培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣，也不利于他們在數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題解決能力的提升。

（三）教學(xué)評價(jià)的偏重和壓力

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，評價(jià)體系應(yīng)當(dāng)平衡過程與結(jié)果，能夠綜合反映學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)與綜合能力的培養(yǎng)結(jié)果。教師通過對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋和個(gè)性化問題的指導(dǎo)，可以促進(jìn)學(xué)生的持續(xù)進(jìn)步和提升[6]。然而，受到應(yīng)試教育觀念的影響，當(dāng)前的評價(jià)機(jī)制仍然傾向于以考試成績?yōu)楹诵?，?qiáng)調(diào)知識的掌握和技能的應(yīng)用，而忽略了對學(xué)生思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這種偏向?qū)е陆處熀蛯W(xué)生面臨來自多方的考試分?jǐn)?shù)壓力，使得教學(xué)和學(xué)習(xí)的目標(biāo)轉(zhuǎn)向功利性和應(yīng)試導(dǎo)向。這樣的評價(jià)方式不僅不利于激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣和自信，也阻礙了他們解決數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題能力的發(fā)展。

三、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合的實(shí)踐案例

（一）教學(xué)案例一：“用電子表格探究數(shù)列規(guī)律”

1.教學(xué)目標(biāo)

利用電子表格軟件，引導(dǎo)學(xué)生觀察和發(fā)現(xiàn)數(shù)列的規(guī)律，讓學(xué)生深入理解等差數(shù)列和等比數(shù)列的概念和性質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、歸納推理能力和表達(dá)能力，提升其解決數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題的能力。加強(qiáng)學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力，提高其信息素養(yǎng)。

2.教學(xué)過程

（1）導(dǎo)入階段：教師運(yùn)用電子表格軟件展示一系列有規(guī)律的數(shù)列，例如：1， 2， 3， 4， 5…；2， 4， 6， 8， 10…；1， 3， 5， 7， 9…；1， 2， 4， 8， 16…等。通過引導(dǎo)學(xué)生觀察和描述數(shù)列的規(guī)律，引入等差數(shù)列和等比數(shù)列的基本概念。

（2）探究階段：讓學(xué)生使用電子表格軟件自行創(chuàng)建等差數(shù)列和等比數(shù)列，并觀察其特征，如首項(xiàng)、公差、公比、通項(xiàng)公式等。學(xué)生需運(yùn)用公式或函數(shù)來表達(dá)數(shù)列的規(guī)律。教師在此過程中提供必要的指導(dǎo)和提示，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立探究和發(fā)現(xiàn)。

（3）應(yīng)用階段： 教師向?qū)W生提出一系列數(shù)學(xué)問題，要求學(xué)生運(yùn)用電子表格軟件進(jìn)行解答，例如：對于一個(gè)首五項(xiàng)為2，5，8，11，14的等差數(shù)列，求出其第20項(xiàng)以及前20項(xiàng)的總和。對于一個(gè)首五項(xiàng)為1，2，4，8，16的等比數(shù)列，求出其第10項(xiàng)以及前10項(xiàng)的總和。對于一個(gè)前三項(xiàng)分別為1，3，9的數(shù)列，判斷它是等差數(shù)列還是等比數(shù)列，若為等差數(shù)列，求出其公差；若為等比數(shù)列，求出其公比。

（4）總結(jié)階段：教師鼓勵學(xué)生分享他們的探究結(jié)果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)等差數(shù)列和等比數(shù)列的概念和性質(zhì)，并討論電子表格軟件在解決數(shù)列問題時(shí)的作用和優(yōu)勢。

（二）教學(xué)案例二：“用幾何畫板軟件探究圖形的性質(zhì)”

1.教學(xué)目標(biāo)

利用幾何畫板軟件，引導(dǎo)學(xué)生動態(tài)觀察和深入探究圖形性質(zhì)，深化學(xué)生對平行線、垂直線、角平分線、中位線等基本幾何概念和定理的理解。培養(yǎng)學(xué)生的空間感知能力和幾何邏輯思維，提升其數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題的解決能力。加強(qiáng)學(xué)生的信息技術(shù)運(yùn)用實(shí)踐，提升其整體信息素養(yǎng)。

2.教學(xué)過程

（1）導(dǎo)入階段：教師運(yùn)用幾何畫板軟件展示各種圖形，如正方形、菱形、梯形、平行四邊形等，激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，引導(dǎo)他們描述圖形特征，并引出相關(guān)幾何概念。

（2）探究階段：讓學(xué)生自行使用幾何畫板軟件繪制圖形，如三角形、四邊形、圓等，并通過軟件工具如平移、旋轉(zhuǎn)、對稱、測量等，探索圖形性質(zhì)。

（3）應(yīng)用階段：教師提出幾何問題，讓學(xué)生運(yùn)用幾何畫板軟件進(jìn)行解答。例如：在正方形中連接對角線，探討形成的四個(gè)三角形的面積比。在圓中取三點(diǎn)形成三角形，研究內(nèi)心、外心、垂心、重心的位置關(guān)系。在平行四邊形中任取一點(diǎn)與頂點(diǎn)連線，求形成的四個(gè)三角形面積和與原四邊形的面積比。

（4）總結(jié)階段：學(xué)生分享探究和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)圖形性質(zhì)和定理，討論幾何畫板軟件在解決幾何問題中的作用和優(yōu)勢。

（三）教學(xué)案例三：“用數(shù)據(jù)分析軟件探究概率問題”

1.教學(xué)目標(biāo)

利用數(shù)據(jù)分析軟件，引導(dǎo)學(xué)生收集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究概率的基本概念和計(jì)算方法，深入理解概率的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和概率思維，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)新性問題解決能力。加強(qiáng)學(xué)生的信息技術(shù)運(yùn)用能力，提高其信息素養(yǎng)。

2.教學(xué)過程

（1）導(dǎo)入階段：教師運(yùn)用數(shù)據(jù)分析軟件展示一些與概率相關(guān)的現(xiàn)象，如擲骰子、拋硬幣、抽獎等。通過引導(dǎo)學(xué)生觀察和討論這些現(xiàn)象的規(guī)律和特點(diǎn)，引入概率的基本概念，如隨機(jī)事件、樣本空間、概率等。

（2）探究階段：讓學(xué)生使用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行概率實(shí)驗(yàn)，收集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究概率的計(jì)算方法和規(guī)律。

（3）應(yīng)用階段：教師向?qū)W生提出一些概率問題，要求學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行解答。

（4）總結(jié)階段：學(xué)生分享探究成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)概率的概念和計(jì)算方法，討論數(shù)據(jù)分析軟件在解決概率問題中的作用和優(yōu)勢。

四、信息技術(shù)對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的影響

信息技術(shù)作為一種教育教學(xué)資源和工具，對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的影響是多方面的，既有積極的一面，也有消極的一面[7]。具體來說，信息技術(shù)對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）提高學(xué)生數(shù)學(xué)解題的效率和質(zhì)量

信息技術(shù)在學(xué)生數(shù)學(xué)解題中扮演著至關(guān)重要的角色。它不僅提供了便捷的計(jì)算、繪圖、演示和模擬功能，幫助學(xué)生快速且準(zhǔn)確地完成數(shù)學(xué)運(yùn)算和表達(dá)，還大大節(jié)省了時(shí)間和精力，降低了出錯(cuò)概率和重復(fù)的可能性。同時(shí)，信息技術(shù)通過提供豐富的信息資源，極大地拓寬了學(xué)生的知識視野，提供了新的解題思路和解題方法，從而增強(qiáng)了學(xué)生解題思路的多樣性和解題方法的創(chuàng)新性。更為重要的是，信息技術(shù)能夠提供即時(shí)反饋和評估，這對于學(xué)生在解題過程中檢測和修正錯(cuò)誤至關(guān)重要，有效提升了解題的準(zhǔn)確率和完整性。例如，數(shù)據(jù)分析軟件能夠輔助學(xué)生開展概率實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生有效地收集和處理數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確計(jì)算和比較概率值，進(jìn)而揭示和驗(yàn)證概率的內(nèi)在規(guī)律，顯著提高解決概率問題的效率和質(zhì)量。

（二）培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)解題的能力和素養(yǎng)

信息技術(shù)的應(yīng)用可以為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，促進(jìn)學(xué)生的主動參與和合作探究，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力和綜合素養(yǎng)，幫助學(xué)生形成數(shù)學(xué)的直觀感受和形象思維，增強(qiáng)學(xué)生的空間感知能力和幾何邏輯思維；信息技術(shù)的應(yīng)用還可以幫助學(xué)生建立數(shù)學(xué)的抽象概念和符號化表達(dá)，提高學(xué)生的代數(shù)思維能力和函數(shù)思想，為學(xué)生解決代數(shù)問題奠定基礎(chǔ)；在數(shù)學(xué)證明問題的學(xué)習(xí)上，信息技術(shù)的應(yīng)用可以幫助學(xué)生掌握數(shù)學(xué)的規(guī)律和方法，提高學(xué)生的歸納推理能力和證明能力，幫助學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和技能，提高學(xué)生的應(yīng)用意識和能力，為學(xué)生解決實(shí)際問題提供依據(jù)。例如，幾何畫板軟件可以幫助學(xué)生動態(tài)觀察和探究圖形的性質(zhì)，深化學(xué)生對平行線、垂直線、角平分線、中位線等基本幾何概念和定理的理解，培養(yǎng)學(xué)生的空間感知能力和幾何邏輯思維。

（三）帶來學(xué)生數(shù)學(xué)解題的困惑和誤區(qū)

信息技術(shù)的應(yīng)用雖然為學(xué)生數(shù)學(xué)解題帶來了許多便利和優(yōu)勢，但也可能帶來一些困惑和誤區(qū)，影響學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力和綜合素養(yǎng)的提升。比如可能使學(xué)生過分依賴技術(shù)的功能和結(jié)果，忽視數(shù)學(xué)的思想和原理，導(dǎo)致學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的薄弱和數(shù)學(xué)技能的退化；再比如可能導(dǎo)致學(xué)生缺乏對技術(shù)的選擇和判斷，盲目地接受和使用技術(shù)，導(dǎo)致學(xué)生數(shù)學(xué)思維和創(chuàng)新能力的降低，缺乏對技術(shù)的批判和反思，導(dǎo)致學(xué)生判斷能力和批判性思維的下降。例如，使用電子表格軟件可以幫助學(xué)生快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)數(shù)列規(guī)律并進(jìn)行數(shù)列計(jì)算，但也可能使學(xué)生忽視數(shù)列的概念和性質(zhì)，缺乏對數(shù)列的理解和分析，導(dǎo)致學(xué)生數(shù)學(xué)歸納推理能力的缺失。

綜上所述，信息技術(shù)對學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的影響是復(fù)雜的，既有利也有弊，需要教師和學(xué)生正確地認(rèn)識和把握，合理地運(yùn)用和控制，揚(yáng)長避短，取其精華，去其糟粕，以達(dá)到信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的有效提升。

五、結(jié)束語

在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中，信息技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠豐富教學(xué)方法，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還能有效激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性問題的解決能力。信息技術(shù)通過直觀的方式呈現(xiàn)復(fù)雜知識和抽象概念，有助于提升學(xué)生的空間感知力、幾何邏輯思維、代數(shù)能力和歸納推理技巧。然而，過度依賴信息技術(shù)可能會使學(xué)生忽略對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)原理的理解和掌握，影響其數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升。因此，教師和學(xué)生必須合理利用信息技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的深度整合，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)能力的全面提升。教師應(yīng)精心挑選適宜的工具和資源，設(shè)計(jì)高效的教學(xué)方案；學(xué)生應(yīng)根據(jù)自身需求和興趣選擇合適的工具，主動投入到學(xué)習(xí)中；教育機(jī)構(gòu)和學(xué)校則需加大研究力度，進(jìn)行嚴(yán)格評估，構(gòu)建完善的教育體系。

作者單位：劉媛君 桓臺縣侯莊小學(xué)

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