小学信息技术与数学整合教学

小学信息技术与数学整合教学在数字化学习浪潮席卷基础教育的当下，小学信息技术与数学学科的整合教学已超越工具辅助的表层意义，成为撬动学科育人方式变革、培育核心素养的关键支点。笔者深耕小学教育信息化领域十余年，见证了信息技术从“辅助教学”到“重塑课堂”的转变，也深刻体会到：数学学科的抽象性与儿童认知的具象性之间的矛盾，唯有通过信息技术的“可视化、交互性、数据化”特质才能有效弥合。新课标明确提出“跨学科主题学习”要求，数学学科需以“三会”（会用数学的眼光观察现实世界、会用数学的思维思考现实世界、会用数学的语言表达现实世界）为核心，信息技术恰好为这一目标提供了破局之策。本文结合数十个整合教学课例的实践反思，从价值定位、实施路径、案例优化三个维度，探讨信息技术与数学整合的深层逻辑与可行策略。一、整合的价值定位：从工具辅助到素养共生信息技术与数学的整合，本质是学科逻辑与技术逻辑的双向赋能。数学作为研究数量关系与空间形式的学科，其抽象性常成为低年级学生的认知障碍；信息技术以动态化、情境化、游戏化的呈现方式，将数学概念转化为可感知、可操作的学习对象，实现“抽象知识具象化”。例如，教学“角的度量”时，传统教具难以展现角的动态变化，而借助几何画板的“度量工具”，学生可拖动顶点实时观察角度数值变化，直观理解“角的大小与两边张开程度相关”的本质特征。从核心素养培育视角看，整合教学直指数学“三会”能力的生长：数学眼光的培养依托信息技术的“观察窗口”——通过动态几何软件观察图形运动（如平移、旋转），用数据可视化工具（如TableauLite）分析生活中的统计现象；数学思维的发展得益于编程逻辑的渗透——用Scratch编写“数字排序”程序时，学生需运用归纳、演绎等思维方法优化算法；数学语言的表达则借助数字化工具的“输出接口”——用思维导图软件梳理解题思路，用PPT呈现数学建模成果，让抽象思维外显为可视化表达。此外，整合教学还重塑了数学学习的社会性与实践性。当学生用Excel统计班级同学的身高体重、用Python分析校园植物的生长数据时，数学从课本中的符号体系转化为解决真实问题的工具，这种“做数学”的体验，正是新课标倡导的“综合与实践”领域的核心追求。二、整合的实施路径：三维度构建学习新生态（一）情境创设：用技术激活数学学习的“生活感”数学知识的抽象性易让学生产生“数学离生活很远”的认知偏差，信息技术的情境创设能力可打破这一壁垒。例如教学“位置与方向”时，教师可开发“校园寻宝”AR小程序：学生用平板扫描校园地图，虚拟宝藏会根据方向指令（如“向东走5步，向北转30度”）动态移动，将方位概念转化为沉浸式的游戏任务。这种“虚实融合”的情境，既贴合儿童的游戏化学习需求，又让抽象的方向知识与真实空间建立联结。在低段教学中，可借助动态绘本工具（如“StoryboardThat”）将数学故事可视化。例如讲解“分数的初步认识”时，用动画演示“小熊分蛋糕”的过程：蛋糕从整体到1/2、1/4的动态分割，配合触控交互（学生拖动滑块调整分割份数），让“平均分”的概念在操作中自然建构。（二）探究学习：以技术支撑数学思维的“深度生长”数学探究的核心是“做数学”的过程，信息技术为探究提供了“脚手架”与“拓展器”。以“统计与概率”单元为例，传统教学多依赖纸质问卷与手工统计，效率低且数据单一。整合教学中，教师可设计“校园垃圾分类调查”项目：学生用问卷星设计在线问卷，收集全校同学的垃圾分类行为数据；用Excel的“数据透视表”分析不同年级、不同班级的分类正确率；最后用Python的matplotlib库绘制动态趋势图，直观呈现数据规律。整个过程中，学生经历“提出问题—收集数据—分析数据—得出结论”的完整探究链，数学的统计思维与信息技术的数据处理能力同步发展。编程与数学的整合更具突破性。在“图形的运动”教学中，学生用Scratch编程实现“轴对称图形”的动态生成：当角色（如蝴蝶）沿对称轴翻转时，程序自动检测两边图形是否完全重合。这种“编程验证数学猜想”的过程，不仅深化了对轴对称概念的理解，更培养了逻辑推理与算法思维。（三）评价创新：借技术实现数学学习的“个性化追踪”传统数学评价多以纸笔测试为主，难以全面反映学生的思维过程与能力发展。整合教学中，数字化评价工具可实现“过程性+多元性”评价的融合。例如使用“班级优化大师”记录学生的课堂表现：当学生用GeoGebra（动态数学软件）成功演示“三角形内角和”的推导过程时，系统自动记录其操作步骤与思维亮点，生成个性化的“数学思维成长档案”。此外，在线测评平台（如“作业帮口算”）可实现“即时反馈+精准诊断”：学生完成数学口算或应用题后，系统自动批改并分析错误类型（如“进位加法错误”“等量关系理解偏差”），教师据此调整教学策略，学生也能通过错题本的“同类题推送”进行针对性强化。三、实践案例：《折线统计图的秘密》整合教学实录（一）教学背景与目标五年级“统计与概率”单元的难点在于理解“折线统计图的趋势分析”。传统教学中，学生多停留在“读取数据”的层面，难以体会“数据背后的故事”。本节课尝试通过“信息技术+数学”的整合，让学生经历“数据收集—可视化分析—决策建议”的完整过程，培养数据分析观念与数字化学习能力。（二）教学过程1.情境导入：数据驱动的真实问题播放“校园篮球联赛”视频片段，提出问题：“如何用数据预测下一场比赛的得分趋势？”引发学生对“数据变化规律”的思考。2.技术支撑：动态分析的工具运用数据收集：学生分组统计近五场比赛的得分数据，用Excel录入并生成折线统计图。动态观察：借助Excel的“趋势线”功能，学生拖动数据点观察折线的变化，直观感知“上升趋势”“波动趋势”的数学表达。深度探究：用Python的pandas库导入数据，编写简单代码（如`df.plot()`）生成动态折线图，分析“得分与上场时间、投篮命中率的关联”，将统计分析从“描述性”升级为“解释性”。3.实践应用：真实场景的决策建议创设“校园运动会项目预测”情境，学生用所学方法分析校运会往届数据，为班级参赛项目（如跑步、跳绳）提供“数据化建议”（如“根据折线趋势，建议优先报名一分钟跳绳，因为近三年该项目成绩呈稳定上升趋势”）。（三）教学反思本节课的突破点在于技术工具的“适度介入”：Excel的可视化降低了统计分析的门槛，Python的编程拓展了数据分析的深度，两者结合让学生既掌握统计技能，又体会到“数据是有温度的”。课堂上，有学生惊喜地发现“当我把得分数据的最后一个点拖高时，趋势线的斜率明显变大，这说明最后一场的表现对整体趋势影响很大！”这种顿悟式的理解，正是技术整合带来的思维突破。课后调研显示，87%的学生能独立完成“生活数据的折线分析”，72%的学生表示“对用代码分析数据感兴趣”，验证了整合教学对素养发展的促进作用。四、问题与优化：整合教学的“避坑指南”在多年的整合教学实践中，我们发现三类典型误区，这些问题若不解决，会让整合教学沦为“形式大于内容”的空壳：（一）常见误区1.技术滥用：为整合而整合部分教师将课件动画、在线测试等同于整合，忽视数学思维的核心地位。例如教学“乘法分配律”时，过度依赖Flash动画演示，却未给学生留出“用符号表达规律”的思维空间，导致技术喧宾夺主。2.能力脱节：教师与学生的“数字鸿沟”教师信息技术应用能力不足（如不会使用动态数学软件）、学生数字化学习习惯缺失（如依赖教师操作、畏惧编程工具），导致整合教学停留在“展示层”而非“参与层”。3.资源适配性差：工具与内容的“错位”选用的信息技术工具（如复杂的编程软件）与小学数学内容（如低段计算教学）不匹配，增加学生认知负担；或资源形式单一（如仅用PPT演示），难以支撑深度探究。（二）优化策略1.以学定技：锚定数学思维的“整合点”整合的核心是“数学学习的优化”，而非“技术的炫技”。例如教学“圆的周长”时，技术的价值在于用GeoGebra的“动态测量工具”验证“周长与直径的倍数关系”，而非用3D动画展示圆的形成。教师需明确：技术是“思维的放大镜”，而非“教学的装饰品”。2.分层赋能：构建教师与学生的“成长共同体”教师层面：学校可开展“微能力点”培训（如“如何用10分钟学会GeoGebra的核心功能”），将技术学习拆解为“小而美”的任务。学生层面：设计“数字护照”成长体系，将信息技术技能（如Excel数据录入、Scratch简单编程）分解为“星级任务”，让学生在数学学习中自然习得技术能力。3.资源开发：打造“轻量型”整合资源库开发适配小学数学的“工具包”：如低段的“数学动画小课件”（含分数、图形等概念的动态演示）、中段的“数据收集模板”（Excel问卷与统计模板）、高段的“编程思维卡”（Scratch数学游戏的步骤指引）。资源设计遵循“低技术门槛、高思维含量”原则，让师生“用得上、用得好”。结语：走向“数智共生”的数学教育新样态小学信息技术与数学的整合教学，不是简单的“技术+学科”叠加，而是数学学习本质