信息技术与学科课程整合是当前教育领域的一个研究热点问题，是新课程改革和学科教学改革的突破口，作为基础学科之一的数学，一直是广大教育工作者进行整合研究的重点，《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》中也明确提出要重视现代信息技术在数学教学中的应用。总体而言，信息技术在学科教学中的应用可以分为“教学对象”、“教的工具”以及“认知工具”三个层次，而目前由于教师应用信息技术的随意性和单一性，主要表现为仅将其作为辅助教师教学的工具，导致了数学教学中数学活动的缺失，即出现了所谓的“把数学课上丢了”的情况，这与信息技术与学科整合的理念相去甚远。 本文以认知工具为研究视角，探讨了如何充分发挥信息技术作为认知工具的优势，使之成为小学生学习数学强有力的工具，促进小学生在数学学习中对知识的意义建构以及思维的深入发展： 首先，本研究通过知识建模对小学数学的知识内容进行深入分析，依据知识点的特性以及知识点之间的密切关联确立对认知工具的功能需求。依此方法通过对小学数学一至十二册内容进行分析，归纳出了认知工具所应该具备的八大功能，分别为：可视化表征、动态操作、真实模拟、资源呈现、图表生成、绩效支持、交流共享、练习反馈，并且确立了知识圈、功能圈以及工具圈三者的关系图。 其次，依据功能需求分析的结果，探析了典型认知工具的在概念(CN)、公式和规律(FP)以及典型范例与数学问题(CMP)三类教学中的应用策略，并在此基础上对小学数学教与学支撑软件平台(PSM-K)提出了进一步完善的需求建议。 最后，实践证明，选择合适的认知工具恰当的应用于教学过程中的确能够充分发挥学生学习积极性和主动性，使学生的自主探究能力以及解决问题的能力得到明显的提高；认知工具需求分析的方法以及应用策略为一线教师提供了可操作性较强的建议，但研究仍有待于继续深入；PSM-K在为教学创设了一定探究环境的基础上，还有一定的改进空间。这些问题一方面证实了本研究的价值，同时也为后续工作的开展提供了有价值的参考