乘“數(shù)”而上：小學(xué)數(shù)學(xué)中段教學(xué)數(shù)據(jù)載體創(chuàng)設(shè)與實(shí)施研究

摘 要：新一代互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，是一場(chǎng)多領(lǐng)域、多層次、融合多項(xiàng)技術(shù)的深刻變革。小學(xué)數(shù)學(xué)中段教學(xué)所涉及的備課、授課、作業(yè)、評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，應(yīng)隨時(shí)代的變化乘“數(shù)”而上。利用人工智能、數(shù)據(jù)載體，將“智慧”頭銜與教學(xué)各環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)結(jié)，以促進(jìn)自主教研、深度學(xué)習(xí)、多樣化管理、多元評(píng)價(jià)的生發(fā)，幫助學(xué)生建立新思維，促進(jìn)其新能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué)；數(shù)據(jù)載體創(chuàng)設(shè)；智慧教學(xué)

作者簡介：朱婷婷（1995—），女，江蘇省蘇州市吳江區(qū)東太湖實(shí)驗(yàn)小學(xué)。

習(xí)近平總書記在中共中央政治局就建設(shè)教育強(qiáng)國進(jìn)行第五次集體學(xué)習(xí)時(shí)指出“堅(jiān)持以人民為中心發(fā)展教育”，強(qiáng)調(diào)“加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化，以教育之力厚植人民幸福之本”，為推動(dòng)教育改革發(fā)展、辦好人民滿意的教育進(jìn)一步指明了方向。推動(dòng)傳統(tǒng)教育向智慧教育轉(zhuǎn)型是促進(jìn)教育公平、實(shí)現(xiàn)共同富裕的有效途徑。因此，在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中探究基于數(shù)據(jù)載體創(chuàng)設(shè)和實(shí)施的教學(xué)是堅(jiān)定不移維護(hù)國家意志，推進(jìn)“雙減”政策落地，推進(jìn)教學(xué)數(shù)字化改革的必由之路。

一、智慧備課：巧用載體，促進(jìn)自主教研

關(guān)于智慧教學(xué)，不同的學(xué)者有不同的觀點(diǎn)，但總的來說，它與傳統(tǒng)的“粉筆”授課模式相比，更加依賴人工智能、互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等數(shù)據(jù)載體，是一種“粉筆”與“鼠標(biāo)”創(chuàng)新融合的新式課堂（如圖1）。

（一）數(shù)據(jù)資源促備課效率提升

當(dāng)前教學(xué)中普遍施行集體備課與個(gè)人備課兩種模式。其中，集體備課的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)互助合作與資源共享。在新課改與“雙減”政策的共促下，學(xué)校教師普遍處于學(xué)習(xí)上升期，對(duì)新的授課模式還處于探索期，所以“互聯(lián)網(wǎng)備課”，即智慧備課的優(yōu)勢(shì)較為突出。互聯(lián)網(wǎng)所提供的強(qiáng)大數(shù)據(jù)資源，不僅有利于教師根據(jù)所需快速檢索、瀏覽信息，還便于他們跟著各地名師學(xué)習(xí)先進(jìn)的知識(shí)和理念，促進(jìn)他們學(xué)習(xí)和備課效率的提升，推動(dòng)集體備課的發(fā)展（如圖2）。

（二）交互平臺(tái)促體驗(yàn)過程深化

交互數(shù)字平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)包括高清大屏的集中展示、便捷的觸控操作、直觀的手寫批注、海量圖像的快速處理、遠(yuǎn)程多方數(shù)據(jù)共享以及人性化的操作模式，為用戶提供了一個(gè)劃時(shí)代的輔助交流平臺(tái)。目前，交互平臺(tái)所提供的便利已輻射到各行各業(yè)，打破了時(shí)間上的束縛和空間上的限制，在提升工作效率的同時(shí)也深化了用戶體驗(yàn)，加強(qiáng)了人與人之間的交流。在教學(xué)領(lǐng)域，教師可以運(yùn)用交互平臺(tái)所提供的核心功能進(jìn)行公開課講授，也可以利用它的技術(shù)優(yōu)勢(shì)完成課件制作。交互是智慧備課、學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。交互平臺(tái)具有強(qiáng)大的便利性，使線上辦公成為現(xiàn)實(shí)，降低了客觀環(huán)境對(duì)教師授課的影響。

二、智慧課堂：深化模態(tài)，構(gòu)建新式教學(xué)

多模態(tài)話語是指運(yùn)用聽覺、視覺、觸覺等多種感覺，通過語言、圖像、聲音、動(dòng)作等多種手段和符號(hào)資源進(jìn)行交際的現(xiàn)象，將此概念應(yīng)用于智慧課堂教學(xué)具有積極意義［1］。

（一）智中學(xué)—了解未知，促知識(shí)融合

“智中學(xué)”把學(xué)習(xí)排在首位，強(qiáng)調(diào)利用互聯(lián)網(wǎng)提供的海量資源，打破知識(shí)學(xué)習(xí)的界限，尤其是教材的邊界，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)突破地域的限制，享受到互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所提供的“教育公平”，了解未知。

以《認(rèn)識(shí)長方形和正方形》單元為例，本單元的“學(xué)”主要可以分為兩個(gè)方面。一是學(xué)校教育中的“智中學(xué)”，即教師利用微課將傳統(tǒng)的靜態(tài)圖形制作成可以看見轉(zhuǎn)化過程的動(dòng)態(tài)圖形，簡而言之，就是將思維中的抽象知識(shí)通過一定的數(shù)據(jù)載體呈現(xiàn)為具象畫面，以更加直觀的方式讓學(xué)生獲得數(shù)學(xué)理解。在節(jié)省教學(xué)時(shí)間、提升教學(xué)效果的同時(shí)，吸引學(xué)生的注意力，活躍課堂氣氛。二是家庭教育中的“智中學(xué)”。學(xué)生由于存在個(gè)性差異、學(xué)習(xí)能力水平差異等，會(huì)呈現(xiàn)不同的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)習(xí)慣，也因此產(chǎn)生不同的學(xué)習(xí)結(jié)果。家庭教育作為學(xué)生教育中的重要一環(huán)，對(duì)學(xué)生的輔導(dǎo)作用隨著社會(huì)建設(shè)水平的提升也越來越受重視。對(duì)于學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生，家長可以利用互聯(lián)網(wǎng)的“名師講堂”等幫助孩子進(jìn)行預(yù)習(xí)和補(bǔ)習(xí)，彌補(bǔ)學(xué)校教育的不足，減輕孩子跟不上教學(xué)進(jìn)度的心理壓力，讓自主學(xué)習(xí)成為教學(xué)的得力幫手。同時(shí)，學(xué)生可以利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)到更多其他學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。例如，美術(shù)學(xué)科中，長方形和正方形在圖紙繪制、家居設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，將這些知識(shí)與數(shù)學(xué)學(xué)科相結(jié)合，有助于促進(jìn)學(xué)科與學(xué)科之間的融合、知識(shí)與知識(shí)之間的融合。

（二）智中思—多元能知，促思維提升

“智中思”要求在學(xué)習(xí)中積極思考，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中指出：“學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)該是一個(gè)主動(dòng)的過程，認(rèn)真聽課、獨(dú)立思考、動(dòng)手實(shí)踐、自主探索、合作交流等是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式。”智慧學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了“多元能知”的平臺(tái)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)能夠具備個(gè)性化、高效化、沉浸式、持久性等特征［2］。所謂“多元能知”，指的是與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)相比，學(xué)生能夠獲得更多元的能力，包括圖像分析能力、信息收集能力等。例如，微課教學(xué)的圖像化、具象化特征，可以豐富學(xué)生的視覺感知，幫助學(xué)生提高審美能力；微課視頻的背景音樂、配樂等，能幫助學(xué)生提升音樂素養(yǎng)。除此之外，智慧環(huán)境、智慧空間能夠?yàn)閷W(xué)生提供廣闊的自主學(xué)習(xí)空間，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇喜歡的學(xué)習(xí)方式。例如，“喵喵錯(cuò)題”“試卷寶”“魔力娃口算”等應(yīng)用軟件，能夠?yàn)閷W(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，還能夠自動(dòng)檢測(cè)正確率、統(tǒng)計(jì)錯(cuò)題率等，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)高質(zhì)化學(xué)習(xí)。學(xué)生還可以利用互聯(lián)網(wǎng)工具構(gòu)建思維導(dǎo)圖、制作數(shù)學(xué)電子報(bào)等，從而獲得思維能力的提升和學(xué)習(xí)體驗(yàn)的豐富。

（三）智中拓—深化想知，促能力發(fā)展

“智中拓”要求學(xué)生在完成基本學(xué)習(xí)目標(biāo)的前提下實(shí)現(xiàn)拓展性學(xué)習(xí)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)提供的優(yōu)質(zhì)資源，深入了解更深層次的數(shù)學(xué)知識(shí)。除了數(shù)學(xué)知識(shí)，還可以向其他領(lǐng)域拓展，比如上面所提及的美術(shù)學(xué)科，能夠促進(jìn)喜歡繪畫的學(xué)生的思維拓展和靈感迸發(fā)。教師可以通過智能教學(xué)軟件，設(shè)計(jì)能夠推動(dòng)課堂教學(xué)的游戲。例如，教師可在課堂中引入希沃白板中的“刮刮樂”“搶紅包”“消消樂”等常見的益智游戲，也可以根據(jù)學(xué)科要求，組織“找出生活中的長方形和正方形”等合作游戲。益智游戲提供的動(dòng)態(tài)化體驗(yàn)，能夠很好地鍛煉學(xué)生快速思考與判斷的能力，進(jìn)而提高學(xué)生的反應(yīng)能力。

智慧的“教”與“學(xué)”依賴數(shù)據(jù)載體，依托智能軟件將抽象的知識(shí)信息轉(zhuǎn)化成可視化、可聽化的教學(xué)資源，不僅能夠豐富學(xué)生的課程體驗(yàn)，還能夠豐富教師的教學(xué)技能和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，讓教師在學(xué)生“玩”的過程中答疑解惑。正如我國教育家陶行知先生提出的理念—“以教人者教己，在勞力上勞心”，教師只有與學(xué)生躬親共學(xué)、躬親共做，才能構(gòu)建良好的師生關(guān)系與學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

三、智慧作業(yè)：分層管理，優(yōu)建數(shù)據(jù)分析

智慧作業(yè)主要分為兩個(gè)層面來探討：一是“紙筆化”智慧教學(xué)，二是“無紙筆化”智慧教學(xué)。前者依托于傳統(tǒng)教學(xué)，但又同時(shí)賦能傳統(tǒng)教學(xué)；后者更傾向于管理，內(nèi)容包括學(xué)情數(shù)據(jù)分析、作業(yè)批改和課后輔導(dǎo)等工作。

（一）解惑：層級(jí)思考，賦能自主

傳統(tǒng)作業(yè)設(shè)計(jì)以書面練習(xí)題、練習(xí)冊(cè)為主，讓學(xué)生統(tǒng)一做同一層次、內(nèi)容、水平的作業(yè)。這樣無法實(shí)現(xiàn)因材施教，更無法顧及學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)生，導(dǎo)致優(yōu)者更優(yōu)，作業(yè)內(nèi)容常常滿足不了接受能力強(qiáng)的學(xué)生的求知欲，而后進(jìn)生則漸漸在數(shù)學(xué)作業(yè)中失去自信，進(jìn)而對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科失去學(xué)習(xí)興趣。智慧作業(yè)賦能下的作業(yè)設(shè)計(jì)主要依靠“設(shè)計(jì)”二字實(shí)施，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)資源設(shè)計(jì)出符合不同水平層次的作業(yè)，將作業(yè)有效分層，包括基礎(chǔ)性作業(yè)、拓展性作業(yè)、開放性作業(yè)等，并在每一層次的作業(yè)設(shè)計(jì)中設(shè)置不同維度的選做題，讓學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好選做作業(yè)，以此滿足各層級(jí)學(xué)生的需求。除此之外，“設(shè)計(jì)”二字還表現(xiàn)在版面的設(shè)計(jì)上，教師可以利用WPS等軟件中的“插入”功能，在作業(yè)中插入各種有趣的圖標(biāo)、流程圖、腦圖、文本框等，改變作業(yè)“嚴(yán)肅”的氛圍，使完成作業(yè)就像是參與一次有趣的游戲。

（二）創(chuàng)新：多樣設(shè)計(jì)，賦能素養(yǎng)

所謂多樣化設(shè)計(jì)，除了上述的版面多樣化，還包括題目的多樣化。當(dāng)前，跨學(xué)科教學(xué)已成為重要的教學(xué)改革趨勢(shì)。跨學(xué)科教學(xué)注重不同學(xué)科知識(shí)之間的整合，以多種方式解決實(shí)際問題，以達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)深層、學(xué)習(xí)過程深入、學(xué)習(xí)結(jié)果深刻的目的。在開放性作業(yè)的設(shè)計(jì)中，多數(shù)教師會(huì)選擇在此部分融入跨學(xué)科內(nèi)容，以此促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展與學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成，如案例1。

【案例1】開放性作業(yè)（節(jié)選）

我國有許多優(yōu)秀傳統(tǒng)文化需要傳承，請(qǐng)你用長方形和正方形設(shè)計(jì)關(guān)于傳統(tǒng)文化的文字或圖案，并利用相關(guān)知識(shí)計(jì)算出制作這些文字或圖案需要多少平方米的春聯(lián)紙。

案例1將語文學(xué)科和道德與法治學(xué)科中的“文化傳承”與數(shù)學(xué)知識(shí)“長方形和正方形的面積”相結(jié)合，并將美術(shù)學(xué)科中的繪畫、設(shè)計(jì)思維融入數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中，可以有效幫助學(xué)生從多個(gè)維度認(rèn)識(shí)長方形和正方形的面積。學(xué)生還能在完成這一作業(yè)的過程中思考我國有哪些優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在檢索的過程中理解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的種類、內(nèi)涵及意義，并進(jìn)行弘揚(yáng)與傳承，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)的提升。

（三）共贏：目標(biāo)管理，賦能教學(xué)

目標(biāo)管理主要指的是作業(yè)管理。在傳統(tǒng)的作業(yè)管理模式中，教師一般只看重作業(yè)的結(jié)果，大致掌握學(xué)生的知識(shí)吸收情況，并對(duì)個(gè)別跟不上教學(xué)進(jìn)度的學(xué)生進(jìn)行簡單的輔導(dǎo)，缺乏長期跟蹤輔導(dǎo)教學(xué)。智慧作業(yè)管理模式將學(xué)生的作業(yè)完成情況進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和分析，利用統(tǒng)計(jì)圖幫助教師更加直觀、長期地看到學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及進(jìn)步情況。比如，班級(jí)管理“神器”—“班級(jí)優(yōu)化大師”軟件中有多項(xiàng)幫助教師管理班級(jí)的功能。其中，“作業(yè)管理”功能為教師的作業(yè)布置、作業(yè)點(diǎn)評(píng)、作業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等提供了極大便利。當(dāng)教師準(zhǔn)確地掌握了學(xué)生的作業(yè)完成情況以及長期跟蹤反饋情況，便能更好地改進(jìn)課堂教學(xué)模式，調(diào)整教學(xué)的進(jìn)度，還能通過遠(yuǎn)程輔導(dǎo)幫助學(xué)生完成作業(yè)訂正，實(shí)現(xiàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)、教師和學(xué)生的雙贏。

無論是在設(shè)計(jì)方面還是在管理方面，智慧作業(yè)都促進(jìn)了新技術(shù)賦能學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建，使得教育服務(wù)更加完善，教學(xué)過程更加透明，教學(xué)質(zhì)量更加高。

四、智慧評(píng)價(jià)：穿透形式，重建學(xué)習(xí)體系

新課標(biāo)指出，完整的教學(xué)活動(dòng)包括教、學(xué)、評(píng)三個(gè)方面。“教”與“學(xué)”可以通過智慧教學(xué)實(shí)現(xiàn)，那么“評(píng)”又如何通過智慧教學(xué)實(shí)現(xiàn)呢？

（一）日評(píng)表格，自省認(rèn)知

傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)主要關(guān)注考試成績，容易影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，阻礙學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。為改變這一情況，教師可以將診斷性評(píng)價(jià)細(xì)化成過程性評(píng)價(jià)。例如，利用數(shù)據(jù)表格記錄學(xué)生的日常表現(xiàn)，或每日發(fā)放“日評(píng)表”給學(xué)生，讓他們根據(jù)自己的行為表現(xiàn)進(jìn)行自評(píng)，以促進(jìn)學(xué)生的自省認(rèn)知能力發(fā)展。同時(shí)，教師還可以利用“班級(jí)優(yōu)化大師”對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，建立學(xué)生檔案，及時(shí)對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)做出有效反饋，表揚(yáng)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生改正缺點(diǎn)，改變傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)形式和評(píng)價(jià)內(nèi)容，優(yōu)化學(xué)生的自我認(rèn)知體系。

（二）成果星榜，入庫共賞

教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)情數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，評(píng)選出不同領(lǐng)域的“星榜”，例如口算小天才、繪圖小天才、計(jì)算小天才、表演小天才、手工小天才、搶答小天才等。還可存錄學(xué)生日常表現(xiàn)的圖片，包括趣味畫面、作業(yè)反饋等，將圖片和數(shù)據(jù)結(jié)果上傳到云平臺(tái)，例如釘釘、微信群、QQ群等，讓家長參與評(píng)價(jià)，共同進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和獎(jiǎng)勵(lì)，以此讓每一位家長都能在學(xué)生的成長檔案中發(fā)現(xiàn)孩子隱藏的閃光點(diǎn)，構(gòu)建家校共育的橋梁。

（三）足跡趣錄，伴生成長

在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，教師可以通過親自出鏡錄制趣味視頻、趣味配音等，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)任務(wù)，改變傳統(tǒng)的書面評(píng)價(jià)或者隨機(jī)性口頭評(píng)價(jià)，以生動(dòng)、形象的評(píng)價(jià)方式拉近師生之間的距離，讓學(xué)生看到教師除了上課時(shí)的嚴(yán)肅，還有和藹可親的一面，進(jìn)而更加喜歡數(shù)學(xué)學(xué)科，形成師生共話的美好畫面。除此之外，教師還可以利用人工智能等捕捉學(xué)生的情感信息。學(xué)者吳立寶、曹雅楠、曹一鳴在《人工智能賦能課堂教學(xué)評(píng)價(jià)改革與技術(shù)實(shí)現(xiàn)的框架構(gòu)建》一文中提出，可通過人工智能攝像頭捕捉授課的過程中教師和學(xué)生的面部表情、聲音與身體姿態(tài)等顯性數(shù)據(jù)，再利用人工智能技術(shù)識(shí)別和分析教師在教學(xué)過程中的語調(diào)、教態(tài)和情緒等表現(xiàn)，是否有助于良好師生關(guān)系的構(gòu)建以及課堂情緒的渲染，便于高效、數(shù)據(jù)化的教師評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建［3］。

綜上所述，在信息技術(shù)日新月異的今天，數(shù)據(jù)載體的創(chuàng)設(shè)為小學(xué)數(shù)學(xué)在構(gòu)建良好的生態(tài)教學(xué)環(huán)境方面賦能、增值，使得信息技術(shù)助力小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)課堂成為現(xiàn)實(shí)，為學(xué)生的全面成長提供了強(qiáng)有力的保障。

［參考文獻(xiàn)］

［1］王一巖，王楊春曉，鄭永和.多模態(tài)學(xué)習(xí)分析：“多模態(tài)”驅(qū)動(dòng)的智能教育研究新趨向［J］.中國電化教育，2021（3）：88-96.

［2］徐銣憶，陳衛(wèi)東，鄭思思，等.境身合一：沉浸式體驗(yàn)的內(nèi)涵建構(gòu)、實(shí)現(xiàn)機(jī)制與教育應(yīng)用—兼論AI+沉浸式學(xué)習(xí)的新場(chǎng)域［J］.遠(yuǎn)程教育雜志，2021，39（1）：28-40.

［3］吳立寶，曹雅楠，曹一鳴.人工智能賦能課堂教學(xué)評(píng)價(jià)改革與技術(shù)實(shí)現(xiàn)的框架構(gòu)建［J］.中國電化教育，2021（5）：94-101.