安徽省阜阳市颍东区枫林小学 陈慧琦

　　摘要：在数字经济蓬勃发展的时代背景下，数字技术的广泛应用正深刻改变着社会各领域的发展格局。数字技术由于具有信息处理能力强、数据传输速度快和连接范围广等特点，给跨学科融合带来空前机遇。跨学科融合是促进知识创新与技术进步的一种重要方式，已逐步成为学术界与产业界共同研究的热点。因此，文章分析数字助力小学数学跨学科融合理论基础以及二者融合价值，探究二者融合有效路径。
　　关键词：数字技术；跨学科；融合应用
　　随着全球数字化进程的加速推进，数字技术已成为推动社会进步和经济发展的关键力量。在这一背景下，跨学科融合逐渐成为学术界关注的新研究范式。跨学科融合是指通过对不同学科知识体系、研究方法与技术手段的融合，目的在于解决单一学科难以解决的复杂课题，促进科学研究进一步发展并取得创新突破。数字技术特别是大数据、人工智能和云计算等前沿技术迅猛发展，为学科间融合提供有力技术支持与广阔应用空间。以数字技术为主线开展跨学科融合与应用研究既有利于扩展学科研究视野与深度，又有利于推动技术创新与产业升级，从而为智慧社会建设与可持续发展目标的实现提供强有力的支持。
　　一、数字技术助力小学数学跨学科融合理论基础
　　（一）建构主义理论
　　建构主义理论主张，知识并非被动接受，而是个体基于自身经验主动建构的结果。在跨学科融合和数字技术融入小学数学的场景中，该理论具有深远的指导价值。数字技术可以创造出丰富而真实的学习情景，驱使学生通过融合多学科知识在探究和交互中积极建构起对于数学概念及原理的认知。比如在虚拟现实技术的帮助下，学生们就像是身处一个错综复杂的数学场景中，就像是虚拟建筑施工现场一样，学生们根据自己的经验在跨越数学、工程、美术与其他多学科知识互动应用，理清数学关系和建构空间认知体系。此外，线上协作平台使学生可以在小组讨论和项目合作中，交流观点，碰撞思维，修正和完善自己的知识建构。这一建立在建构主义基础上的学习模式大大调动了学生学习的主动性，有利于学生更深刻地认识数学知识的实质，把握知识之间的内在联系并达到对知识融会贯通。
　　（二）多元智能理论
　　多元智能理论指出，人的智能是多元的，包括语言、逻辑-数学、空间、身体-运动等多种智能类型。数字技术在挖掘与开发学生多元智能、促进小学数学跨学科融合等方面具有强大支撑作用。多样的数字学习资源适应不同智能类型的学生学习需要。例如，动画视频可以吸引具有视觉——空间智能的突出者，让其通过观察数学图形及动态演示来认识数学知识；交互式游戏为身体和运动智能较高的学生提供了一个在实际操作中学习数学的平台。借助数字技术构建的跨学科学习平台使学生能够利用各种智能对数学问题进行不同视角下的探究。以数学建模项目为例，要求学生用逻辑-数学智能分析数据、用语言智能辅助团队沟通、靠空间智能设计模式，使学生通过跨学科的实践，各个方面的智能得到协同开发，从而为整体数学素养的提高和综合能力的发展打下基础。
　　二、基于数字技术的小学数学跨学科融合价值
　　（一）搭建多维互通知识网络
　　在传统小学数学教学中，知识体系相对孤立，各学科间壁垒分明。数字技术的加入突破了这一学科界限。在3D建模和虚拟现实的帮助下，数学知识和科学以及艺术之间的联系变得十分密切。例如在几何图形的研究上，数字技术可以把数学上的空间概念和美术上的立体构图以及物理上的空间结构结合起来，使得本来单一的知识变得立体和多元化。学生既可以对数学知识有不同层面的认识，又可以洞悉各个学科知识之间的内在关联，建立一个有机知识网络，从而大大提高了知识的留存率和运用能力。
　　（二）激发深层探索学习动机
　　小学数学学习不应是枯燥的公式背诵，数字技术为学生带来沉浸式的学习体验。以互动式数字游戏和模拟实验为载体，让学生在有趣的场景下积极探索数学问题。这种把数学知识和趣味性活动进行深度整合的方法能够有效地调动学生学习的积极性，让学生由被动接受变为主动探求知识。沉浸式体验既能让学生体会到数学的神奇之处，又能在解题过程中发展创新思维和批判性思维，让他们在探究中挑战自我、获取成就感，进而保持高昂的学习热情。
　　（三）培养适应未来社会能力
　　数学是解决实际问题的重要工具，数字技术将数学学习与社会生活紧密联系。借助数字平台学生可以参与到城市交通流量分析和社区环境数据统计的多种数学实践项目中去。这些项目使学生能将数学知识应用于真实场景，并发展解决实际问题。学生也可以通过参加社会项目来培养团队协作和沟通交流等社会技能，从而更深刻地认识到数学对社会发展的促进作用，并为将来满足社会多元化的需求做准备。
　　三、基于数字技术的小学数学跨学科融合应用路径
　　（一）运用数字故事，融入语文跨科教学
　　在小学数学教学中，借助生动有趣的数字故事，能够有效打破学科壁垒，实现与语文教学的深度融合。数字故事这一新兴教学资源通过图文、音频、视频等多媒体形式巧妙地把数学知识和故事情节有机地结合起来，不仅激发了学生学习的兴趣，而且还锻炼了学生在各学科之间迁移的能力。小学生正处在从形象思维到抽象思维的过渡时期，其对于各类故事有一种天然的亲近感。借助数字故事使抽象数学概念具象化的同时，融入语文教学阅读理解、语言表达训练等环节，可使学生在综合性情境中学到知识。
　　以“万以内的加法和减法（二）”为例，教师可以利用数字故事制作软件，如Storybird，创作一个有趣的故事。故事以动物王国集市为背景，小兔子、小猴子和小松鼠在进行买卖交易。小兔子卖了325根胡萝卜，小猴子买走189根，小松鼠又买走98根，故事抛出问题：小兔子还剩下多少根胡萝卜呢？上课时，教师先播放这篇制作精美的数字故事，播放时引导学生注意到故事里的数字信息并初步训练他们对关键信息的提取能力。播放完毕，教师鼓励学生们结合故事内容用自己的话复述一些数学问题，以锻炼学生们语言组织和表达的能力，这些都是语文教学中很重要的一个目的。然后，教师指导学生考虑解题思路，并要求他们把算式列到草稿纸中:325-189-98。教师也可让学生把计算过程用文字，像写作文那样叙述清楚，并说明每个步骤的含义。例如第一步325减189,计算小猴子买来之后剩多少胡萝卜；步骤2减去98,得出小兔子最后剩下的胡萝卜数量。通过这类习题，学生在学习数学运算的同时，也促进了文字表达能力的发展，使数学和语文跨学科地结合起来。同时教师可以组织学生在故事中分组探讨计算思路以加强学生对于知识的认知并巩固跨学科的学习成果。
　　（二）借助数字模拟，推进科学跨科探究
　　小学阶段学生，对于周围的世界都充满了好奇心，对于直观、形象的内容也更加易于理解、易于接受。数字模拟可以直观地展示科学实验中数据的变化，物体的运动以及其他抽象的概念，让学生边观察边对仿真结果进行分析，利用数学知识量化分析既深化了数学知识的认识，又发展了科学探究思维与方法，促进了学生综合应用知识去解决现实问题。
　　比如，在教学“多边形的面积”时，教师可借助几何画板这一数字模拟软件，开展与科学跨学科的探究活动。在解释三角形面积公式的推导过程中，教师可设置这样的科学情境：需要量出一块三角形的土地面积来进行花园规划。先在几何画板上画出任意三角形并利用软件测量功能显示三角形底长与高长。然后，通过软件复制，拼接功能把两个完全相同的三角形拼合成平行四边形。操作时，教师指导学生通过观察三角形和拼成平行四边形的情况，并思考三角形的面积和平行四边形的面积之间存在着什么关系。学生不难发现，三角形面积等于拼平行四边形的二分之一。在这一阶段，教师指导学生利用他们已经掌握的数学概念，并与屏幕上展示的数据相结合，从而推导出三角形面积的数学公式即三角形面积=底×高÷2。在掌握公式原理后，教师再进一步引导学生想一想：生活中有什么科学场景是用三角形的面积来计算的？如建筑设计中算屋顶面积、机械制造中算零件面积。通过这种数字模拟探究活动，学生们既掌握了三角形面积计算的方法，又领略了数学在科学领域中的广泛用途，调动了学生们探究数学、探究科学学科的积极性，使数学、科学跨学科融合发展。
　　（三）设计数字游戏，助力体育跨科实践
　　数学知识比较抽象，小学生在理解上有一定的困难，但数字游戏具有直观、生动等特点，能够将抽象的知识具象化。体育与数学看似分属不同领域，实则紧密相连，跑步的速度、跳绳的次数等体育活动，都蕴含着丰富的数学知识。通过挖掘这些可能存在的关联并有针对性地设计数字游戏可以突破学科壁垒、有助于学生建构完整知识体系、提升综合素养。
　　基于此，在讲解“100以内加减法”时，教师可借助“运动步数大挑战”数字游戏平台开展教学。在课前，教师先在台上制定了游戏规则：学生们在指定的时间跳起一根绳子，把跳过的次数记录下来，按照所设数字卡片用加减法算出总次数。在比赛开始之前，教师打开比赛界面显示跳绳场景、数字卡片等内容，带领学生们了解比赛的方法。跳绳部分，教师们放着轻快的乐曲，创设积极的课堂氛围，也注意到了学生跳绳时的状态，以保证学生运动安全。学生们跳完绳子之后，快速地把跳的次数投入到平台中，开始进行统计。这时，教师就会及时地在旁边引导，促使学生独立思考。例如，当学生获得数字卡片“35”和“28”时，他们需要计算跳绳的总数，教师会指导学生观察数字的特性，并尝试使用拆分方法，将数字“35”分解为“30”和“5”,而“28”则被划分为“20”和“8”。首先，将整数数相加得到“30+20=50”,接着计算个位数相加得到“5+8=13”, 最终将这些结果相加得到“50+13=63”。计算结束后由学生把结果传入平台，由平台自动判断是非并给予相应的评价与积分。为了提高比赛的趣味性与挑战性，教师们设立了排行榜来显示学生们的分数，并启发学生们竞争意识。跟进时，教师也可将数字卡片与运动项目进行转换，例如踢毽子，跑步等等，继续维持学生们的兴趣并巩固已学过的知识。
　　（四）依托数字绘画，实现美术跨科融合
　　在小学数学教学过程中，利用数字绘画工具，能为学生创造富有创意的学习环境。数学中关于图形认识，对称等方面的知识以数字绘画方式呈现出来，不仅可以深化学生对于数学知识的认知，还可以培养其审美能力以及创造力，将数学和美术学科进行深度整合。数字绘画工具具有操作方便，功能丰富等特点，能使学生方便地画出多种图形并进行色彩搭配和直观形象地表达抽象数学概念。在跨学科教学中，挖掘中两者的契合点并在数字绘画辅助下进行教学有利于开阔学生思路和促进综合能力发展。
　　基于此，在“图形的运动”教学时，教师运用数字绘画软件“妙笔生花”开展教学活动。教学一开始，教师们就在课堂大屏幕上出示了一些运用图形对称，平移和旋转等方法制作出来的精美美术作品——埃舍尔《白天与黑夜》等，指导学生观察图形在作品中所处的特征，激发其创作兴趣。然后，教师开启了“妙笔生花”, 给学生们介绍了该软件最基本的功能，比如绘图工具，图形编辑和颜色填充。在艺术创作的过程中，教师为学生分配了任务：利用图形的对称性、平移性和旋转性知识，创作出一幅以“漂亮的花园”为核心主题的数字艺术作品。教师鼓励学生们大胆地想象，寓数学知识于绘画之中。例如，学生们画花，利用轴对称知识首先要确定对称轴然后画对称花瓣。画蝴蝶时用平移功能再现蝴蝶翅膀和调整位置。在画风车的时候利用旋转功能使风车旋转。教师对学生进行创作时巡回引导，对学生所出现的问题及时予以解决。对于构图合理，构思新颖者，教师们予以肯定与赞扬；对于有困难的学生，教师要耐心指导，帮其走出困境。创作结束之后，教师会组织学生们进行作品展示，让学生们交流他们的创作思路以及所应用到的数学知识。学生在交流中既深化了数学知识的认识，又增强了语言表达能力与审美能力。
　　四、结语
　　数字技术与跨学科融合，已然成为推动教育创新的重要力量。在小学数学教学借助建构主义、多元智能理论，以数字技术突破学科壁垒构建多维知识网络以激发深层探索动机和发展未来社会适应能力。通过采用数字故事、模拟、游戏和绘画等多种创新教学方式，既将小学数学和语文、科学、体育和美术等多门课程进行深度整合，又能有效地推动学生综合素养整体水平的提高。放眼未来，数字技术还将继续为教育领域赋能，需要广大教育工作者深挖数字技术应用潜力、不断创新教学模式、探索更加科学的教学模式、更加有效的跨学科融合路径为培养符合数字时代要求的创新型人才提供了强有力的支持。
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