基于5G環境下小學數學備課的創新與實踐研究

【摘要】在教育數字化轉型下，聚焦5G環境下小學數學備課研究。構建含資源整合等環節的備課模型，融入元認知理論。提出打造資源庫等創新策略，經海南“萬師大備課”活動驗證，可提升教學成效，提供改革經驗。

【關鍵詞】5G環境；小學數學；備課模式

我國在“十四五”規劃中明確提出了“加快數字化發展，建設數字中國”的新目標，要通過關鍵數字技術創新、數字化基礎設施建設、全民數字素養提升等全方位舉措，促進生產方式和治理方式變革。教育領域作為數字中國戰略的重要組成部分，也正式邁進了“數字融合”“數據治理”“數智決策”的教育數字化轉型時代。

對此，我校在學校教育信息化工作開展的良好基礎上，通過數字技術推動教學范式、教學過程等方式進行全方位深入變革，不斷優化教育服務，力求能符合時代發展，貼合學生實際，努力在智能化時代下交出滿意答卷。大力推動數字化教育發展，這是新形勢下的應有之義。本文以時下新興的國家中小學智慧教育平臺、文心一言、Deepseek等工具為例，旨在探究小學數學備課在新技術下的創新與實踐，助力小學數學課堂效率提升。

一、元認知反饋研究

網絡學習環境中，有些學生自主學習能力薄弱，加之不能和教師進行面對面的交流，往往得不到及時有效的指導與幫助，進而得不到良好的認知結果。有大量研究表明為學習者提供即時的反饋能改善學習表現，提高學習效率。

在反饋的設計方面，國外有學者驗證了在ITS（智能導學系統）中提供元認知反饋能夠促進學習者自我調節的發生，提高學習者向ITS尋求幫助的能力。然而很長一段時間內，反饋被概念化為一種糾正錯誤表現的方法，其實當學習者以低置信度做出正確回答時，反饋可以糾正這種初始的元認知錯誤，從而增強了對低置信度的正確回答的保留情況。

簡單反饋廣泛運用在教學中，有研究表明在面對復雜問題時精心設計的反饋會取得更好的效果。為了獲得更高水平的反饋，學生必須要求系統做出反應，以了解所有錯誤，部分解決方案或完整解決方案。反饋發生在學習者的知識、信念、態度、目標和策略進行信息交流時，例如學習者需要根據接收到的信息采取行動。在設計單個反饋時，一個有效的反饋消息應該告訴學習者：錯誤是什么情況下發生的；什么構成了錯誤；向用戶展示正確的解決方案的基本概念；告訴學習者必須做什么才能糾正該錯誤。特別是給予學習者有關元認知的反饋，比如在生成式學習策略提示中結合元認知反饋，能夠增強學習者的自我調節能力，促使學習者更好地回憶知識。

二、基于5G環境下的備課模型

基于認知反饋理論，我們假定了如下認知反饋模型。圍繞“資源整合”“智能化備課支持”“動態反饋與調整”這三個方面，探究5G下的小學數學備課創新與實踐，力求挖掘出一條小學數學備課創新實踐之路。

元認知理論主要涉及個體對自己認知過程的認知、監控和調節。以下從元認知理論的角度來解讀 “5G環境下小學數學的備課模式” 模型：

1.資源整合階段與元認知反饋

（1）對任務的認知。在資源整合階段，教師需要明確小學數學備課的任務，即根據課程標準和學習目標，收集合適的教學資源。這體現了教師對教學任務的元認知知識，例如知道從中小學智慧教育平臺、課標網等獲取課程標準和學習目標，明確這些資源對于把握教學方向的重要性。

（2）對自我的認知。教師清楚自己在教學設計、課件制作等方面的優勢和不足，從而選擇合適的工具和平臺來獲取資源。比如知道自己在教學設計創意方面有所欠缺，就會利用豆包、文心一言、百度文庫等平臺尋找優秀的教學設計案例，以彌補自身不足，這反映了教師對自身能力的元認知。

（3）對策略的認知。教師掌握不同資源獲取渠道和工具的特點，能夠根據需求選擇合適的策略。例如，了解到Deepseek、Kimi等工具在獲取課件、視頻方面的優勢，合理運用這些工具來豐富教學資源，這體現了教師對資源獲取策略的元認知。

2.智能化備課支持階段與元認知反饋

（1）教學內容預設的監控。在利用中小學智慧教育平臺進行教學內容的預設和設計時，教師會不斷監控預設的內容是否符合課程標準和學生的實際情況。通過智能化工具提供的反饋，如教學內容的難度分析、知識點覆蓋情況等，教師可以實時調整預設內容，確保教學內容的合理性和有效性，這是對教學內容預設過程的元認知監控。

（2）動態反饋獲取的監控。教師借Deepseek、中小學智慧教育平臺、騰訊學堂等獲取動態反饋時，會監控反饋信息的準確性和及時性。例如當發現反饋信息存在偏差或延遲時，教師會調整獲取反饋的方式或渠道，以保證能夠獲取到真實有效的學生學習情況信息，從而更好地調整教學策略，這體現了對動態反饋獲取過程的元認知監控。

3.動態反饋與調整階段以及元認知反饋的關系

（1）基于反饋的教學調整。當通過Chapter、中小學智慧教育平臺等收集到學生的實時反饋后，教師根據元認知調節能力，對教學內容和方法進行調整。如果發現學生對某一數學知識點理解困難，教師會增加該知識點的講解方式，如引入更多的實例、采用不同的教學模型等，或者增加相關的練習強度，以幫助學生更好地掌握知識，這是元認知調節在教學實踐中的體現。

（2）教學策略的優化。教師根據學生的反饋，不僅調整教學內容，還會對教學策略進行優化。例如，如果發現小組合作學習在某一教學環節效果不佳，教師會思考原因，可能是分組不合理、任務分配不明確等，然后調整教學策略，重新設計小組合作的方式和任務，以提高教學效果，這也是元認知調節的重要表現。

總體而言，5G環境下小學數學的備課模式模型在各個階段都蘊含著元認知理論的應用，通過對備課過程的認知、監控和調節，能夠更好地提高備課質量和教學效果，促進學生的數學學習。

三、基于5G環境的小學數學備課創新策略

1.打造5G融合教學資源庫

（1）資源精選與整合。學校組織小學數學教師共同參與，對網絡教學資源進行嚴格篩選與整合。構建涵蓋教學目標、內容、方法、評價等全方位的資源庫。篩選時注重資源質量、適用性與時效性，確保資源與教學需求高度契合。例如篩選教學視頻時，優先選擇講解清晰、案例豐富且貼合教材的視頻。

（2）動態更新與共享機制。建立資源定期更新制度，及時淘汰過時資源，補充新知識、新案例與新教學方法相關資源。鼓勵教師將個人優秀教學資源上傳至資源庫，實現資源共建共享，不斷充實資源庫內容，提升其應用價值。

2.設計5G賦能教學活動

（1）創設多元情境教學活動。教師根據教學內容，利用5G網絡創設多元教學情境。如在“圖形的認識”教學中，通過展示大量生活中各類圖片、視頻，引導學生觀察、歸納圖形特征，增強學生對圖形的認識。

（2）開展線上探究式學習項目。借助5G網絡，教師設計線上探究式學習項目。備課階段，教師提出具有啟發性的數學問題，引導學生通過網絡自主查閱資料、開展實驗探究、進行小組在線討論。如在 “多邊形面積計算”教學中，讓學生通過網絡搜索不同多邊形面積推導方法，小組討論總結規律，教師實時在線指導。

3.借助智能工具優化備課流程

（1）智能備課軟件輔助。智能備課軟件可根據教師輸入的教學內容與目標，自動生成教學方案、課件框架及配套練習題。教師在此基礎上進行個性化修改完善。部分智能備課軟件還具備學情分析功能，依據學生過往學習數據提供教學建議，助力教師精準把握教學重難點。如豆包、文心一言等。

（2）學習分析系統應用。學習分析系統實時收集學生學習過程數據，如學習時長、答題準確率、作業完成情況等。教師在備課過程中，通過分析這些數據，深入了解學生學習狀況與問題所在，針對性調整教學內容與方法。例如若數據分析顯示學生對某一知識點理解困難，教師可在備課中增加該知識點的講解方式與練習強度。

四、基于5G環境的小學數學備課實踐案例分析

1.案例背景

在5G技術逐步普及的大環境下，海南省教育研究培訓院敏銳洞察技術對教育的變革潛力，于2025 年1月至2月精心策劃了“萬師大備課”線上智慧教研活動。此活動聚焦小學數學學科，旨在借助5G網絡搭建的高速平臺，推動全省小學數學教師在備課環節實現創新與突破，提升整體教學質量。

2.實踐過程

（1）構建5G特色教學資源庫。在活動籌備階段，海南省教育研究培訓院組織小學數學骨干教師團隊，充分利用5G網絡的高速率與大連接特性，對國家中小學智慧教育平臺以及其他優質在線教育資源進行全面梳理與篩選。針對小學數學各年級教學內容，整合出涵蓋課件、教學視頻、拓展閱讀資料、趣味數學游戲等豐富多樣的教學資源，并分類歸檔至5G特色教學資源庫。同時，建立資源動態更新機制，鼓勵教師實時上傳最新教學素材，確保資源庫的時效性與實用性。例如在準備 “長方體和正方體”教學內容時，教師們從資源庫中獲取了包含3D模型展示、生活中長方體正方體應用實例的視頻資料，以及相關趣味數學游戲資源，為教學活動的開展提供了充足素材。

（2）設計5G創新教學活動。基于5G網絡，教師們積極設計創新教學活動。在“認識圖形”教學中，教師通過5G網絡展示大量生活中各類圖形的實際應用場景，引導學生觀察、分析圖形特征。此外，開展線上探究式學習項目，以“數學與生活中的規律”為主題，教師通過5G網絡發布學習任務，引導學生利用網絡搜索生活中的數學規律，如地磚鋪設規律、日歷數字規律等，然后在學科教研群中進行小組在線討論，分享探究成果。教師則實時在線，對學生的討論進行引導與點評，及時解答學生疑問。

（3）運用智能工具助力備課。教師運用智能備課軟件輔助備課。例如某款智能備課軟件可根據教師輸入的“小數乘法”教學目標與內容，自動生成包含教學流程、例題講解、課堂練習、課后作業的初步教學方案，教師在此基礎上，結合班級學生實際情況進行個性化修改。同時，借助學習分析系統，教師們能實時獲取學生在寒假預習階段的學習數據，如對小數乘法概念的理解程度、運算準確率等。根據這些數據，教師精準把握教學重難點，在備課中針對性調整教學內容與方法，如增加學生普遍薄弱的小數乘法豎式計算練習量，并設計多種形式的練習題目，幫助學生鞏固知識。

（4）萬人集體備課的組織與實施。全省小學數學教師通過“智慧中小學”手機App加入各年級學科教研群，參與線上集體備課。活動為期4周，每周教師需觀看下學期任教的學科課程精品課視頻至少5個，并圍繞備課內容和研討問題撰寫不少于300字的備課筆記，在教研群中提交研修成果。各市縣教研員擔任群主，組織本區域教師開展線上研討交流。例如在備課“分數的意義和性質”一課時，不同地區的教師在群里分享各自的備課思路、教學方法以及遇到的問題，最終形成了一套融合多種教學方法的優化備課方案。

3.實踐效果

（1）學生學習興趣顯著提升。基于5G環境的創新教學活動激發了學生對小學數學的濃厚興趣。課堂上，學生積極參與線上探究等活動，主動思考、踴躍發言。課后調查顯示，超85%的學生表示對數學學習興趣明顯增強，愿意主動探索數學知識。

（2）教師教學能力進階。教師在參與5G網絡下的備課與教學過程中，教學能力得到全方位提升。教學設計更加科學合理，能夠充分結合5G技術的優勢與學生特點設計教學活動；教學方法運用更加靈活多樣；對信息技術與教學融合的駕馭能力顯著增強，教師之間的交流合作也更加緊密，形成了良好的教研氛圍。

（3）教研成果豐碩。全省小學數學教師在 “萬師大備課” 活動中累計提交6.8萬余篇備課筆記，形成了大量優質備課資源與教學案例。這些成果在全省范圍內實現共享，為小學數學教學提供了豐富參考，推動了區域教研水平整體提升。各市縣學科研修群成為常態化網絡教研主陣地，持續促進教師專業成長與教學質量改進。

五、結語

本研究深入剖析了5G環境下小學數學備課的模型，提出并驗證了基于5G環境下小學數學備課創新策略。5G技術為小學數學備課帶來了豐富資源、多元教學方法與教師專業成長機遇。通過構建5G教學資源庫、設計創新教學活動及借助智能工具優化備課，有效提升了備課質量與教學效果，激發了學生學習興趣，提高了學生成績，促進了教師教學能力發展。2025年海南省智慧中小學萬人集體備課案例充分證明，5G環境下的小學數學備課創新具有可行性與實效性，為小學數學教育改革提供了寶貴實踐經驗。

【參考文獻】

[1]黃榮懷，胡永斌，楊俊鋒，等.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012（02）.

[2]李肖楠.智能導學系統元認知反饋模型構建與應用研究[D].長春：東北師范大學，2021.

（基金項目：本文系海南省教育科學規劃2024年度專項課題“‘5G+網絡教研’構建小學數學大單元教學的實踐研究”的研究成果，課題編號為QJH20240103）