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基于数字化背景的小学数学空间观念的培养研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2021-03-06 浏览次数:

一、选题的背景和意义

(一)选题背景

在当今数字化时代,信息技术飞速发展,其已经深入到社会生活的各个领域,教育领域也深受影响。数字化技术如多媒体、互联网、虚拟现实等为教育教学带来了新的机遇与挑战。数学作为小学教育的重要学科,空间观念的培养是小学数学教学的重要目标之一。传统的小学数学空间观念培养主要依赖于教师的讲解、教具和教材中的图形,这种方式存在一定的局限性。而数字化背景下的教学资源丰富多样,教学手段更加灵活,能够为学生提供生动、直观、交互性强的学习环境,有助于突破传统教学的瓶颈,提高学生空间观念培养的效果。

(二)选题意义

理论意义方面,本研究有助于丰富小学数学空间观念培养的理论体系,探究数字化背景下空间观念培养的新方法、新策略,为后续相关研究提供理论借鉴。实践意义上,通过本研究能够探索出适合数字化背景的教学模式和方法,提高小学数学教师运用数字化资源进行空间观念教学的能力,促进学生空间观念的有效发展,提高学生的数学素养和综合能力。

二、国内外研究现状

(一)国外研究现状

国外在数字化教育以及数学空间观念培养方面开展了很多研究。在数字化教育方面,一些发达国家如美国、英国等较早地将数字化技术应用于教育领域,积累了较为丰富的经验。在数学空间观念培养方面,国外学者对空间观念的内涵、发展阶段以及培养策略等进行了深入研究。例如,一些研究强调通过情境教学、实践活动等方式培养学生的空间观念,并且利用虚拟现实等数字化技术为学生提供沉浸式的学习体验。

(二)国内研究现状

国内也逐渐重视数字化教育在数学教学中的应用以及空间观念的培养。许多学者和一线教师开展了相关的实践探索和理论研究。一方面,在教学实践中,一些学校尝试运用多媒体课件、数学软件等进行空间观念的教学;另一方面,在理论研究方面,对空间观念的内涵、培养目标、教学策略等进行了探讨。但目前国内相关研究还存在一些不足,如对数字化背景下空间观念培养的系统性研究还不够深入,缺乏有效的教学模式和评价体系。

(三)研究现状述评

综合国内外研究现状,虽然在数字化教育和数学空间观念培养方面取得了一定的成果,但在数字化背景下如何系统、有效地培养小学数学空间观念还存在研究空白。本研究将结合国内外研究成果,深入探究适合我国小学数学教学的数字化空间观念培养策略。

三、研究目标与内容

(一)研究目标

1. 深入了解数字化背景下小学数学空间观念培养的现状和存在的问题。

2. 构建基于数字化背景的小学数学空间观念培养的有效教学模式和策略。

3. 提高小学数学教师运用数字化资源进行空间观念教学的能力。

4. 促进学生空间观念的发展,提高学生的数学学习兴趣和综合素养。

(二)研究内容

1. 数字化背景下小学数学空间观念培养的现状调查:通过问卷调查、访谈等方式,了解教师和学生对数字化技术在空间观念教学中的认识、应用情况以及存在的问题。

2. 数字化资源在小学数学空间观念培养中的应用研究:分析各类数字化资源(如多媒体课件、数学软件、在线学习平台等)的特点和优势,探讨如何将其有效应用于空间观念的教学中。

3. 基于数字化背景的小学数学空间观念培养教学模式和策略研究:构建适合数字化背景的教学模式,如情境创设 - 探究学习 - 反馈评价模式等,并提出相应的教学策略,如利用数字化资源进行情境创设、引导学生进行虚拟实验等。

4. 数字化背景下小学数学空间观念培养的评价体系研究:建立一套科学合理的评价体系,从学生的空间观念发展水平、学习过程、学习态度等方面进行全面评价。

四、研究方法与步骤

(一)研究方法

1. 文献研究法:查阅国内外相关的文献资料,了解数字化教育和小学数学空间观念培养的研究现状和发展趋势,为研究提供理论支持。

2. 调查研究法:通过问卷调查、访谈等方式,对小学教师和学生进行调查,了解数字化背景下空间观念培养的现状和存在的问题。

3. 行动研究法:在实际教学中开展行动研究,探索适合数字化背景的教学模式和策略,并不断进行调整和完善。

4. 案例研究法:选取一些典型的教学案例进行研究,分析数字化资源在空间观念教学中的应用效果和存在的问题,总结经验教训。

(二)研究步骤

本研究计划分为四个阶段,具体如下:

1. 准备阶段 - 查阅相关文献资料,进行理论学习。 - 设计调查问卷和访谈提纲。

2. 调查研究阶段 - 发放调查问卷,对小学教师和学生进行调查。 - 开展访谈活动,深入了解数字化背景下空间观念培养的现状和问题。 - 对调查数据进行整理和分析。

3. 实践研究阶段 - 选取实验班级和对照班级,开展教学实践研究。 - 构建基于数字化背景的教学模式和策略,并在实验班级进行实施。 - 利用评价体系对学生的空间观念发展水平进行评价,及时调整教学策略。

4. 总结阶段 - 对研究结果进行总结和分析。 - 撰写研究报告和论文。 - 整理研究资料,进行成果推广。

五、预期研究成果

1. 形成《基于数字化背景的小学数学空间观念培养研究报告》,全面总结研究过程和研究成果。

2. 撰写相关学术论文,在专业期刊上发表,分享研究经验和成果。

3. 开发一套基于数字化背景的小学数学空间观念教学课件和教学案例集,为一线教师提供教学参考。

4. 提高参与研究的教师的教学水平和科研能力,促进学生空间观念的发展和数学素养的提升。

六、研究的可行性分析

(一)人员的可行性

本研究人员具有丰富教学经验。长期从事小学数学教学工作,对空间观念教学有深入的了解和实践经验;具备较强的科研能力和方法指导能力。

(二)研究资源的可行性

学校拥有丰富的数字化教学资源,如多媒体教室、数学软件、在线学习平台等。同时,学校图书馆和网络资源能够提供大量的相关文献资料,为研究提供了充足的资源支持。

(三)研究时间的可行性

本研究计划各阶段的时间安排合理,有足够的时间进行调查研究、实践探索和总结反思。在研究过程中,可以根据实际情况进行适当的调整,确保研究能够按时完成。

七、课题研究的创新性

(一)研究视角的创新

本研究从数字化背景的视角出发,探讨小学数学空间观念的培养问题,将数字化技术与空间观念教学有机结合,为空间观念培养提供了新的思路和方法。

(二)教学模式和策略的创新

构建适合数字化背景的教学模式和策略,如利用虚拟现实技术创设真实的空间情境,引导学生进行虚拟实验和探究学习等,突破传统教学的局限,提高空间观念培养的效果。

(三)评价体系的创新

建立一套科学合理的评价体系,综合考虑学生的空间观念发展水平、学习过程和学习态度等因素,采用多元化的评价方式,全面、客观地评价学生的学习成果。

八、课题研究可能遇到的困难和问题及解决措施

(一)可能遇到的困难和问题

1. 部分教师对数字化技术的应用能力不足,难以熟练运用数字化资源进行教学。

2. 学生的个体差异较大,在数字化学习环境中的学习效果可能存在差异。

3. 数字化教学资源的质量参差不齐,需要花费时间和精力进行筛选和整合。

4. 研究过程中可能会受到学校教学安排、课程改革等因素的影响。

(二)解决措施

1. 针对教师数字化技术应用能力不足的问题,开展相关的培训活动,邀请专家进行指导,提高教师的数字化教学水平。

2. 关注学生的个体差异,根据学生的学习情况制定个性化的学习方案,提供有针对性的指导和帮助。

3. 加强对数字化教学资源的筛选和整合,建立优质教学资源库,为教师和学生提供丰富、优质的教学资源。

4. 加强与学校相关部门的沟通和协调,合理安排研究时间和教学任务,确保研究能够顺利进行。

九、结语

本课题旨在探索基于数字化背景的小学数学空间观念培养的有效途径和方法。通过本研究,有望为小学数学教学提供新的思路和方法,提高学生的空间观念和数学素养。同时,本研究也将为数字化教育在小学数学教学中的应用提供实践经验和理论支持。我相信本课题一定能够取得预期的研究成果。