基于智慧課堂的小學數(shù)學PBL教學模式實踐研究

［摘 要］智慧課堂是當前信息技術與課堂教學深度融合的主要表現(xiàn)形式之一，也是促進教育理念和教學模式更新的實踐活動。文章基于智慧課堂的小學數(shù)學PBL教學模式，通過“有意思”“有意義”“有可能”的學習任務，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，落實學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

［關鍵詞］智慧課堂；PBL教學模式；教學路徑

［中圖分類號］ G623.5 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-9068（2025）08-0013-05

智慧課堂具有智慧化、可視化、個性化和數(shù)字化等諸多優(yōu)勢，既能促使教師的教學方式發(fā)生極大轉變，又能促進學生進行深度互動，從而引發(fā)深度學習。筆者在闡述智慧課堂與PBL教學模式內(nèi)涵的基礎上，構建了基于智慧課堂的數(shù)學PBL教學理論框架，并以蘇教版教材五年級上冊“釘子板上的多邊形”一課為例，探索智慧課堂與PBL融合教學的實踐路徑。

一、智慧課堂與PBL教學模式的內(nèi)涵

（一）智慧課堂

智慧課堂是指以建構主義等學習理論為指導，以促進學生全面發(fā)展為宗旨，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術打造的智能、高效課堂。智慧課堂是一種新型的教學形式，它將“備”“教”“學”“評”有機融為一體，通過“課前預習新知”“課中解決問題”“課后鞏固提升”環(huán)節(jié)，打破傳統(tǒng)課堂時間與空間上受限的弊端。同時，智慧課堂中的信息化學習工具和有趣的電子化教學資源豐富，促使學生之間、師生之間的交流互動更多、課堂氣氛更加活躍，且能實現(xiàn)學生學習過程的全程跟蹤，充分體現(xiàn)了“先學后教”“因材施教”“以評促教”的教育理念。

（二）PBL教學模式

PBL教學模式是一種問題式或項目式教學模式（如圖1）。無論是基于問題的教學，還是基于項目的教學，PBL教學模式都是以學生為中心，以問題為導向，引導學生在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題；引導學生通過調(diào)動或激活所學知識形成可遷移的思維方式，實現(xiàn)對不同學科知識的深度理解，最終促進學生問題解決能力的培養(yǎng)。

二、基于智慧課堂的小學數(shù)學PBL教學模式的框架構建

智慧課堂教學是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要保障，也是提高教育質(zhì)量、促進教育公平的有效途徑之一。在智慧課堂環(huán)境下重塑小學數(shù)學PBL教學的設計思路，其內(nèi)在意義是以信息技術為支撐，以深度理解為目標，以真實、有意義的數(shù)學問題（項目）為引領，以合作探究任務為驅動，引領學生在利用信息技術、資源與數(shù)學工具開展數(shù)學探究活動的過程中提升問題解決能力、高階思維能力。

根據(jù)核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，筆者以“技術+”智慧課堂應用工具為載體，設計基于智慧課堂的小學數(shù)學PBL教學設計框架（如圖2）。

（一）課前階段

1.推送資源，引導課前預習。課前，筆者根據(jù)教學目標，利用“技術+”智慧平臺，為學生提供多種教學資源，有預學單、微視頻、課件等。學生依據(jù)自己的學習能力選擇資源并按時完成預習任務。

2.分析學情，定位教學起點。筆者通過線上和線下同步采集學生的學習數(shù)據(jù)，形成指向學科能力的學習者畫像，精準把握學情，明確學生的學困點，定位學生的最近發(fā)展區(qū)，為課堂教學的開展提供有力支撐。

（二）課中階段

1.創(chuàng)設情境，促進問題生成。情境認知理論認為，教師應有目的地引入或創(chuàng)設生動形象的具體場景來幫助學生獲得真實感。《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》也多次強調(diào)在真實情境中解決真實問題。因此，在基于智慧課堂的PBL教學導入環(huán)節(jié)，筆者充分利用信息化手段，結合學生的學習最近發(fā)展區(qū)創(chuàng)設兼具“真、趣、美、簡”的數(shù)學情境，讓學生經(jīng)歷認知沖突產(chǎn)生到釋疑的過程，從而形成解決問題的能力，為后續(xù)的學習探究奠定基礎。

2.任務驅動，小組合作學習。當學生通過討論交流也無法解決部分問題時，教師可通過項目式或任務式教學的形式，引領學生在合作探究過程中解決問題，助力學生對知識意義的建構。

3.成果展示，享受學習樂趣。讓學生針對自己前期提出的問題，在真實或模擬的情景下，將學習成果以文字、思維導圖、視頻等形式呈現(xiàn)出來，并敢于匯報展示。這樣的活動能增強學生的學習興趣和主動性。

（三）課后階段

1.多元評價，促進目標達成。評價是達成教學目標的“瞄準鏡”，教師應堅持素養(yǎng)立意，準確把握學業(yè)質(zhì)量標準要求，堅持以學生為主體，結合過程性評價，充分發(fā)揮不同客體在評價中的作用，保證評價結果的準確性、有效性和激勵性。

2.拓展提升，強化鞏固知識。教師根據(jù)學生的互動質(zhì)量、參與程度及學習評價反饋結果，對教學內(nèi)容和學生的薄弱點進行深度分析，并提供針對性及個性化的輔導資源，幫助學生進一步強化和鞏固相關知識。

三、基于智慧課堂的小學數(shù)學PBL教學模式的實踐路徑

“釘子板上的多邊形”是綜合與實踐活動課，其教學內(nèi)容編排如下（見表1）。

雖然這節(jié)課的內(nèi)容安排于教材之中，但卻處于考試之外。對此，部分教師在這節(jié)課的教學中往往只是先讓學生用皮筋在釘子板上圍一圍圖形，再計算圖形的面積，最后通過填表、觀察數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)規(guī)律，加之課堂時間有限，學生難以真正認識到這一內(nèi)容的一般性規(guī)律。下面，筆者以該課為例，闡述通過智慧課堂的PBL教學模式優(yōu)化教學，增大知識的容量，以豐富學生的感知和思維體驗，培養(yǎng)其數(shù)學核心素養(yǎng)。

（一）課前測試，精準分析學情

學情分析是智慧課堂、PBL教學策略選擇和教學活動設計的落腳點，是對“以學生為中心”“以學定教”教學理念的具體落實。學習本節(jié)課之前，學生已學習了“多邊形的面積”，初步掌握了多邊形面積的計算方法。但為了提高智慧課堂教學的精準性，筆者設計了一份前測單，并通過“技術+”智慧平臺發(fā)送給所帶3個班級的150名學生，測試結果如下（見表2）。

基于以上學情分析，為實現(xiàn)學生對“釘子板上的多邊形”一課的深度學習，培養(yǎng)學生解決問題的能力，筆者依托“技術+”智慧平臺，以問題為驅動，通過PBL教學模式開展了本次綜合實踐活動課。

（二）智慧教學，共同解決問題

本節(jié)課的教學基于跨學科教學思想，綜合信息科技、美術、歷史等學科知識，以核心問題“釘子板上圍成的多邊形的面積與釘子數(shù)之間有什么關系？”貫穿全課，驅動學生借助“技術+”智慧平臺和平板等自主學習、合作探究，經(jīng)歷規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，積累數(shù)學活動經(jīng)驗。

1.創(chuàng)設情境，引出問題

課堂伊始，筆者利用課件出示釘子板圖（如圖3），并提出問題：“觀察釘子板上的3個多邊形，我們能研究哪些跟釘子數(shù)量有關的問題？”學生給出了多種答案，如“多邊形的周長與釘子數(shù)量之間的關系”“多邊形的面積與釘子數(shù)量之間的關系”。在學生回答的同時，筆者在黑板上板書“多邊形邊上的釘子數(shù)”“多邊形內(nèi)的釘子數(shù)”“多邊形的面積”，引導學生探索多邊形的面積與釘子數(shù)的關系。

2.分析問題，明確任務

學生在“技術+”智慧平臺學習社區(qū)圍繞問題進行了互動交流。從反饋情況來看，學生認為要解決該問題需要研究多邊形內(nèi)的釘子數(shù)和多邊形邊上的釘子數(shù)這兩個變量與多邊形面積之間的關系。對于研究目標值與多因素關系的問題，學生在之前的學習中已有類似的經(jīng)驗，即先固定一個因素，再觀察研究目標值與另一個因素之間的變化關系。

3.合作探究，解決問題

（1）從“簡”入手，初步感知

教學活動的開展應該以學生的認知發(fā)展水平和已有經(jīng)驗為基礎。由于圖3所示的3個多邊形比較復雜，于是筆者利用課件展示教材第108頁中的例題（如圖4），從內(nèi)部釘子數(shù)只有1枚的多邊形開始，讓學生獨立思考，為后面的探究打下基礎。

最后得出結論：當多邊形內(nèi)的釘子數(shù)為1時，多邊形的面積（S）與多邊形邊上的釘子數(shù)（n）的關系為S=n÷2。

（2）借助工具，逐層深入

當多邊形內(nèi)的釘子數(shù)增加時，若還是讓學生手工繪圖來分析，那么很難在一節(jié)課內(nèi)實現(xiàn)對多個變量的探究。而智慧課堂教學則能很好地解決這一問題。在探究內(nèi)部釘子數(shù)為2的多邊形的面積規(guī)律時，筆者向學生示范如何利用現(xiàn)代化技術軟件“釘子板”功能進行探究：點擊“高爾頓釘板”的“多邊形”按鈕后，能根據(jù)自己的需要構建任意多邊形；利用“點推動”工具則可以隨意調(diào)整多邊形的大小和形狀；點擊“面積”按鈕，則可以快速計算出多邊形的面積（如圖5）。這個數(shù)學工具可以大大縮短計算不規(guī)則多邊形面積的時間，也便于學生探究多邊形的面積與釘子數(shù)之間的關系。

通過拖動多邊形，學生發(fā)現(xiàn)當多邊形內(nèi)有2枚釘子時，若多邊形邊上的釘子數(shù)不變，則面積也不變；多邊形邊上的釘子數(shù)每多1，面積便會多0.5。最終得出結論：多邊形內(nèi)有2枚釘子時，多邊形的面積（S）與多邊形邊上的釘子數(shù)（n）的關系為S=n÷2+1。

（3）類比探究，遷移運用

通過前面兩次探究，學生發(fā)現(xiàn)釘板上多邊形的面積不僅與邊上的釘子數(shù)有關，還與多邊形內(nèi)的釘子數(shù)有關。假設多邊形內(nèi)的釘子數(shù)為a，當a=1時，S=n÷2；當a=2時，S=n÷2+1。那么，當a為3，4，5…時，S與n之間又有什么關系呢？對此，學生利用軟件繪制多邊形，然后拖動邊上的點來計算多邊形的面積，并利用在線文檔上傳實驗數(shù)據(jù)和結論。教師收集和匯總各個小組的學習成果，在對數(shù)據(jù)進行分析后集中呈現(xiàn)在希沃白板上，以此引導學生發(fā)現(xiàn)規(guī)律S=n÷2+（a-1）。

課堂上，筆者在解決問題的過程中引入了“控制變量法”，讓學生借助“技術+”智慧平臺、平板和數(shù)學工具軟件，與同學合作探索釘子板上的多邊形面積變化的規(guī)律，體會通過控制單一變量來解決多個變量的復雜問題。

（三）智慧評價，促進成長

評價是教育重要的一環(huán)，起著指揮棒的作用。教學中教師要創(chuàng)新評價的方式方法，注重對學生的學習過程進行觀察、記錄與分析，倡導基于證據(jù)的評價。智慧評價是指利用大數(shù)據(jù)分析、可視化技術等開展評價，記錄學生的學習與成長過程，自動反饋評價結果。基于智慧課堂的小學數(shù)學PBL教學評價不應只是在成果匯報中出現(xiàn)，而應穿插在整個評價過程中。課前，筆者通過“技術+”智慧平臺推送水平測試卷給學生作答，通過平臺實時統(tǒng)計學生的正確率并進行可視化顯示，精準把握學情，從而有針對性地調(diào)整課堂教學活動；課中，筆者根據(jù)課堂實錄采集學生課堂交流數(shù)據(jù)以及利用在線文檔收集學生學習過程性數(shù)據(jù)，并利用評價量表對學生的學習態(tài)度、小組合作表現(xiàn)等方面進行綜合評價。在多種數(shù)據(jù)的支持下，筆者可以及時了解學生的具體學習表現(xiàn)，從而有針對性地對學生進行輔導與管理，優(yōu)化教學效果。此外，筆者還鼓勵學生在動手操作、小組探究等環(huán)節(jié)對自己的學習情況進行自評，激勵學生更積極地參與到課堂活動中。

當前，智慧教育正以其卓越的技術能力和深厚的行業(yè)經(jīng)驗在教育領域穩(wěn)占一席之地，它不僅改變了傳統(tǒng)課堂的面貌，還為每個學生提供了更好的學習體驗和發(fā)展機會。基于智慧課堂的小學數(shù)學PBL教學模式的探索與實踐，為學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題提供了更快速、更直觀和更便捷的學習方式，助力學生數(shù)學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的落地。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 孫金鑫，許娜，胡林.淺析小學數(shù)學智慧課堂教學問題及轉化策略[J].安徽教育科研，2024（1）：61-63.

[2] 廖茹園.基于智慧課堂的小學數(shù)學綜合與實踐課程初探：以《數(shù)字與信息》與“希沃易課堂”融合教學為例[J].安徽教育科研，2022（2）：81-82.

[3] 馬振彪，馬曉紅.基于PBL小學數(shù)學教學設計研究[J].寧夏師范學院學報，2021，42（5）：90-93.

【本文系江蘇省中小學教學研究第十五期重點課題“小學數(shù)學移動學習社區(qū)的建設研究”（立項編號2023JY15-ZA148）階段性研究成果和江蘇省教育科學規(guī)劃課題“基于微信小程序小學信息科技移動平臺構建”（批準號C/2023/03/97）研究成果。】

（責編" " 覃小慧）