智慧教育在數學教學中的應用探究

陽永忠 周敏燕

（1.廈門雙十中學海滄附屬學校，福建廈門 361026；2.廈門海滄實驗中學，福建廈門 361026）

傳統的教學是傳道、授業與解惑，教師的作用是引導與“助產”。時代的發展對教師提出了新的要求，根據《義務教育課程方案（2022年版）》，“教—學—評”一體化是課堂教學的重要環節，改變傳統教學模式，適應當前教育形勢，是每個教師的必然選擇。在信息技術與AI 技術迅猛發展的今天，數學學科融合智慧教育是必然選擇。常態化的智慧課堂教學，可以有效地提升學生的數學核心素養，并根據學生個性發展的要求進行多元評價。

一、研究背景與現實意義

（一）智慧教育是科教興國與時代的要求

21 世紀初，教育部出臺的《教育信息化十年發展規劃（2011—2020 年）》文件明確指出，基礎教育信息化是提高國民信息素養的基石，是教育信息化的重中之重。因此，教育信息化道路是我國教育持續健康發展的光明之路。

傳統的教與學經常是“兩張皮”，教學與評價脫節。智慧教育在課堂中引入電子技術、新媒體，創設有利于知識探究與構建的環境，在教學過程中運用信息技術手段進行實時數據統計分析、師生診斷與評價，及時補充或調整學習資源，創造符合全體學生個性發展的學習環境。

傳統的課堂教學不太重視問題情境與知識的聯系，對問題情境理解不深，導致學生解決實際問題的能力較弱。而數學教學可以說是數學概念的教學，只有在真正的情境中分析與提出問題，才有解決問題的可能。

“錢學森之問”問出的是中國教育之路，中國的教育應該培養的是重實踐、會思考、重邏輯、有批判性、具有創新思維的人才，只有融合信息技術與教育科學的智慧教育，才能滿足社會現代化發展對人才的需求。

（二）研究的目的及意義

目前，國內外已有很多關于智慧課堂的研究。通過調查與對比發現，傳統課堂普遍存在一些不足。傳統課堂教學突出了教師的主導地位，而學生的主體性不夠明顯，存在滿堂灌的現象，無法滿足新時代教育應承擔的培養會思考、能創新人才的使命。而實行智慧教育的課堂則能更好地實施全人教育，它較好地解決了教與學、教學與診斷、教學與評價問題，實現評價多元化，從而激發學生的內驅力。

（三）研究內容

《義務教育課程方案（2022年版）》明確要求培養學生的核心素養。社會發展日新月異，知識來源再也不只是師承與書籍，面對信息與知識快速增長帶來的便利，教會學生甄別與創新是關鍵。培養創新人才是教育的重要任務。傳統課堂教學不足以擔此重任，智慧課堂教學或許是一種選擇。

筆者對國內外已有的智慧教育文獻、理論進行研究，對傳統授課的不足部分加以調整改進，探究初中數學智慧課堂新模式，并在實踐中不斷分析、對比、總結與完善。研究內容大致分為四個方面：

（1）探索并建設一個以學生為主體，利用信息技術智能終端和各種相關學習資源，覆蓋課前預習與自學、課中探究與測試、課后鞏固與提升的智能學習環境。

（2）探索并形成一個基于移動學習環境、教師的教和學生的學交互的運行模式，把教師從講授型教師轉變成學習型教師，從而提升育人能力。

（3）開發本市初中數學備課資源包，通過對學習過程的數據分析，將學習效果盡量數據化、可視化，優化智慧教育下初中數學教與學的方式，力爭將學習形式向“創造驅動的靶向學習”目標靠近。

（4）開發智慧課堂教學模式和典型課例，打造一些精品課，備課組與教研組協作，形成一套完整的教學資源包。

二、相關概念界定

（一）智慧課堂

智慧課堂早已被國內外許多學者熟識，前人已經開展了諸多研究，對其給出了不同的定義與闡述，其核心就是信息技術與教育科學相結合。智慧課堂比傳統課堂更注重教學理念更新，與傳統課堂在教學流程、教學資源、教學方法上存在很大的差別。智慧課堂關注“全人教育”，更注重真實的問題情境，注重學生自主探究與合作交流，所以更能培養創新人才。

（二）理論基礎

1.建構主義學習理論。建構主義學習理論是心理學家皮亞杰認知發展理論的一個分支，是現今認知發展的重要理論基礎。其核心要素是以學生為中心，強調學習者對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構。學習是在已有知識經驗的基礎上對新知識的感知、理解，最終實現知識的內化。

2.學習金字塔理論。美國學者埃德加·戴爾提出了“經驗之塔”理論。該理論指出，在“聽講”的學習方式下，學習內容僅僅能夠保存5%，“視聽”方式下學習內容的存留率也只有20%，即使在智慧課堂中，如果僅僅依靠微視頻教學，改善教學的作用也并不大。當學習者開始主動探究、實踐，特別是為他人講授時，學習內容的存留率可以達到90%，突破了視頻教學的“天花板”。

三、智慧課堂教學模式的構建

（一）傳統教學方式與智慧課堂教學

新課改的指導思想是以教師為主導，以學生為主體。但在實施過程中，往往教師主導勢頭強，凡事都主導，學生的主體性體現不出來。在一些學校、一些課堂中，主導變成了“加工”，學生主體變成了加工的對象，慢慢地學生變成承載知識的容器。

教育的過程是生長而非加工。每個生命體開始都是一顆“種子”，在一定的條件下都能長成應有的模樣。教師的任務就是盡量給每個學生提供適宜的外部環境，盡可能去喚醒、激發、滋養他們內在的生命力量。

智慧課堂教學，教師借助智能終端、大數據分析系統，可以快速、精準掌握學生的知識水平及需要加強的部分，教師依據課程教學目標和學業質量標準，有的放矢地推送預習與檢測材料，學生可以對預習中遇到的問題進行小組討論，提出疑問并發表自己的見解；教師根據智慧課堂的后臺數據分析，調整和修改教學方案和檢測材料，確定教學重難點，做到以學定教。

在智慧課堂教學中，教師根據教學方案創設真實有效的問題情境，在情境中發現問題與解決問題，組織學生對預習中的疑難問題進行討論，小組合作探究以增強學習的真實感與獲得感。教師既是討論的參與者，也是學生的領路人，對學生適時引導，在關鍵處點撥，引導學生向更廣、更深處思考。教師根據教學目標與評價標準推送隨堂測試，智能終端可以實時檢測分析，給予學生恰當的評價以增強學生的自信心，教師根據學生的學習情況及時調整教學材料，力求人人得到發展。

課后，教師根據課堂診斷，向學生推送個性化的作業，實施作業分層和有針對性的微課輔導，滿足不同學生的需求。學生學習完一小節或一個單元之后，就可以嘗試畫出知識的思維導圖。學生根據課前、課中、課后作業完成情況，把自己的疑問與收獲發表在信息化平臺上，在共享與交流中提升自己的認識。

這種現代信息技術與數學課堂深度融合的智慧教學，可以充分調動學生的主觀能動性，使每個學生都得到個性發展。

（二）智慧課堂教學模式的構建

新課改一直提倡探究型課堂，自主、合作、探究是新課改的三個標簽。但日常教學中真正的探究型課堂卻很少，低效率的“滿堂灌”仍然很普遍，采用“題海戰術”提高學生學習成績的現象屢見不鮮。“雙減”政策是一場及時雨，對課堂提出了“減負增效”的要求，這就必須改變教學模式。因此，學生自主生長的智慧課堂教學是新形勢下的必然選擇。

筆者通過摸索與實踐，初步構建了智慧課堂教學模式與操作策略，主要包括課前預習與自學、課中探究與測試、課后鞏固與提升三階段。具體分布見圖1。

圖1 智慧課堂教學模式圖

課前預習與自學分為三個階段：學情分析、預習測評、教學設計。流程見圖2。

圖2 課前預習與自學流程圖

課中探究與測試包括四個模塊：創設情境、探究學習、實時檢測、總結提升。

課堂教學離不開情境創設，情境的來源既可以是課本，也可以是與課程有關的貼近學生生活的問題，這樣可以激發學生的學習興趣。學生僅依靠自身無法完整或清晰解答的問題，在課堂上以小組合作的形式進行探究，教師只是在關鍵處啟發、點撥，做到“不憤不啟，不悱不發”。討論完后，教師做歸納提升、畫龍點睛。

課堂教學的另一功能是診斷，這一環節安排層次遞進的幾道題進行課堂檢測，讓每個學生當堂了解自己本節課的學習情況，實現“教—學—評”一體化的高層次課程目標。

課堂的“評”評的是學生的自我學習能力，也是學生學習的參與度，評價是為了讓學生獲得做題后的成就感從而樹立學習信心，激發學生的學習內驅力，當然，如果能夠得到來自同學和教師的贊許，那種成就感往往更持久。因此，教師在此不要吝嗇自己的贊揚。評價是多方面的，既可以是自我評價，也可以是小組間評價、師生評價，既可以是學習態度的評價，也可以是學習能力的評價。評價的作用一定要是正向的，它能激起學生自我查漏補缺，或者促進學生共同進步。

課后作業布置環節，教師根據學生知識掌握情況分層布置相應的練習題，其中應有三道每人必須過關的題，其余按層次設置，不同的人都有值得思考的練習，最后一題是綜合性較高的挑戰題，可供學有余力的學生使用，這些學生可以組成學習小組，在必要的情況下討論學習。對于基礎稍弱的學生，則只要求觀看課堂錄像或一些相關微課，以做到查漏補缺。另外，教師既可以借助智能終端為學生在線答疑解惑，也可以利用課堂實錄功能對自我進行評價，在評價與反思中提高自己的課堂教學水平。

教育是一門無止境的藝術，我們永遠在路上。教育的變革與創新是教育向前發展的主旋律，信息時代培養創新人才必須提升學生的核心素養。智慧課堂就是一種培養“全人”、提升核心素養的教育模式，任重道遠，我們將盡力行之。