智慧教室環(huán)境下高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的優(yōu)化策略研究

摘 要：智慧課堂是在當(dāng)前我國教育體系不斷發(fā)展的前提下，隨著聚焦于教學(xué)、聚焦于課堂、聚焦于師生活動教育思想提出以及現(xiàn)代化信息技術(shù)媒介的發(fā)展而出現(xiàn)的必然結(jié)果。各種云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用讓課堂教學(xué)過程更加現(xiàn)代化，工具的應(yīng)用方便地串聯(lián)起課堂教學(xué)，一些教學(xué)軟件也可以將抽象的數(shù)學(xué)內(nèi)容通過直觀演示變得直觀可視，而隨著基AR、AI 智能技術(shù)的不斷推廣研究，沉浸式的數(shù)學(xué)課堂也是未來發(fā)展的趨勢，本文針對智慧教室環(huán)境下高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)問題提出幾點看法和建議。

關(guān)鍵詞：智慧課堂；高中數(shù)學(xué)；課堂教學(xué)

“智慧課堂是利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)打造的，實現(xiàn)課前、課中、課后全過程應(yīng)用的智能、高效的課堂”[1]。在教育信息化2.0時代，智慧課堂受到前所未有的關(guān)注，在課堂上應(yīng)用平板電腦，運用廣博的互聯(lián)網(wǎng)資源豐富課堂教學(xué)，在師生之間搭建起科技、智慧的溝通橋梁，讓師生之間的溝通、互動更加便捷、高效，這都是智慧課堂帶給我國教育體系的新改變。學(xué)生的課堂參與度很大程度上決定其最終學(xué)習(xí)效果，由此，在智慧教室環(huán)境下，高中數(shù)學(xué)教師如何幫助學(xué)生深入?yún)⑴c課堂互動、優(yōu)化課堂教學(xué)，這成為當(dāng)下一線教師普遍關(guān)注的問題。

一、智慧課堂的內(nèi)涵

智慧課堂的定義，基于研究角度不同，結(jié)果也存在區(qū)別，目前主要有兩類研究視角，一個是從教育角度出發(fā)，另一個是從信息化角度出發(fā)。前者認為，不能將智慧課堂僅看作是單一的知識輸出和輸入過程，而應(yīng)將其理解為師生之間智慧、情感的交流融合過程，是師生智慧碰撞、共同成長的過程。從信息化角度講，智慧課堂是借助各種現(xiàn)代化信息技術(shù)和手段，以及各種先進的教學(xué)工具來達到課堂教學(xué)的智能化、信息化。總的來說，借助信息技術(shù)搭建的智慧課堂就是“知識型課堂”向“智慧型課堂”轉(zhuǎn)變的表現(xiàn)，而智慧課堂仍隨著社會的進步在不斷發(fā)展，思想內(nèi)涵、教學(xué)工具與手段也將越來越完善。

二、智慧課堂的特征

（一）資源共享特征

智慧課堂提供的課堂資源非常豐富，教師可基于教學(xué)需要、教學(xué)對象的接受度來對資源展開分類，讓學(xué)生便捷地獲取到符合需求的學(xué)習(xí)資源。借助多媒體的資源整合能力，實現(xiàn)資源的高度共享。另外，針對不同學(xué)生的情況，還可以有偏重地進行內(nèi)容推送，達到資源的靈活分配，保證學(xué)習(xí)資源能夠被學(xué)生所理解，為學(xué)生的學(xué)習(xí)起到實際幫助作用。

（二）開放互動性特征

在智慧課堂上，教師會關(guān)注到每個學(xué)生的差異化特征，充分尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，引導(dǎo)性地推動學(xué)生的層次性、漸進性發(fā)展。教師的教學(xué)目標、方式方法、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的發(fā)展是協(xié)同統(tǒng)一的，在教學(xué)期間，教師也會與學(xué)生進行及時、充分的交流溝通，對課堂學(xué)習(xí)情況進行評價反饋，以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)成果，必要的情況下幫助學(xué)生及時調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師在了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況的基礎(chǔ)上，也能夠更好地進行自我調(diào)整，保證教學(xué)目標不偏離、教學(xué)節(jié)奏適當(dāng)。

（三）智能數(shù)據(jù)性特征

智慧課堂的另一典型特征就是智慧化學(xué)習(xí)，也就是智能數(shù)據(jù)性[2]。在信息技術(shù)不斷更新迭代的背景下，推動教育的信息化變革，將數(shù)學(xué)教學(xué)課堂打造成數(shù)字化、信息化的學(xué)習(xí)空間，實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂的深刻轉(zhuǎn)變，可以說是整個教育體系的顛覆性升級。

三、智慧教室環(huán)境下高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的側(cè)重點

高中階段的數(shù)學(xué)課程主要集合函數(shù)、數(shù)列、不等式、直線與方程、統(tǒng)計、概率等方面的知識，概念多，內(nèi)容相對抽象，綜合性強、難度高，再加上高中階段的學(xué)習(xí)節(jié)奏比較快，課后鞏固的時間并不多，所以需要學(xué)生有更強的自主學(xué)習(xí)能力，而智慧教室環(huán)境下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)模式以下側(cè)重點則能夠更好地契合高中階段教學(xué)內(nèi)容和特征：

（一）關(guān)注個體差異，體現(xiàn)學(xué)生地位主體性

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，因為學(xué)生眾多，教師很難兼顧到每個學(xué)生，從而忽略了學(xué)生之間的個體需求，只是按常規(guī)的大眾化教學(xué)模式和內(nèi)容模板進行常態(tài)化教學(xué)，解決的也只是宏觀的共性問題，因材施教更是無從談及。智慧課堂的構(gòu)建，讓學(xué)生的主體地位得到彰顯，以學(xué)生為中心的教學(xué)理念讓教師在課堂上從知識的“灌輸”者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，通過各種現(xiàn)代化信息技術(shù)、多樣化資源的利用，為學(xué)生做好課堂學(xué)習(xí)的統(tǒng)籌工作。

（二）摒棄“題海”戰(zhàn)術(shù)，體現(xiàn)教學(xué)針對性

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師講授課本知識后會布置大量習(xí)題讓學(xué)生及時練習(xí)，不少學(xué)生因此對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生排斥心理。智慧課堂摒棄了這種“題海”戰(zhàn)術(shù)的教學(xué)方式，教學(xué)過程強調(diào)針對性和趣味性。借助信息技術(shù)的支持，教師能及時引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)方向、學(xué)習(xí)節(jié)奏等，學(xué)生的問題當(dāng)下就能夠得到解決，不需要為學(xué)生安排大量的課后練習(xí)，借助云平臺的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，教師還能夠?qū)λ袑W(xué)生的學(xué)習(xí)情況有整體了解，從而讓后續(xù)的教學(xué)計劃制訂更加科學(xué)、精準。

（三）提倡素質(zhì)教育，體現(xiàn)師生信息素養(yǎng)重要性

教育改革強調(diào)素質(zhì)教育，而素質(zhì)教育對學(xué)生信息素養(yǎng)的提高給予高度重視。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)存在獲取信息不方便等問題。在智慧課堂中，信息技術(shù)的引入幫助解決很多技術(shù)、資源方面的問題，網(wǎng)絡(luò)上的教育知識、資源廣博，利用先進的技術(shù)手段很容易獲取到大量的高質(zhì)量知識，而且教師的信息素養(yǎng)、信息技術(shù)能力也得到提升[3]。

四、智慧教室環(huán)境下高中數(shù)學(xué)課堂優(yōu)化教學(xué)策略

（一）課前階段

智慧課堂的最大改變就是讓學(xué)生和教師都能夠“有備而來”地進入課堂。課前，學(xué)生會按照教師提供的方向獲取學(xué)習(xí)資源，以自主學(xué)習(xí)、合作探究的方式打下學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，教師還會根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)成果反饋來進行二次備課，對有深度、有價值的問題進行放大討論，過程中不斷滲透數(shù)學(xué)思想、文化、方法。具體來說，課前準備階段的優(yōu)化主要把握以下兩個方面：

一是學(xué)情分析。與傳統(tǒng)“課堂縮影”形式的導(dǎo)學(xué)案不同，智慧課堂的課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)簡單、明確，包含學(xué)習(xí)指南、學(xué)習(xí)任務(wù)、困惑和建議幾個欄目，“學(xué)習(xí)指南”是對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)予以方法和材料方面的指導(dǎo)。“學(xué)習(xí)任務(wù)”是課前自主學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，可安排回顧、教材理解、拓展深化、感悟探究等幾個方面，各任務(wù)基于教學(xué)內(nèi)容設(shè)置精簡問題，包括常規(guī)練習(xí)、自我改編、數(shù)學(xué)知識思想方法的總結(jié)與感悟等。自主學(xué)習(xí)任務(wù)簡單、明確，改變以往的習(xí)題方式，轉(zhuǎn)而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維、深度思考，任務(wù)安排體現(xiàn)出開放性、創(chuàng)造性特征。

例如：《祖暅原理與柱體、錐體、球體的體積》的探究課程中，教師通過學(xué)生在通用技術(shù)課中自己設(shè)計制作的圓柱、棱柱、圓錐、棱錐、半圓和組合體模型，讓學(xué)生自行探究制作出作品，判斷學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的理解，了解學(xué)生有怎樣的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，既能迅速抓住學(xué)生的興趣點，可以吸引學(xué)生的注意力[4]。

二是對教材的二次開發(fā)和二次備課。學(xué)生在完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)單之后，經(jīng)由反饋系統(tǒng)將結(jié)果反饋給教師。系統(tǒng)對客觀題進行批改并對結(jié)果進行分析，分析內(nèi)容包含作答率、正確率、作答時間等，對這些內(nèi)容進行基本判斷，主觀題由教師審閱，為每位學(xué)生標注點評反饋，或以微課的形式來為學(xué)生解答，在了解學(xué)生的知識基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)困難點后，教師可進行二次開發(fā)和二次備課，對教學(xué)目標、方法、教學(xué)內(nèi)容和過程進行調(diào)整、重構(gòu)，屬于先學(xué)后教，以學(xué)定教的方式[5]。

例如：《祖暅原理與柱體、錐體、球體的體積》的探究課程中，針對教學(xué)主題對學(xué)生進行基本的了解和互動之后，教師就可以根據(jù)學(xué)生的情況來二次備課，設(shè)定教學(xué)目標，調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，制訂出更加科學(xué)的教學(xué)計劃。

首先，教師可引導(dǎo)學(xué)生回顧柱體、椎體、球體的體積公式，之后順著學(xué)生的回憶，將常用公式用平板展示出來。

其次，教師可以借助工具和學(xué)生進行一項實驗，來引出“祖暅原理”的內(nèi)容：將一副長方形撲克參差疊放在桌面上，問學(xué)生如何計算這疊牌的體積。

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生知道，想要算這疊牌的體積，應(yīng)將其疊成長方體，而改變形狀前后的高度和每塊牌的面積并無變化。

最后，教師可以出一道題，讓學(xué)生嘗試解答：已知長方體體積公式，請計算一個底面是等腰直角三角形的直三棱柱的體積。

學(xué)生思考可知，因為，長方體邊長不一定相等，所以，長方體的構(gòu)造方式有兩種，據(jù)此思考得出答案。

此時教師再循序漸進地拋出兩個問題：根據(jù)長方體體積公式來計算圓柱體體積、根據(jù)兩個等高的幾何體，猜想何種條件下其體積相當(dāng)。

利用多媒體圖形的展示，經(jīng)過教師的引導(dǎo)，通過一步步地深入思考、由淺入深地展示，教師引導(dǎo)學(xué)生慢慢向“祖暅原理”靠近，從而一步步推論出“祖暅原理：夾在兩個平行平面間的兩個幾何體，被平行于這兩個平面的任意平面所截，若所截得的兩個截面面積總是相等，則這兩個幾何體的體積相等[6]”。

（二）課中階段

課中階段包含任務(wù)反饋、探究學(xué)習(xí)、實時監(jiān)測、總結(jié)提升這幾個環(huán)節(jié)。具體來說，在任務(wù)反饋環(huán)節(jié)，可采取的反饋方式有多種，自主展示是讓學(xué)生自己積極展示自己的預(yù)習(xí)收獲，總結(jié)學(xué)習(xí)成果，并提出自己的疑惑點，教師借此開啟課堂教學(xué)。也可以采取佳作欣賞的方式，由教師選擇具有創(chuàng)新性、新穎性、思路明確、過程規(guī)范的作業(yè)進行展示和評價。在探究學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，通過上一環(huán)節(jié)的問題基本歸納、理解，學(xué)生掌握了一些新知識，教師可為學(xué)生布置合作探究任務(wù)，以小組為單位進行探索并展示學(xué)習(xí)成果，最后由教師對各組成果進行總結(jié)和點評，探究學(xué)習(xí)要注重以學(xué)生為中心，教師主要發(fā)揮引導(dǎo)者、合作者的作用。在實時監(jiān)測環(huán)節(jié)，教師可借助平板電腦的“發(fā)起做題”功能來對本節(jié)教學(xué)成效進行簡單的檢測，教師將題目推送到學(xué)生端，學(xué)生作答后反饋給教師，教師再通過投影儀對學(xué)生的答題結(jié)果進行統(tǒng)一點評，也可以適當(dāng)?shù)亟M織學(xué)生間的互評，讓學(xué)生能夠從更多的角度去思考問題，發(fā)散思維。在總結(jié)提升環(huán)節(jié)，教師要引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)內(nèi)容進行總結(jié)，總結(jié)可包括知識、思想、情感、方法等多個方面的收獲，讓生硬的數(shù)學(xué)知識在總結(jié)的過程中再次迸發(fā)生命的活力，讓總結(jié)環(huán)節(jié)成為學(xué)生學(xué)習(xí)成果凝聚、思維拓展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[7]。

例如：還以“祖暅原理”為例，在講解“祖暅原理”的推導(dǎo)過程后，教師讓學(xué)生根據(jù)“祖暅原理”的推導(dǎo)思路，推導(dǎo)橢球體積的大小，使學(xué)生在數(shù)學(xué)思維、類比的方法、團隊合作、探索精神等方面都得到了鍛煉。

（三）課后階段

課后階段共包括動態(tài)分層作業(yè)、微課輔導(dǎo)、在線答疑、反思評價這幾個環(huán)節(jié)。在動態(tài)分層作業(yè)環(huán)節(jié)，與以往的分層教學(xué)模式下的固定分層不同，智慧課堂中的動態(tài)分層作業(yè)是教師基于本階段或本節(jié)課的自主學(xué)習(xí)情況與課堂學(xué)習(xí)成果進行動態(tài)管理，對學(xué)生進行動態(tài)化的分層把握和調(diào)整。分層作業(yè)的層級有基礎(chǔ)、提高、拓展這幾種，每個難度層級對應(yīng)相應(yīng)的學(xué)生情況。

學(xué)生將答案提交后，教師利用平板來審閱批改，對多次出現(xiàn)的共性問題，教師可錄制微課進行統(tǒng)一講解，針對不具有典型性的問題，教師可利用在線答疑功能進行一對一輔導(dǎo)解決。

在微課輔導(dǎo)環(huán)節(jié)，微課內(nèi)容可以是課堂學(xué)習(xí)的重難點內(nèi)容強調(diào)，也可以是當(dāng)天的錯題分析，還可以打破課堂內(nèi)容的局限，為學(xué)生推送一些數(shù)學(xué)方面的文化、歷史資料信息，拓展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維網(wǎng)絡(luò)。微課可以是教師自己制作，也可以是教師下載的網(wǎng)絡(luò)教育資源。其中的在線答疑環(huán)節(jié)，如果學(xué)生提出疑問，教師需要按照所提出問題的特征、類型選擇語音、視頻或文字的方式及時、詳細地解答疑問，讓學(xué)生能夠第一時間消除學(xué)習(xí)中的疑惑，掃除學(xué)習(xí)障礙。在反思評價環(huán)節(jié)，學(xué)生利用智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)閱讀材料、觀看微課、查看自己的作業(yè)批改情況，對當(dāng)天的學(xué)習(xí)內(nèi)容進行復(fù)盤和總結(jié)，反思中有疑惑之處也可以及時發(fā)布在討論區(qū)和同學(xué)、教師交流探討。

結(jié)束語

時代在進步，各種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息化資源不斷地迭代更新，高中數(shù)學(xué)教學(xué)場景、教學(xué)模式、教學(xué)工具也在不斷變換和升級，教學(xué)設(shè)計和實踐有了更多的可能性，但需要知道的是，信息技術(shù)、高科技教學(xué)手段只是一種理念、一種平臺、一種工具，想要追求真正的智慧教學(xué)，還需要教師立足于以學(xué)生為本的理念，不斷提高自身專業(yè)能力和信息技術(shù)素養(yǎng)，深度挖掘當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)時代的技術(shù)與資源優(yōu)勢，實現(xiàn)課堂教學(xué)的全方位智慧化，達到高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的深度優(yōu)化。

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本文為福建省教育科學(xué)規(guī)劃立項課題“基于智慧課堂的中學(xué)學(xué)科教學(xué)‘333’模式研究”（課題編號：FJJKZX21-373，主持人：劉燕）的研究成果之一。