教育信息化2.0背景下基于智慧校園建設的課堂構建

王 娜

（武警工程大學，陜西 西安 710086）

0 引言

以大數據、物聯網、人工智能等先進信息技術為支撐的“智慧校園”建設，是將校園、學習、生活的保障等充分融合的一體化環境條件建設。理念指引實踐，以數學課程教學為例，在“智慧校園”條件下，教師應該如何實踐“以教師為主導、以學生為主體”的教學理念打造“智慧課堂”，如何將培養學生的數學思維和科學素養呢？

1 明確智慧課堂的內涵

1.1 以建構主義學習理念指導頂層設計

在智慧課堂構建的基本理念上，依據的是建構主義學習理論進行頂層設計。建構主義學習理論是互聯網時代的核心教育理論，是網絡環境下教育教學設計的核心理念，為智慧課堂的構建奠定了堅實的理論基礎。

1.2 利用新一代信息技術構建智慧學習環境

在智慧課堂的支撐技術上，核心是基于動態學習數據分析和云、網、端的運用。采用現代化的分析工具和方法，對教學過程中生成的海量數據進行加工、挖掘和分析，基于數據處理和分析進行教學決策，區別于傳統的教學評價模型和方法。

1.3 用新技術破解傳統教學中的難題

傳統課堂教學中長期存在不足，如始終以教師為中心、忽視學生主體地位、基于經驗預設教學、難以實時評測、師生互動不夠、缺乏課內外協作互助等，但如今都借助于智慧課堂信息化平臺，以有效地解決過去的難題。

1.4 實施全過程精準化、個性化教學

在智慧課堂的實踐應用上，實施課前、課中、課后的智慧教學全過程的應用。通過多元化、個性化作業推送、批改和數據分析，實施針對性輔導和分層作業，真正實現因材施教。

1.5 促進學生核心素養有效發展

智慧課堂的構建在形式上是利用新一代信息技術全面變革傳統課堂教學的結構、形態，建立大數據時代的信息化課堂教學模式，提升課堂的信息化、智能化水平。在運用最新的信息技術創設的智慧學習環境下，提高課堂評價決策和交互協作能力，實現智慧的教和智慧的學，從而使每個學習者都能沿著符合個性化特征的路徑成長，得到有效、充分的智慧發展。

2 理清智慧課堂的教育目標

2.1 教育資源的有效獲取與存儲

智慧課堂教育資源是指經過數字化處理，可以在計算機或網絡上運用的教學資源。智慧課堂教育資源一般包括網絡課程、聲像資料、電子教案、數字化素材庫等。智慧課堂教育資源的有效獲取與存儲是每一位教育工作者應具備的基本能力，也是每一位教師信息素養的集中體現，這不僅優化教學，也能促進師生共同發展。

2.2 實現零距離、高效的課堂互動

目前，智慧課堂推行的交互式教學系統打破了傳統課堂教學的模式，真正意義上實現了“互動課堂”的概念。這種教學系統以互動為教學設計的中心切入點，依據現代多媒體、互聯網、物聯網、大數據、云計算等新技術與多種互動教學工具，進行一對一、一對多、多對一的觀察交流、教學分享。

2.3 打破時空界限，轉被動學習為主動學習

隨著社會的發展，現在的學生不僅生活條件改善了許多，而且教學設備越來越先進，教學資源也越來越豐富。教學模式也由原來以老師教授為主的說教模式轉變為多樣化、個性化的教學，學生的學習也從以前的被動接受學習到現在提倡的主動探究學習。受到數字時代的沖擊，電子技術和網絡技術的進步，為人們提供了全新的學習手段和設備，從根本上改變了人們獲取知識和信息的途徑和手段。學生的學習方式可以不用依賴教師的講授與課本，而是利用數字化平臺和數字化資源，進行合作式、討論式和自由式的自主學習。學生可以自由選擇學習內容，打破時空界限。

3 智慧課堂實例

智慧課堂的教學準備花費時間較長，對教師要求較高。

在課前預習階段，借助智慧教室平臺，教師推送預習任務書，學生學習完成預習任務，針對性地課前提問。此階段要求教師在備課時提前根據教學目標完成10分鐘左右的微課制作，要求學生自主學習，獨立探求知識點，初步達到了解的認知水平。

在課中內化階段，以學生為主體，通過分組討論、協作學習，舉一反三、總結歸納等方式，結合智慧課堂應用平臺，搶答、發彈幕等等手段，提高學生參與熱情，將一元講授式課堂變成多元討論交流，幫助學生學會學習。同時，適時穿插與課堂內容相關的政治教育元素，幫助學生樹立正確的三觀，扣好人生第一?？圩?。

在課后鞏固階段，利用微練習強化知識，借助應用平臺自我定位分層微測試，將習題解答式和問題研討式作為練習主要形式；上傳實例，開闊學生視野，豐富學生知識。

基于OBE理念的智慧課堂示例片段，以《工程數學》課程“最大似然估計”一節為例：

“最大似然估計”教學實施流程（各步驟根據授課內容不同，可靈活調整）：

（1）通過任務牽引，完成課前自主學習。

課前通過智慧教室應用平臺“雨課堂”發布預習任務。教師根據教學目標設定任務，利用“雨課堂”推送微視頻，預習資料，以及尼日利亞和阿根廷足球比賽、槍手射擊比賽、摸球問題三個具體實例，讓學生通過觀看視頻，閱讀預習資料完成自學內容，利用三個具體實例，分析、歸納、總結估計問題的估計思想。

（2）結合探究討論，突出課中成果實現。

第一步：課中首先講評學生課前自主學習情況，進一步針對學生課前歸納、總結的結果展開討論。引導學生得出最終對最大似然估計的思想達到統一認識——“一次試驗就出現的事件（應該）有最大的概率”。（4分鐘）

第二步：講解最大似然估計的概念，鼓勵學生自己用數學語言描述最大似然估計，培養學生的數學表達能力。（3分鐘）

第三步：根據講解內容，組織學生進一步討論，什么時候可以用到最大似然估計的思想？引導學生利用課前的預習資料里“機器學習”的相關應用背景來討論，可以利用雨課堂分組來進行。針對學生在討論過程中遇到的問題，教師進行解答。通過各組代表發言，教師總結引導，得出問題（1）的結論——“模型已定，參數未知”。（5分鐘）

第四步：在上述結論的基礎上，教師引導，學生分組進一步討論如何來用最大似然估計來對具體問題中的未知參數進行估計？

教師設問：“我們主要是要利用最大似然估計的思想來解決問題，因此看看其思想對應到題設中什么是‘一次試驗就出現的事件’？”“出現的事件怎么來表示呢？”“什么是‘概率最大’？”，一步步誘導學生總結出最大似然估計方法的解題基本思路。教師設計的層層遞進的問題鏈能幫助學生實現未知理論與已備知識的深層對話，不僅生動形象，惟妙惟肖，而且活躍思維，培養了邏輯思維能力和空間想象能力。（7分鐘）

第五步：發布小組任務：以離散型隨機變量的參數估計為例，讓學生根據板書上總結的思路，總結具體解答步驟。各組討論形成統一意見后提交，可以隨機點名的形式抽取小組代表發言，活躍課堂氣氛，防止學生思想懈怠。而后教師對各組發言進行總結，并統一利用最大似然估計方法的解題步驟，強調似然函數等相關概念。此部分解題步驟可板書，強化解題思路，加強學生理解，為后續問題的討論提供借鑒。（10分鐘）

第六步：對問題進行延展：推廣至連續型隨機變量呢？或者待估參數為兩個呢？引發學生思考討論，最終總結出上述幾種情況的參數估計方法步驟。（5分鐘）

第七步：拋出案例“海艇噪聲估計問題”，讓學生利用第六步總結的步驟解決。隨機點名學生上傳解題結果，進行學生互評，總結解題易出錯的點。（6分鐘）

第八步：當講授完本節課知識點后，讓學生與大家分享本節課的收獲。如果學生積極性高可以自由模式，如果大家不好意思可以采用隨機挑人，以游戲的形式結束本節課的學習。（4分鐘）

（3）利用項目實施，實現課后成果評價。

通過智慧教室應用平臺“雨課堂”布置作業——利用最大似然估計的方法解決某地涉恐人數估計問題，可以讓學生拍照上傳自己的作業，與傳統交作業方式相比，學生更樂意拍照上傳。同時發布課后拓展資料，鼓勵學生以小組的形式完成作戰效能評估的建模案例求解，開闊學生視野，提高應用能力。

教師對教學過程進行反思，通過反思調整優化教學設計，促進后續教學。學生根據雨課堂的作業反饋，了解自身學習目標達成情況，通過教師輔導答疑有針對性地查漏補缺，從而讓每一個學生都高標準順利達成學習目標，完成能力提升。