信息技术下小学生数学高阶思维能力的培养.pdf

156教研园地课改教研信息技术下小学生数学高阶思维能力的培养林妙春（宁德市蕉城区城南中心小学，福建宁德352101）【摘要】借助信息技术，可以打造一个更加互动、个性化的数学学习环境，促使学生在探究数学知识的过程中培养高阶思维能力。通过信息技术教学活动，以指向高阶思维能力培养课堂为主题，构建数学信息化课堂的教学范式，寻找促进学生深度融入数学课堂的方法，激发学生的学习兴趣，探索发展学生抽象、逻辑、批判等高阶思维的路径。提出利用信息技术提高学生高阶思维能力的策略，包括以问题为核心，创设情境，发展数学抽象思维；重视主体活动，形成自主探究，发展数学逻辑思维；合作互动，相互启发，发展数学直觉思维；反思触动，增进分析能力，发展批判思维。【关键词】信息技术；小学生；数学高阶思维；培养【中图分类号】G62【文献标识码】A【文章编号】2095-9214（2024）03-0156-03【DOI】10.16550/ki.issn.2095-9214.2024.03.048随着“三新”的全面实施，对数学学科的教育教学和人才选拔提出了更高的要求。在数学课堂教学中，迫切需要发展学生的高层次思维和数学核心素养。信息技术在其中发挥关键作用，通过在线学习平台、教学软件和互动式教学工具，创造更具交互性和个性化的学习环境，设计探究性任务，引导学生进行问题解决，促使小组合作学习、反思互动，帮助学生更好地理解和应用数学知识。因此，在教学实践中，深入思考、研究与实施信息技术的应用，将为培养学生的高层次思维和数学学科核心素养提供有力支持。一、数学高阶思维义务教育数学课程标准（2022 年版）突显了数学学科核心素养的多重维度，指出数学学科核心素养不仅仅包括数学的基本特征，还涵盖了学生的思维品质、关键能力，以及情感、态度和价值观等多个方面的综合体现，强调了对学生思维品质的关注，认识到每个学生在数学学科中表现出的思维水平和差异。在这一新的教学理念下，教师应该更加关注数学思维品质的培养。首先，数学思维品质的培养需要引导学生形成系统性的思维方式，培养学生的逻辑思维、分析思维和创造性思维。在解决复杂数学问题时，学生需要运用逻辑思维分析问题的结构，培养创造性思维，探索不同的解决途径。其次，数学思维品质的培养注重学生的批判性思考和问题解决能力。在应对具有争议性和开放性的问题时，学生能够提出自己的看法，并用逻辑和证据支持观点。最后，数学思维品质的培养也与实际问题的应用息息相关。教师可以引入真实世界中的问题，让学生运用所学数学知识解决实际问题。综合而言，教师在教学实践中应当关注培养学生的思维品质，采用多样化的教学方法，引导学生思考和解决问题，从而促使学生在数学学科中获得更为全面和深刻的素养。157课改教研教研园地二、信息技术下小学生数学高阶思维能力的培养策略（一）以问题为核心，创设情境，发展数学抽象思维问题驱动教学方法以问题为核心，激发学生学习兴趣、深入思考、探究和解决问题。在构建问题情境时，首先要求问题难度适中，考虑学生知识水平、教材内容、认知障碍等因素，确保问题不过于困难，避免学生陷入无法解决的困境。其次，问题构成明确的逻辑线索，可以基于特定知识点展开多个问题，或者引导学生逐步解决相关的子问题，帮助学生建立系统性的知识体系。最后，问题难度呈渐进式增加，从容易到困难，鼓励学生逐步挑战自己，培养自信心和问题解决能力。这种问题设计方法有助于激发学生的思考欲望，引导他们自主学习，构建深入的认知结构。以苏教版五年级上册“负数的初步认识”一课为例，该节课属于概念课，重视学生的新知学习。在教学时，教师需先引入问题情境，利用信息技术工具，如投影仪或电子白板，展示一个问题情境，例如一个温度计的图像，温度计上标有正数和负数的刻度。通过引入这一情境，引起学生的兴趣和好奇心，让他们思考温度计上的正数和负数代表什么。然后，创设导入性问题：“如果今天的温度是 25 摄氏度，而明天会下降 10 摄氏度，那么明天的温度将是多少摄氏度？请用数学表示出来。”这个问题将引导学生考虑负数的概念，因为温度下降表示一个负增量。再利用信息技术，展示一个“虚拟冰箱温度调控器”，邀请学生上来，根据问题情境，拖动游标来模拟温度的升降。例如，“现在冰箱的温度是零下 12 摄氏度，小明觉得温度太低了，需要再上调 5 摄氏度，你该往哪边拉？”通过此活动，学生可以直观地观察到温度的变化，将正数和负数与温度的升降联系起来。同时，教师应引导学生通过模拟来发现负数的特性，如负数之间的比较等。在此过程中，可以呈现动画或示例，帮助学生更好地理解这些概念。通过这种问题驱动的信息技术教学方法，学生将更容易理解负数的初步概念，他们参与解决实际问题，并通过模拟工具获得视觉和操作的支持，将抽象概念逐步具象化，同时又将所获新知应用到抽象的数学问题中。（二）重视主体活动，形成自主探究，发展数学逻辑思维“主体活动”指的是在教学中，学生扮演学习的主角，积极参与学习，通过自主探究、提出问题等方式来构建知识，培养严密的逻辑思维，体验学习并获得能力，强调学生的自主性。教师可通过问题提出与解决、自主探究、合作学习、项目驱动学习、启发性学习、反思与总结等教学方法，促使学生更深入地理解知识，培养其独立思考和问题解决能力。以苏教版五年级上册“小数的意义和性质”为例，为了激起学生对小数的兴趣和探索欲望，教师可以借助信息设备开展寓教于乐的学习。如，利用电子白板开展“小数填空数独”游戏活动，游戏板上有一个未填满的数独格，每个格子都是一个小数。学生的任务是填充空格，使得每行、每列和每个小九宫格内的小数相加等于 1。游戏板的某些格子已经填好了小数，学生需要根据已知的小数填充其他空格。学生可以选择一个空格，然后输入自己认为正确的小数，如果正确，格子会被填充；如果错误，学生需要重新尝试。游戏难度可以根据学生的水平进行调整，逐渐引入更复杂的小数，例如带有小数点后两位的数字等。在游戏过程中，当邀请上来的学生填入一个小数后，教师应该立即提供反馈，告诉他们答案是否正确。在遇到无法解开的问题时，学生可以请求提示，教师会提供一个正确的小数，但不会告诉他们它在哪个位置，这可以帮助学生进行逻辑推理。游戏有多个级别，从简单到复杂，逐步引入更多的小数和填空规则。在课堂上，教师还可以引入排行榜，鼓励学生挑战更高的难度，并为在规定时间内完成的学生发放奖励。通过这个互动数独游戏，学生将在娱乐中学到小数的基本性质，通过试错和逻辑推理提高自己的数学技能，同时加深对小数的直观理解。（三）合作互动，相互启发，发展数学直觉思维学生在学习中既注重独立思考，又积极参与合158教研园地课改教研作，共同探讨问题、分享观点、互相启发，借助师生和生生之间的对话、辩论、答疑开阔视野，加深对知识的理解，提高直觉思维和问题解决能力。在合作互动时，教师扮演引导和支持的角色，促使学生积极参与，构建积极互助的学习氛围，培养团队合作和社交技能。以苏教版五年级下册“分数的加法和减法”为例，教师使用在线数学游戏，设计需要小组合作的任务“加一加、减一减”，将学生分成小组，每个小组有两名成员。一名成员控制分子，一名成员控制分母，他们的任务是根据游戏要求进行分数的加法和减法运算，设定每个关卡的游戏目标，例如完成特定数量的分数运算题目。每个小组需要在规定的时间内尽量多地完成题目，确保准确性和速度。随着关卡的增加，游戏题目的难度逐渐增加。初始关卡可以是简单的分数加法，随着学生的熟练程度加深，逐渐引入分数的减法和复杂的分数运算。在游戏过程中，教师提出引导性问题，帮助学生思考更深层次的数学概念。例如，询问学生为什么选择了某种运算方法，鼓励他们解释自己的选择。当学生出现错误时，教师可以引导他们一起分析错误的原因，并让学生找出解决错误的方法。这样的游戏鼓励学生互相配合，发挥各自的优势，达到游戏目标。为增强竞技性，还可以组织小组间的竞赛，比如分数计算比赛或分数问题解决比赛。每个小组的成员在比赛中共同合作，争取取得最佳成绩。以此激发学生的合作竞争意识，促使他们共同努力，提高关联性思维和团队合作技能。（四）反思触动，增进分析能力，发展批判思维学生在学习过程中进行深入总结和评价，并能够提出新问题，展现出批判性思维。学生通过反思触动，不仅能够更好地理解学过的知识，还能够培养出批判性思维，即能够质疑、分析、评价所学知识和观点的能力。在教师方面，也应该对课堂教学进行深入反思，以便更好地改进教学方法，提升教学质量。这种反思触动的过程既适用于学生，也适用于教师，都有助于知识的更深入理解和教学质量的提升。以苏教版五年级上册“多边形的面积”一课为例，可采用多种方法发展学生批判思维。首先，通过交互式模拟工具，展示不同形状的多边形，引导学生调整尺寸，观察面积的变化。教师提出问题：“如果我们将这个矩形拉长，面积会怎样变化？”鼓励学生进行探究，并总结不同计算方法。其次，创建在线讨论平台，鼓励学生在平台上发布他们的探究成果和计算方法。鼓励学生提出质疑，例如：“你的计算方法是否适用于所有类型的多边形？”引入实际案例，如校园内的花坛或运动场地，让学生应用所学知识解决实际问题。组织学生参与在线自主研究项目。每个小组选择一个实际场景，如学校教室的地板、图书馆的桌子等。学生需要测量并计算多边形的面积，并提出新问题，例如：“如何在不改变教室形状的情况下，最大化地利用地板面积？”学生深入探讨这些问题，发表批判性见解。在教学时，还可以设计涵盖不同类型多边形面积计算的问题，让学生先行体验使用在线测验工具。学生在规定时间内完成测验，并提交解决方案。教师利用实时反馈功能，及时评价学生的答案，鼓励学生开展反思。通过以上努力，我们能够更好地实现数学学科核心素养在课堂教学中的落实，培养出更具创新精神和问题解决能力的新一代数学人才。【参考文献】1 李家隆.信息技术教学如何注重学生思维能力的培养 J.中国电化教育，2002（6）：32-33.2 曹一鸣，孙彬博.现代信息技术支持下中学生数学实践创新能力培养的研究与实践 J.教育学术月刊，2019（08）：103-111.3 郑明娜.培养小学生数学思维能力的若干做法 J.教育评论，2001（05）：103-104.4 任松华，傅海伦.思维三元理论指导下的数学高阶思维及培养J.中小学教师培训，2012（12）：46-47.5 薛琼.小学五年级数学高阶思维能力调查报告 J.上海教育科研，2022（07）：48-54.【作者简介】林妙春（1988.08），女，汉族，福建宁德人，本科，一级教师，研究方向：小学数学教育。