摘 要：多媒體技術是智慧課堂上必不可少的教學手段，同時也能提高課堂效率，尤其對學生幾何直觀能力的培養起到了至關重要的作用.

智慧課堂是現代信息技術的結晶，也會隨著技術的進步而飛速發展，但如何提高智慧課堂的硬件利用效率，發揮智慧教學優勢，成為目前亟待解決的問題.

關鍵詞：智慧課堂；互動多媒體；幾何直觀

智慧課堂的概念最早可追溯至20世紀80年代，美國學者羅納德·雷西尼奧（R.Rescigno）提出的“Smart Classroom”（智能教室）.這一概念最初被定義為在傳統課堂中嵌入個人電腦、交互式光盤視頻節目等信息技術，從而形成智慧課堂.進入21世紀，尤其是進入5G時代后，互聯網交互技術成為社會發展的一大趨勢，智慧課堂借助大數據、學習分析等技術，實施學情診斷分析和資源智能推送，開展“云端”學習活動與支持服務，進行學習過程記錄與多元智能評價的新型課堂.^［1］智慧課堂是以培養具有高智能和創造力的人才為目標.在智慧課堂中，除了客觀知識的識記、技能的掌握之外，更注重學生高階思維能力的培養.本文結合“角的認識”課堂教學實例，談談如何利用多媒體交互技術，提升智慧課堂硬件使用效能，培養學生的數學核心素養.

1 課例背景——現實問題創生真任務

在蘇教版《義務教育教科書數學四年級上冊》第八單元《垂線與平行線》中“你知道嗎”板塊，有關于“哪只風箏飛得高”的知識點闡述.它提出，在風箏線長度固定的情況下，風箏線和地面形成角越大，風箏飛得越高.這個知識點雖然讓角知識的應用更加生活化，但是缺少一個學生通過實踐得到結論的過程，于是教師在這里創設驅動任務——放風箏比賽，通過概念性教學的方式，幫助學生進一步理解“哪只風箏飛得高”這一知識點.

2 關鍵工具——動態軟件模擬真情境

GeoGebra（以下簡稱“GGB”）是一個跨平臺的動態數學軟件，利用GGB軟件的動態特性，教師制作了一個風箏模擬器，以一定點作為放風箏的人，從頂點延伸出定長線段（30個長度單位）作為風箏線，以線段另一端（動點）作為風箏，同時在定點上延伸出一條水平線段作為地面，制作了一個風箏模擬器（如圖1）.教師在模擬器上設置了多個變量，顯示風箏點的坐標、風箏與地面的距離、風箏線和地面的夾角角度，風箏線的長度、頂點的坐標都是常量.

教師將GGB模擬器安裝在每一臺智慧平板上，通過小組成員分工合作，移動風箏這個動點，模擬風箏放飛過程，觀察顯示數據變化，共同完成探究任務單.在探究過程中，學生通過轉動風箏，發現風箏高度的變化和夾角變化之間的聯系.

通過GGB軟件的應用，教師不僅將風箏放飛的過程動態還原，同時還幫助學生看到了風箏線和地面夾角的變化、風箏高度的變化，通過小組合作探究來進一步完成數據的填充.模擬器有效排除了現實生活中的各個干擾項，讓實驗數據得到有效收集，更加方便了學生對數據的分析和知識點的探索，真正體現了人機互動的優勢.

3 創新形式——多屏交互解決真問題

智慧課堂中硬件設備的使用是非常關鍵的，教師可以打造多個交互形式，以此來提高課堂效率和學生學習過程中直觀的感受.^［2］

3.1 投屏交互——探究過程實時播送

教師利用無線投屏技術將平板中的內容實時投到希沃一體機上.

在探究環節，教師讓小組代表將他們的探究動態過程實時投送，以達到學生實時分享探究階段性成果的目的.在探究反饋環節，同樣讓學生代表投屏至一體機，學生在學生端操作，全體學生都能實時觀看他的操作內容.

學生探究分為兩個階段，第一階段，學生在小組內得到初步發現，當風箏線和地面夾角成90°時，風箏高度最高，為30米；當夾角成0°或180°時高度最低，為0米.從角的特征出發，學生了解到兩類角的名稱，即90°的角就是直角，180°的角就是平角.

第二階段，學生通過投屏在一體機上反復動態演示，經過學生思考、探究，發現當夾角在0°～90°之間時，夾角越大，風箏飛得就越高這個規律，根據二年級的學習經驗，他們很快知道了這一類角為銳角；當夾角在90°～180°之間時，夾角越大，風箏反而越低，這些角稱為鈍角.

通過學生終端與希沃一體機的實時交互，學生能夠分階段地發現風箏夾角和高度之間的動態關系，從而掌握角的知識.小屏利于組內觀察、合作探究，大屏利于集體反饋，共同研討.小屏與大屏的實時交互彌補了實物投影過程中實物裝機的煩瑣，它更加靈敏、便攜，具有“指哪打哪”的特點，不僅具象化了學生的探究成果，更讓學生的探究過程階段清晰、結構分明.不僅如此，GGB軟件控件操作能夠幫助學生手腦并用，將探究過程中想要表達的內容通過控件表達出來同時投屏在電腦上，教師以及其他學生可以通過該學生的操作了解該學生對知識點的探究和掌握的情況，從而給予相應的評價，幫助學生改變表達的方式并獲得表達后的成就感體驗.

3.2 人機交互——模擬比賽促進認知

在認識了銳角和鈍角后，教師需要讓學生深度認識這兩類角的特征及關系，于是將兩臺希沃一體機上都安裝了風箏模擬器.

通過研究，學生發現同一風箏高度可能有兩個不同的角與之對應，因此教師要求兩名學生分別在模擬器上表示相同高度情況下不同的角（一個銳角、一個鈍角），比賽哪個學生表示得更快.經過三輪比賽（25米、20米、15米），發現都是表示銳角的那一組同學獲勝了.通過比賽，學生產生了認知需要，再通過分析，他們發現銳角所表示的度數都比鈍角小，轉過的角度越小，需要的時間相對就越短.

這個環節中，利用一體機的觸控優勢，以人機交互形式進行了一次比賽互動，學生能夠在交互過程中鞏固了邊張開的大小也是角的大小的本質.人機交互幫助學生構建了一個具身認知環境，讓學生在動手操作的過程中深化了對知識點的認知，同時還打開了學生的動態觀察思維，從數據變化過程中發現規律、掌握規律.

3.3 雙屏交互——靜態難點動態解決

經歷了人機交互環節，兩個屏幕上均留下了學生的作品（如圖2）.

不難發現，學生的兩幅作品之間存在著一定的聯系.教師引導學生回顧課前提出的大任務，在此質疑要比“哪只風箏飛得高”是否只要比風箏線與地面的夾角就可以了.不少學生認為不是，因為同一個高度可以對應一個鈍角，也可以對應一個銳角，但是鈍角其實是比銳角大的.當學生產生認知沖突時，教師將學生的兩幅作品利用多屏交互手段合并到了同一個屏幕上.學生發現兩個角能夠合并成一個平角.于是教師引出互補角的概念，同時告知學生，同一根風箏線與地面可能形成兩個夾角（一個鈍角、一個銳角或者兩個直角）.然后優化測量方法，提問“如果要比較哪只風箏飛得高，你更愿意去量哪類角”.學生根據之前量角的經驗，自然會選擇較好測量的銳角，也呼應“你知道嗎”板塊中“夾角越大、風箏越高”的“主張”.

在智慧教室硬件打造過程中，學校多數會采用雙一體機模式，但是很多教師只利用了其中一臺，或者將另外一臺當做電子黑板或者實物投影儀使用，雙屏環節的交互能幫助學生形成對比和多維度思考的能力，讓兩個作品從靜態的觀察變成動態的對比，更好地解決了學生的認知沖突，滿足了他們的認知需求.^［3］

3.4 云端交互——生成問題互助點評

學習完角的分類后，學生需要繼續對各類角的畫法進行學習，在畫直角的過程中，教師充分利用了智慧課堂的作業提交系統，將學生的作品通過云端數據呈現，然后學生可以通過云端系統看到其他學生的作品，再通過比較后，他們會對優秀的作品打高分，給不規范的作品打低分，系統會根據其他學生的打分以及其他數據（熱度、提交時間、評價有效分等）進行分數呈現.在云端數據收集的過程中，教師將高分的例子呈現，讓幫它打分的同學評價為什么能給予高分；低分的例子也讓同伴評價，以點明其需要改進的地方.

利用云端進行學生作品收集以及學生作品互評，能讓學生更好地發現自己的不足，以更直觀的形式幫助學生看到自己的最近發展區，形成同伴互助的良好氛圍.

3.5 視頻交互——程序知識拾遺反芻

畫完特殊角（直角、平角）后，需要讓學生畫出任意角.學生發現利用三角尺并不能畫出某個指定度數的角，如65°角，因此需要借助量角器畫角.作為一個程序性知識，量角器的放置，內外圈的讀取等成了學生的易錯點，學生容易將65°角畫成一個鈍角（115°），教師可以利用云端交互的方式讓學生互評發現，但是這并不能很好地還原學生錯誤的過程，課堂需要的是當堂的反芻.課堂上，教師可以利用手機拍攝功能，將學生的畫角過程進行錄制，指出他讀取角度上的問題（從180°刻度讀角，內外圈讀反），再將這個視頻投屏至一體機終端，讓其他同學也對自己的畫角操作細節有了清晰的反芻.

在這個過程中，教師看到課堂上學生的生成能夠幫助學生更好地發現問題，但是如何去抓住這些生成就需要將手邊的“硬件”和“軟件”有機結合，手機拍攝視頻并投屏分析既滿足了操作簡便的需要，也能夠方便學生對各環節的細節進行加工分析，這一點是靜態的圖片呈像無法做到的.

4 課堂活動——希沃游戲鞏固真知識

在鞏固知識的過程中，教師可以選擇希沃白板軟件中的課堂活動小游戲，將多個知識點納入其中.學生以男女分組的形式進行比賽，答對個數多者則為勝利者.

希沃課堂小程序能夠利用輕松的氛圍幫助學生對知識點進行鞏固，由于是比賽的形式，能夠有效帶動學生學習的積極性和主動性，學生也能在亢奮的過程中催動具身認知，產生對陳述性知識學習的內驅力.

在整個課例中，可以發現智慧課堂環境提高了教師課堂教學的硬件上限，多媒體互動的運用也實時刺激著學生的感官，讓他們手腦并用，互助成長.但快速的技術革新也讓新時代教師面臨著更多的挑戰，如何將這些智慧硬件運用到位，不僅需要未來軟件的升級迭代，也需要教師發揮匠心，將各個軟硬件設施配合使用，讓學生擁有真正的具身體驗，從而幫助學生形成概念性理解.

參考文獻

［1］李慧.大數據時代背景下的小學數學信息化教學思考［J］.小學生（上旬刊），2023（12）：94-96.

［2］張婧靚.應用信息化手段構建小學數學高效課堂［J］.中小學電教（教學），2023（9）：52-54.

［3］季利利.基于信息化教學構建小學數學靈動課堂的方法研究［J］.天天愛科學（教學研究），2023（9）：22-24.