STEM理念下小学数学与信息技术的深度融合研究

赵红敏

STEM理念是指通过课程设计将科学、技术、工程与数学四门学科融合在一起，进而提升学生的设计、合作、实践、创新能力等。它试图通过一个跨学科项目的设计，消除传统学科中各个学科知识相互分离的现象。让学生在具体教学实践中，综合学习使用四门学科的知识来解决实际生活中的问题。

在这一理念的影响下，本研究选择了STEM中最容易结合的两个学科——信息技术与数学——进行跨学科知识融合。本研究将从以下几个方面进行尝试探索。

一、化抽象知识为具体操作

化抽象知识为具体的软件操作是指在数学教学中图形与几何的部分可以利用相应的计算机软件进行操作，从而让学生更好地理解数学知识，同时学会相应的软件操作。比如小學数学教材《图形的旋转和平移》一节，可与粤教版信息教材《图像变变变——画图中的旋转与对称》相结合。图形的旋转、平移和对称是小学低年段应该学习掌握的数学图形知识，同时也是画图软件必须要掌握的信息技术操作技能。因此可以在电脑室进行这节数学课的讲授和操作，通过软件操作帮助理解和验证不同角度旋转后图像的变化，比实体手动操作更加精确和方便，可反复操作验证，加深对数学中旋转和对称的理解和认识。

二、化静态计算为动态实验

计算机可以很好地帮助学生提升计算的准确度，节省计算时间，把重点放在概念的理解以及感受数据的变化对结果的影响上。比如数学课中《平均数的再认识》一节。以前学习平均数，只能通过几个数据进行比较来感受平均数的变化和影响。但是通过本研究制作的动态HTML5页面，可以实现更改任意数据来观察平均数的变化，也可以实现平均数条形图与折线图的切换。让学生看到平均数是随着每个数字动态变化的，而且平均数易受最大数和最小数的影响。在改变数字的过程中，学生可以操作验证自己对于平均数的猜想，理解平均数和全部数与其中个别数的关系。

三、化被动想象为主动练习

化被动为主动是指将学生被动的做题状态，改变为主动研究。二年级数学教材中关于时间的学习，学生可以通过清华同方教育技术研究院设计的虚拟时钟软件进行主动练习。该软件可以通过鼠标拖动指针来显示实时的时间数据变化，让学生看到每个时刻的指针位置以及与之对应的数字时间。也可以指定相应的时间，让学生拨弄指针，软件自主判断学生的操作是否正确，对学生形成即时反馈。还可以让学生看时钟的指针，写出时间，软件自主判断学生所写时间是否正确。该软件操作起来比较便捷，而且能够及时给予学生反馈。

四、化平面数学为立体数学

数学课进行立体教学时，借助计算机三维软件可以在学生制作作品的过程中，强化学生的立体思维。比如六年级的《搭积木比赛》需要很多小正方体组成三视图。在现实中，观察三视图需要不改变物体，改变自己的观察方向，而且由于观察角度和人的视线余光的问题，会使观察的结果不够精确。而在3D软件中学生只需要操作鼠标，就可以看到更多方位的精确画面，不会因视线而受到干扰。还有学习圆柱、圆锥等立体图形，可以用信息技术3D One进行展示观察。可以随意改变底面半径和高，来观察物体的变化。通过线框模式可以更好地理解几何体的周长、底面、高等与体积面积的关系。

五、化枯燥的计算为有趣的输入比赛

数学计算一般都比较枯燥，为了练习学生计算能力，同时让练习课有趣，可以将数字与符号的输入设计成复杂的数学计算比赛。第一关先手动计算，得出得数。第二关，利用Excel中的公式，通过输入相应计算公式，验证自己计算的结果。第三关，重新计算，反思自己在哪一步出错。一节枯燥的数学计算课就变成了一节融合信息技术与数学的比赛课。通过人力计算与电脑计算的不同，学生体验出计算机计算的优势，快速、准确。

【本文系广东省中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0专项科研课题（课题批准号： TSGCKT2022059）研究成果】

责任编辑 李少杰