高中數學沉浸式智慧課堂構建的深入分析

在推動信息化時代教育創新過程中，沉浸式教育逐漸成為主流思想。當前的高中數學教學中，沉浸式教育和智慧課堂均發揮出重要作用，且兩者有較好的融合，教師依托AR（增強現實）技術和VR（虛擬現實）技術，可以幫助學生進入沉浸式學習，減少學生在高中數學課堂學習中遇到的物理空間的障礙，有助于提高教學的效率與質量。為成功構建沉浸式智慧課堂，教師應該重點抓好五大策略：一是改變教學敘事視角，二是強調AR技術的應用，三是梳理數學知識難易程度，四是積極建設智慧教室，五是堅持做到因材施教。更重要的一點，在后續的高中數學教學中，應該嘗試借用更多的數字教育資源、技術產業構建學生喜歡的沉浸式教學場景，以求促進高中數學教育高質量發展。

一、智慧課堂和沉浸式教育

在實現智慧教育的過程中，智慧課堂是一種重要的方式，能讓教育活動變得智能、智慧、高效、簡單。智慧課堂，是指在課堂教學中引入適用的高科技、沉浸式技術及其他技術產業，從而讓師生共同發揮主觀能動性，實現教育教學的“可視化”及師生的深度交流。目前來看，新課程改革強調推動教育現代化和信息化，這也讓智慧課堂的構建成為共識，突出的一個表現便是大力建設智慧教室，借助其中的一些技術和設備幫助學生進行知識的學習與探索。

沉浸式教育在20世紀60年代便已經被提出，發端于積極心理學，強調的是學習者努力進入一種沉浸的狀態，甚至是達到忘我境界，獲得良好的認知和體驗感。詳細言之，當前廣泛應用的沉浸式教育是以沉浸理論為基礎，在理解時可以從三個方面進行。第一，需要學習者完全投入某一種學習活動之中，且集中注意力，對其他事物的存在做到無視，從而處于沉浸的狀態，在此過程中，必須要有良好的學習情境或氛圍。第二，沉浸式教育可以將理論教學和教學實踐有效連接起來，是兩者之間的橋梁，強調學習者可以全過程和全身心地投入，既感悟知識內容，也可以產生良好的情感共鳴。第三，沉浸式教學法的落實并不是簡單為之，需要一些必備條件，主要是明確目標、獲得體驗、優設任務、建構情境。如此一來，學習者的感官、情緒、肢體、心智均可以處于一種沉浸狀態，如果可以實現完全沉浸，則能夠獲得情感共鳴，達到良好的學習效果。

二、高中數學沉浸式智慧課堂的優點

在高中數學的教學中，積極構建沉浸式智慧課堂的優點有四個。第一，依托沉浸式智慧課堂，師生之間可以進行深度交流，并且因為有AR技術、VR技術的支持，所以更易滿足學生在課堂學習中的個性化需求，對提高學習興趣和有效性大有裨益。教師通過應用AR設備、VR設備，可以幫助學生形成親身沉浸的良好體驗，加深對數學知識的理解，并形成一些新的看法和見解。同時，師生、生生之間的溝通交流，會有助于提高學生的數學思維、思辨能力和分享意識，也因此利于學生的共同學習和共同進步。第二，依托沉浸式智慧課堂，可以更好地吸引學生的注意力，促使他們全身心參與到課堂和教學活動之中。如果是在課堂上應用AR設備、VR設備，則可以讓學生產生身臨其境的學習體驗，可以清楚地看到知識生成的過程，增加學習數學的樂趣。第三，在沉浸式智慧課堂的支持下，高中數學的教學可以實現可視化，所有知識內容可以直觀形象地呈現在學生的眼前。依托各種信息技術手段，教師可以將學生所喜歡的圖畫、錄像、動漫等多種教學資源引入課堂，尤其是可以讓抽象的知識內容生動形象地展示出來。知識以可視的形式呈現，自然有助于學生有效學習，對發展他們的思維能力和認知能力十分有利。第四，在沉浸式智慧課堂中，學生可以在虛、實的學習環境中進行學習，且可以與知識實現有效互動。目前來看，教師在高中數學的沉浸式智慧課堂中極力凸顯學生的主體地位，或者是尊重學生的主體地位，這樣學生能夠選擇適合自己的學習方式，更利于他們進行直觀、立體、互動的學習。

三、高中數學沉浸式智慧課堂構建的策略

（一）改變教學敘事視角

在高中數學沉浸式智慧課堂中，教師既要注重應用先進的教育教學技術手段，也要重視教學敘事方式的改變。在改變教學敘事視角時，教師應該有這樣的思考，即應該堅持立足于學生的興趣，用興趣感知進行引導教學和沉浸式教學，以求讓學生可以開心快樂地進行學習。

以湘教版必修二“三角函數”的教學為例，學生在學習過程中對一些知識內容不能有效理解，對此，教師應該改變教學敘事視角。詳細言之，教師可以從三個方面安排新課教學活動。第一，借助VR設備給學生呈現三角函數的知識內容，便于讓他們對三角函數產生一定的認知，并有效激發出學習興趣。在此過程中，可以先讓學生自學和感受，努力獲得沉浸式學習的樂趣，然后教師可以鼓勵學生進行互動，如同學之間可以相互講解三角函數知識。第二，教師可以在備課階段收集教學資源，例如，可以收集天文、航海的有關知識內容，供學生觀看和學習。課堂上，教師可以給學生講一講三角函數知識在航海中的應用故事，還可以用VR設備將故事可視化，相信通過這種方式一定可以幫助學生有效學習和理解知識。第三，在AR設備、VR設備的支持下，教師容易創設出學生所喜歡的真實化情境。在學習三角函數時，教師可選擇將學生“帶到”海船和真實的航海環境之中，并提出這樣的問題：“現在有一輪船自西向東航行，在A處發現小島是在輪船東偏北21.30這一方向上，現在要繼續向西行駛，行駛距離是50海里，然后可以到達C處。發現小島在輪船的東偏北63.50方向上，那么已知輪船的航行速度，還需要多長時間到達小島呢？”通過特定情境的模擬，數學課堂教學可以充滿趣味性。

（二）強調AR技術的應用

在構建高中數學沉浸式智慧課堂時，教師應該重視AR技術的應用價值挖掘，打造探究式、沉浸式、情境式的課堂，從豐富課堂教學資源、豐富教學互動、拓寬教育路徑等方面出發，拓展延伸，與高中數學內容進行有效銜接。在課堂活動中，教師可利用AR技術，設計符合教學內容的話題討論，深化學生對知識內容的理解，提高學生數學綜合素養。依托AR技術，可實現師生的雙向交互。在面對一些教學內容中的難點和重點時，教師可以轉換學習模式，構建情境式的學習場景。學生身處一個真實的3D場景之中，能夠更好地進行互動交流，獲得身臨其境的學習體驗。

在湘教版必修一“從圖象看函數的性質”教學中，教師可以依托3D相機，將函數的圖象直觀呈現出來，并形成三維立體的情境，帶領學生進行分析。與此同時，教師可以鼓勵學生通過各種操作控制函數的圖象，讓函數的圖象以三維立體的形式呈現在眼前。當學生在課堂上擁有更多的主動性之后，他們會更加積極和投入。這種學習方式可以確保聽覺、視覺均獲得良好體驗，甚至可以滿足學生的深度學習需求，有助于培育學生的思維能力、探索能力。

（三）梳理數學知識難易程度

沉浸式教育和智慧課堂都有諸多優勢，并適用于高中數學教學，但這并不表示教師要始終依托沉浸式智慧課堂開展教學活動，而是應該把握好重難點。詳細言之，在沉浸式智慧課堂上，教師應該找準教學對象，梳理出數學知識難易程度，對于較為抽象和復雜的知識，可以優先考慮進行沉浸式智慧課堂教學。如此一來，可以更好地凸顯學生的主體地位，凸顯新課教學的重點和難點，不至于使學生出現難以把握重難點的情況。在梳理數學知識難易程度時，教師應該重點把握好兩點，一是堅持立足于學生，根據他們的學習能力、核心素養確定出重難點，借助沉浸式智慧課堂幫助學生理解知識背后的深刻內涵；二是因學生對于抽象知識的理解一直存在不足的情況，所以教師應該梳理出抽象的知識內容.合理運用VR設備和AR設備開展教學，讓知識點直觀呈現在學生的眼前?？傊?，沉浸式智慧課堂要有所指向，可以專門用來幫助學生解決學習中遇到的重難點問題。

在湘教版必修二“直線與直線、直線與平面的位置關系”這一課教學中，一個重點知識是“直線與平面平行”，教師必須幫助學生有效掌握此部分的內容，為后續的“平面與平面平行”這一知識研究奠定基礎。在沉浸式智慧課堂中，教師可以梳理出三個學習目標。第一，引導學生有效理解直線與平面平行的判定定理；第二，和學生一起證明直線與平面平行的性質定理；第三，幫助學生理解一點，即立體幾何中研究位置關系的方法，包括性質方法和判定方法。在培養學生的數學抽象素養時，教師應該利用好沉浸式智慧課堂，關鍵做法是用VR設備或AR設備將實際物體抽象成空間圖形，并引導學生直觀觀察直線與平面的平行關系。

（四）積極建設智慧教室

在整個高中數學的沉浸式智慧課堂中，始終依賴于一個基礎條件，即智慧教室。只有當智慧教室足夠先進和有效，學生才可以處于沉浸式學習的最佳狀態。為此，學校要積極建設智慧教室，為沉浸式智慧課堂的構建奠定基礎。要想達成這一目標，是有一定困難的，學?？煞e極尋求社會力量的幫助或支持。除此之外，教師要重視數字化教學資源的建設，且應該將形成的數字化教學資源及時上傳至教學平臺，讓學生可以自由學習，深入探索。

（五）堅持做到因材施教

在高中數學教學中，教師應該始終意識到一點，即每個學生都存在一定的差異。在日常教學過程中，教師要尊重學生的差異，堅持做到因材施教，助力學生的共同發展和個性發展。在VR設備的支持下，教師引領學生進入特定情境之中，然后引導他們通過手動操作學習場景中的具體物件，使自己的學習活動貼合已有知識面和接受度。在這一過程中，教師可以針對學生的學習差異提出難度不同的數學問題，借助數學問題激發學生的求知欲望。沉浸式智慧課堂有助于學生處于沉浸狀態，且因為有諸多學習技術手段的支持，所以學生面對有梯度的問題時，可以多方查找資料和深入探究，在此過程中必然可以有效參與“分析問題→探究問題→解決問題”這一學習過程。

在湘教版必修一“指數函數的圖象和性質”教學中，教師可以分三步走。第一步，學生登錄“智慧課堂”平臺進行自主學習和練習，教師要查看學生的學習報告，從而確定出他們對指數函數概念的掌握情況，給后續教學提供依據。第二步，引導學生對指數函數的圖象和性質形成初步認知，關鍵做法是讓學生自己動手操作，例如，自己選擇底數a的取值，嘗試歸納出指數函數的性質。這一過程中教師要尊重每位學生的想法和所得到的答案，并進行適時且有效的指導。第三步，使用“智慧課堂”平臺中“學生講”這一功能，鼓勵學生大膽分享探索發現知識的過程。這一過程中可以發現學生的學習成效與不足之處，便于后續因材施教。

四、結語

沉浸式教育、智慧課堂對高中數學教學的影響均是深遠的，且當前所構建的沉浸式智慧課堂已經較為有效和成熟，能夠滿足高中數學課堂教學的諸多需求。后續將繼續加大研究力度，探索沉浸式智慧課堂構建過程中的更多要點和技巧，力爭讓學生始終處于真實、趣味、智能、智慧的學習狀態中，達到沉浸式學習的理想效果。

（責任編輯：徐婷）