基于智慧环境的小学数学合作探究式教学设计

宋小兰

摘 要：随着网络技术的快速发展，智慧教育已逐渐成为教育领域的重要教育手段。智慧环境下的小学数学教学为学生提供了更加丰富多样的学习资源和交互方式，有助于激发学生的学习兴趣和积极性。本文旨在探讨基于智慧环境的小学数学合作探究式教学设计的有效性，希望通过研究能够为后续的小学数学合作探究式教学在智慧环境下的实施提供有益的参考和启示，为学生的数学学习和发展创造更好的条件。

关键词：智慧环境；小学数学；合作探究；教学设计

【中图分类号】G623 【文献标识码】A 【文章编号】2097-2539（2024）06-0151-04

信息化时代，教育教学也逐渐向智慧化和智能化的方向转变，在潜移默化中改变着教师的教学观与学生的学习观。尤其是在新课改背景下，教育教学已不再仅局限于向学生讲解基础知识或学科技能，而是更关注学生思维能力和意识层面的训练。现阶段，小学数学教学更关注使学生通过合作探究的方式习得新知识、积累数学经验。而智慧化教学环境则为小学数学落实合作探究教学模式提供了保障。借助数字化平台等智慧化教学手段，学生与小组同学沟通、交流，在反思、质疑的过程中不断发散思维，形成相应的思维能力，有助于改变传统只学知识不重思考的教学现状。

一、核心概念界定

（一）智慧环境

自2008年“智慧地球”这一概念被提出后，国内有大量的研究者开始探究有关智慧环境的创设。智慧环境是一种信息技术的创新应用方式，旨在借助物联网技术、人工智能技术、大数据技术提供高质量的环境管理与服务。将智慧环境应用于教育教学中，又便于教师实现课堂环境的高效管理，提高教育质量与教育品质。在智慧环境之下，学生可以学习的资源更加丰富，教学情境也更加多元，学生与教师、学生与学生在智慧环境当中的互动性也在不断增强。在智慧环境中，小学数学教师需要能够灵活应用电脑、多媒体、电子白板等数字化教学设备与教学资源，使学生在智慧教学环境中能够灵活获取各类学习资源，适应多元化学习方法，以此提升学生的学习效率与学习兴趣。总的来说，智慧环境在教育教学中的应用主要包括两个层面：一是教师层面，智慧环境能为教育教学提供更高效、智能的教学服务，提高教学活动、教学内容的针对性，也有助于教师实施全过程的教学评价，反馈教学成果。二是学生层面，智慧环境为学生提供更高质、高效的学习服务，学生借助智慧学习软件与数字学习资源，能实现独立、自主学习，也能为协作学习提供技术保障。

（二）合作探究式学习

随着课程改革的推进，合作探究式学习也逐渐成为当前教育教学的主流教学理论以及教学手段之一。合作探究式学习的应用不仅能推动学生改变学习方式和学习习惯，更打破了传统固化的教学范式。合作探究式学习要求教师在设计教学内容、教学任务及教学活动时，以合作、互动、协调、配合为关键词，充分关注学生在课堂上的学习因素。美国教育学家杜威与帕克曾提出“合作学习理论”，指出教师应通过建立合作小组，将合作学习纳入“做中学”中，利用合作学习改善课堂学习氛围，提升学生的学习效率，改善学习成果，促进学生非智力因素的充分发展。

二、基于智慧环境的小学数学合作探究式教学设计——以“小数乘法”为例

（一）整合智慧资源，奠定合作基础

利用智慧环境开展合作探究教学，需要教师提前准备智能教学设备与智慧化教学素材，为课堂实施合作探究奠定基础。一般来说，在小学数学教学中可能用到的智慧教学资源包括电子白板、微课视频、智能软件等。“小数乘法”的合作探究式学习可能用到的智慧教学资源如表1所示。

（二）基于智慧平台，课前划分学习小组

在小学数学教学中开展合作探究式教学需要以稳固的小组为保障，只有确保小组成员之间关系密切，才能够使学生全身心投入合作探究中。对此，在开展教学之前，教师应利用智慧平台，根据学生的学习情况与认知层次提前为学生划分好学习小组。

第一，明确小组划分原则。教师应提前利用智慧平台分析学生的课前学习行为与课堂学习状态，根据学生对数学知识的掌握能力以及思维习惯划分小组。一般来说，教师可以根据学生的学情将学生划分为多个不同层次的学习小组，也可以在同一小组内穿插不同层次的学生，从而实现以优带差。另外，教师也要充分考虑不同学生的兴趣爱好和性格特征，尽可能确保组内成员都能够保持和谐的合作状态，使学生在互相学习和共同讨论的过程中完成合作任务，确保课堂学习的顺利开展。

第二，明确小组合作分工。在正式开展教学之前，教师应利用智慧平台帮助学生明确在小组内部的职责分工以及小组合作内容，并为每个成员指定具体的职责。例如，有的成员负责资料收集，有的负责数据分析，有的负责成果展示等。通过明确小组合作分工，学生可以清楚地了解自己的任务和责任，这方便他们在课堂学习过程中更好地展开合作学习，最大限度地节约课堂学习时间。

第三，明确小组内部人数。教师在课前利用智慧平台划分学生学习小组时应从班级的总人数出发，如果班级人数较多，每个小组的人数可以适当增加，以确保每个学生都能参与到小组活动中来。反之，如果班级人数较少，每个小组的人数则可以适当减少，以便更好地发挥每个学生的作用。教师还可以以教学内容的难度明确各个小组的人数，比如在小组任务难度较低时以每组两人为最佳，及同桌之间的交流讨论。在小组任务难度较高时则以每组五人为最佳，确保每一名学生都能够参与合作探究和课堂发言的机会。

以“小数乘法”教学课堂的小组分工为例。根据帮扶原则，学习小组应包括一名学有余力的学生、两名中等学生、一名有待提高的学生，使四名学生之间形成互助和互相引领的关系，使有待提高的学生在学有余力学生的带领下逐渐领悟小数计算的基本方法，降低对小数学习的抵触情绪。在确定小组之后，教师需要根据学生的小组划分合理安排学生座位，保证学生尽可能地在前后左右的范围当中移动，避免由于小组合作而影响课堂学习秩序。

（三）组织小组游戏，吸引学生兴趣

小组游戏是将游戏活动与教学内容相结合，使学生在做游戏的过程中学习数学知识。在开展游戏活动时，教师应根据学生的学习特征与教学目标制订游戏计划，将原本枯燥单一的数学知识转化为具有趣味性的游戏活动，实现寓教于乐的效果。

第一，前期准备。教师要确保智慧环境中的教学硬件与教学软件符合游戏化教学的要求。在组织小组合作游戏时，一般需要以视频、音乐为支撑，渲染娱乐气氛，使学生全身心投入小组游戏之中。因此，教师可以利用智慧教学手段将枯燥、抽象的小数乘法知识与趣味新奇的视频、音乐或动漫结合起来，使学生在趣味化游戏活动当中轻松地学习小数乘法的知识点。

第二，游戏设计。首先，教师可以借助智慧环境为学生播放科幻视频，为学生打造特殊的游戏活动场景，使学生在接触全新事物的过程中学习数学知识，全身心地投入小组合作当中。以“小数乘法”课堂的小组合作游戏为例。本课的游戏主题为：星球大战。首先，教师需要为学生播放陨石散落的视频。其次，鼓励学生分小组合作击碎将要撞过来的陨石，击碎一块陨石记一分，被陨石打到一次扣一分。比如：第一轮：在陨石下落的过程中，教师给出学生考题：1.2×2、1.3×5、2.5×4、3.5×6、4.3×2、4.5×3。第一轮筛选掉一部分学生，剩余学生进入第二轮。第二轮：加快陨石下落的速度，教师给出学生考题：3.8×6、4.7×5、8.3×9、6.8×8、7.7×4。此时，再次筛选掉一部分学生，留下三组学生进入第三轮。第三轮：保持陨石下落的速度不变，给出学生更高难度的考题：3.3×2.1、2.1×2.2、2.5×4.1、3.3×4.2、5.6×3.1，最后，筛选出一个小组为冠军并发放奖品。

其次，除播放科幻视频外，教师也可以在游戏活动中加入生活素材，使学生在自己熟悉的生活化情境当中摆脱对小数知识的刻板认知和偏见，从而全身心地投入小组合作探究之中。另外，借助生活素材组织小组游戏活动，也能使学生主动将数学知识应用于现实生活当中，提升学生对数学知识的应用能力和实践能力。例如，“小数乘法”的生活化游戏“买玩具”。第一步，教师需要为学生播放超市购物视频创设游戏情境。第二步，学生需要扮演顾客和超市收银员，学生在购买一种玩具并正确付款之后，解锁下一个全新的玩具，同时在每一轮的玩具当中还穿插其他具有混淆性的物品图片。教师则需要给出不同的玩具图片组合，学生需要在解锁大部分玩具图片之后，和老师兑换小礼品。比如，第一轮给出的玩具有：玻璃珠（2.5元）、辣条（1.5元）、跳棋（11.5元）。学生解锁此轮素材后，教师出示第二轮玩具：大富翁（45.9元）、贴纸（22.9元）、奥特曼（19.9元）、笔袋（5.5元）。学生再次解锁后，教师出示第三轮玩具：解压玩具（3.5元）、电子车（59.9元）、激光笔（11.5元）。奖品数量有限，学生先到先得。

再次，利用智慧工具设计游戏活动，完成数学测验。通过游戏活动能够转变学生的思维模式和记忆习惯，帮助学生加深对课堂所学知识的认识和理解。以“小数除法”课堂的测验游戏为例。课前学生需要提前一天准备垃圾袋，每6个人为一组，一个人需要准备1个垃圾袋。学生将自己在日常学习当中产生的所有垃圾放在垃圾袋里，在每一天的最后把垃圾袋封起来。第二天上课时，学生分别称重各自的垃圾重量，平均垃圾重量最小的小组获胜。如，第一组每人的垃圾重量为：1.2kg、1.3kg、1.9kg、1.8kg、1.7kg、1.1kg，学生需要用平均数计算方法计算，如：（1.2+1.3+1.9+1.8+1.7+1.1）÷6，所以第一组的人均垃圾重量为1.5kg。第二组每人的重量分别为：1.7kg、1.5kg、2.4kg、2.5kg、2.7kg、1.8kg，根据平均数计算法：（1.7+1.5+2.4+2.5+2.7+1.8）÷6，所以第二组的人均垃圾重量为2 . 1 k g，第三组每人的重量分别为：1 . 7 k g、1 . 5 k g、0 . 8 k g、0 . 7 k g、0 . 9 k g、1 . 6 k g、计算其平均数：（1.7+1.5+0.8+0.7+0.9+1.6）÷6，所以第三组的人均垃圾重量为1.2kg。教师要求学生各自记录一下自己小组垃圾的平均重量，并要求要用除法计算。最后教师提出问题：请学生们各自汇报一下自己小组的垃圾平均重量，哪个小组最终的垃圾总量最少。

最后，教师应借助智慧环境，使学生的数学学习回归真实的生活场景之中。一方面教师应帮助学生摆脱错误的学习习惯与学习方式，避免在学习数学知识时流于表面。另一方面，教师要以小组为单位，利用智慧教学工具，为学生构建具有吸引力和真实性的体验场景。使学生在活动场景当中完成小组任务，获得数学学习成果。例如，“小数乘法”的生活化游戏。首先，教师需要播放文具商店的贩卖视频，创设生活情境。游戏中，教师为文具店的老板，学生们需要分小组进入文具店。一部分学生扮演文具店的店员，在文具上标上类似于2.5、1.9、4.5的小数价格，由教师检查。随后，扮演顾客的学生需要进入商店购买商品，每个小组的预算为50元。一名学生负责挑选商品，一名学生负责计算购买物品是否超出预算，一名学生负责结账时检查数额是否正确。扮演店员的学生需要手动计算“顾客”买的商品总额并及时收款。在游戏进行过程中，教师全过程监督、指导，避免学生出现作弊或不积极参与的行为。

（四）利用智慧工具，完善课堂反思

课堂教学反思起着反馈学生学习效果、调整教师教学设计的作用。在合作探究式教学中，教师应合理利用智慧环境中的评价功能对学生的小组合作积极性与小组合作成果做出评价。

以“小数乘法”的课堂评价方法为例。首先，教师需要出示计时器，记录学生的小组合作讨论实践。其次，教师引导学生小组合作总结小数乘法的知识点与计算技巧，通过思维导图的形式呈现出来。再次，学生小组合作推选出一名代言人汇报组内讨论成果、出示小组思维导图、分享小组讨论中遇到的问题与解决办法。汇报完成后小组互评，选出两份最完整、最清晰的思维导图。然后，教师利用多媒体设备的投影设备展示优秀作品，供全班同学学习、借鉴。在游戏结束后，教师进行智能检测。教师需要利用智慧监测功能向学习能力较差的学生推送基础类习题，向学习能力较强的学生推送变式拓展习题。学生小组合作解决问题，教师用计时器记录学生的作答时间。测试结束后，教师公布各个小组的作答时间，并分享解题步骤。在整个教学活动的最后由教师总结、评价。在这一游戏中，教师利用智慧监测功能，监督学生的小组合作步骤，使学生积极参与小组合作探究，保证了最终的合作成果。

三、结语

小学数学教师借助智慧环境开展小组合作探究教学，能够更高效地提升学生的数学学习能力，培养学生数学思维。教师应在正式开展教学之前，提前总结课堂教学过程中可能用到的智慧资源，如硬件设备与软件资源，确保学生的合作探究学习能顺利开展。与此同时，教师还应根据学生实际学情与性格特征合理划分学习小组，避免由于主观因素影响学生的合作探究效果。总的来说，智慧环境能为学生打造更沉浸式的小组合作氛围，使学生在真实的游戏场景、生活场景当中主动参与小组合作学习，主动发现问题、分析问题、解决问题、总结经验。因此，这一教学方式也符合小学阶段学生的学习特征，能满足学生的学习需求。

（责任编辑：黄艳华）

参考文献

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