摘要

近年来，数字媒体变得越来越重要，可以为小学数学教育提供新的可能性。从我们的角度来看，几何和几何对象似乎适合在数学课上使用计算机辅助设计软件。以 Tinkercad 为例，在主观经验领域和 Toulmin 模型的方法内讨论了 CAD 软件的使用（小学中一个新的且具有挑战性的环境）。一项实证研究考察了 Tinkercad 对四年级学生在数学课上发展几何实体模型和相关推理过程的影响。

本文研究了在德国小学进行的一项研究中的示例，该研究展示了儿童如何使用计算机辅助设计 (CAD) 软件 Tinkercad 中的特定的、自行设计的数字对象来开发几何实体模型。在为本研究设计的学习环境中，重点是发展“立方体”的概念，我们讨论了在小学数学中使用数字媒体的环境中启动学生知识转移的程度。我们认为，探索性地使用自行创建的程序对象会挑战学生的知识并影响学生的学习，并使用主观经验领域（DSE）的描述性方法（Bauersfeld，1983）和图尔明模型（图尔明， 1958 / 1996 ））详细描述探索过程。

CAD 软件：数学教育的潜力

在我们分析收集的数据之前，先介绍学生使用的软件。Tinkercad 是 Autodesk ( 2020 )推出的一款基于网络的免费 CAD 程序，“[...]帮助世界各地的人们思考、创造和制作。” 与其他此类程序相比，Tinkercad 继承了直接建模三维 (3D) 对象的特别直观的方法，为首次使用此类软件的用户（例如小学生）提供了轻松访问此类软件的方法。正如多个研究项目已经表明的那样（Dilling & Vogler, 2021；Dilling & Witzke, 2020a , b ; Gibson et al., 2014 ; Pielsticker, 2021 ; Pielsticker & Witzke, 2022 ; Ng, 2017; 吴和辛克莱，2018；Ng 等人，2018），该项目为所有年龄段的学生提供了 3D 打印技术的良好开端。