应用信息技术辅助滑块类益智器具教学

胡蔡劼

【摘 要】在以培养动手能力见长的益智器具教学中，信息技术的应用已逐渐成为热点话题。本文以“数字华容道”课堂教学为例，介绍了信息技术对滑块类益智器具教学的促进作用，以期为益智器具教学中运用信息技术提供一些思路。

【关键词】益智器具;滑块游戏;数字华容道;信息技术

【中图分类号】G434   【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2022）07-076-02

信息技术促进益智器具的教学，逐渐成为益智器具教学乃至益智课堂研究中的热点话题。笔者在学校益智课堂实践研究中，运用信息技术提升了教学与研究的效率，较好地促进了益智器具教学的实施，取得了一些经验。以下就以研讨课“数字华容道”为例谈谈信息技术在滑块类益智器具教学中的应用要点。

辅助实物展示，提高教学效率

“数字华容道”属于滑块游戏，具体操作时益智器具对学生的思维锻炼作用容易受实物所限。在研讨课教学时，我们也发现，当需要教师或学生展示解题方法或技巧时，实物投影中的手部操作往往会遮挡滑块的移动，造成观察不便，因此这也成为我们决心使用信息技术进行教学与展示的重要因素。

在设计“数字滑块”程序软件时，我们采用了护眼的绿色为滑块颜色。通过将每格的坐标形成数据表，确定空格的位置以及能够移到空格的滑块位置。这样当学生操作时，无法移动的滑块就不会响应，避免了此类误操作。

在实际授课中采用软件展示，学生在交互式电子白板大屏幕前操作（可用鼠标操作，或直接让学生用手点击），每一步都清晰可见。同时，由于消除了误操作和滑块掉落的现象，操作、展示效果良好，很大程度上提高了教学的效率。

此外，程序软件能够及时给出成功的评价，学生们也给予掌聲鼓励，使教学效果再次提升。“全员参与、共同活动”是新课程所要求的互动的理想境界，这与信息技术的发展理念不谋而合，使用信息技术辅助益智器具实物操作展示，更容易使师生形成共享、互动、开放的教育和谐关系。

辅助复盘研究，攻克思维难点

在“数字华容道”益智器具的实际教学中，我们发现，仅凭老师或学生代表的演示，很难让所有学生学会模仿、解决问题。有时遇到一种情形有多种可能的变化，教师还应当将所有分支一一呈现、分析给学生看，帮助学生比较、优化出更合适的解法。

对于教学重点“排序数字滑块的顺序”（图1），很多学生认为应当按数字顺序从小到大依次完成，但在实际操作中，往往遇到问题。针对这一情形，我们可以利用软件功能，专门列出两种不同的变化情况让学生比较，学生对比后“一目了然”—— 先完成4、5两块的话，剩下的空间不足以滑动，还得破坏原已排好的滑块，但先完成4、7两块就可以剩下2×2的区域，仍可以用于腾挪，进而明确完成顺序是“先上边、左边，再右下角”（空格在右下角的情况）。

而针对“排好1后2、3常常逆序，很难处理”的难点问题，我们用软件生成指定情形后“保存初盘”（储存此时的状态），让两位学生用不同的方法解决。全班学生随后进行比较，通过对移动步数（软件可以自动记录）和方法适用性（更易理解、使用）的对比，学生们感觉“让1法”比“开火车法”（1不动，2带3或3带2整体进入）更加便捷，从而突破了难点。

此外，在后续巩固练习时让学生上台解决随机问题，有学生遇到困难时，我们也会保存状态，先请其他同学帮忙解决，然后复盘，让学生实现“做中学”。使用信息技术辅助益智器具教学，可以使学生的情感因素、心理素质和精神品格也能得到相应的发展，对学生主体性的发挥和思考能力的培养有着不可估量的影响。而使用信息技术将学生的思维形成过程动态地呈现，将不同学生对同一问题解决的反思建构多次、直观地展示出来，达到了传统教学难以企及的效果。

辅助变化生成，拓展研究空间

我们运用信息技术将数字华容道制作成软件，辅助变化生成，同时也拓展了学生的研究空间。在软件执行前，可以选择多行多列，这样就突破了棋盘大小的限制，可以自由选择难度，学生在解决更大棋盘的数字华容道中也更容易发现规律的迁移;运用计算机随机数的功能，设计随机生成初盘的效果，使学生在每次完成时都有新的挑战，也节约了摆盘的麻烦;在界面左上角设计“初盘状态”，可以设置“随机”“正向”或“逆向”三种不同的状态（正向或逆向就是最后2个滑块是否能按顺序排列），使学生可以继续研究“能够正向解决的数字华容道题目”的类型。

此外，由于软件采用图形化编辑器制作，可以在电脑网络、手机等移动终端上使用，也便于学生在家研究、亲子共学或课后延展等。充分发挥信息时代的优势，借助多媒体技术，将课上的时间向课下延伸，让益智课堂和益智器具教学从课堂延伸到课外，这对学生的发展具有重要意义，也是真正在信息时代将益智课堂的建设落到实处的重要举措。

总结与展望

本文介绍了信息技术对益智器具教学的辅助和促进作用。综合其使用情况我们发现，不论是在展示、操作、分析、拓展环节，采用信息技术都能对滑块类益智器具的教学起到效果良好甚至不可替代的作用。

此外，从展示效果来看，采用信息技术还可以让参加研讨课活动的老师们一起操作、加深体悟，或是进行数学文化展示;从解法研究来看，今后可以增加“记录解题步骤，进行轨迹分析”直至“揭示最优解法”的功能，进一步提高解题效率;从师生互动来看，还可以采用“电子书包”“网络社区”等方式提高交互性，为学生提供个性化学习;从应用拓展来看，我们也期待引入VR、AR（虚拟或增强现实）技术辅助实物操作或演示讲解——这些对平面型的滑块类益智器具作用不小，对其他需要立体操作的益智器具（如拓扑类）则更能起到“如虎添翼”的作用……

综上，运用信息技术可以将益智器具这类教育游戏的展示性、个性化、交互性发挥得淋漓尽致。由于脱离实物所限，学生可以开展更深层次的拓展研究，充分发挥信息技术对教学的促进作用。

注：本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度课题“基于数学关键能力导向的益智课堂教学实践研究”（立项编号：FJJKXB20-695）研究成果之一

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