高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)的應(yīng)用

山東省壽光市第一中學(xué)(262700) 董江春

在人工智能時代,智慧課堂教學(xué)在各種科學(xué)技術(shù)支撐下達到了線上與線下、課內(nèi)與課外、虛擬與現(xiàn)實的全方位、多角度、跨時空的應(yīng)用效果,真正展示出課堂教學(xué)的無窮智慧。

1 智慧課堂的概念界定和體系架構(gòu)

1.1 智慧課堂的概念界定

所謂智慧課堂,就是以提高課堂教學(xué)效果和提升學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo),借助于先進的人工智能技術(shù)所構(gòu)建的智慧、活力、高效的課堂。智慧課堂基于 “云—臺—端”智能化服務(wù)平臺,打造信息化、數(shù)據(jù)化、交互化、虛擬化、智能化學(xué)習(xí)環(huán)境,實現(xiàn)線上線下相互融合、課內(nèi)課外相互融合、虛擬現(xiàn)實相互融合,讓學(xué)生獲得更好的學(xué)習(xí)體驗。其中,智慧課堂的 “云—臺—端”為課堂搭建科學(xué)的軟硬件環(huán)境,如圖1所示。

圖1 智慧課堂的“云—臺—端”功能框架

1.2 智慧課堂的體系架構(gòu)

智慧課堂的體系架構(gòu)是由各種先進的人工智能技術(shù)、師生、管理者組成以及完整的教學(xué)流程構(gòu)成的一種新型的智能化課堂,如圖2所示。

(1)智能資源服務(wù)層

該層是智慧課堂的基礎(chǔ)服務(wù)層,其中包含了智慧課堂所需要的課堂標(biāo)準(zhǔn)、教育管理信息、題庫系統(tǒng)、電子教材、動態(tài)數(shù)據(jù)等各種資源基礎(chǔ)。該層采用大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、動態(tài)推薦等關(guān)鍵技術(shù),為整個智慧課堂的正常運行奠定堅實的資源基礎(chǔ)。

(2)智能評測服務(wù)層

該層提供智慧課堂的考核評價,對于智慧課堂中的各種過程性動態(tài)數(shù)據(jù)進行搜集、整理、分析,改變傳統(tǒng)的評價方式,使得教學(xué)評價變得更加智慧化、科學(xué)化、全程化。

圖2 智慧課堂的體系架構(gòu)

(3)智能終端服務(wù)層

該層為智慧課堂的各類型用戶分別提供有針對性的個性化終端服務(wù),管理者、教師、學(xué)生、家長都可以通過臺式電腦、智能手機等各種各樣的終端應(yīng)用工具來訪問智慧課堂,獲得個性化的教學(xué)管理體驗。

(4)智能教學(xué)應(yīng)用層

該層對智慧課堂的整個流程都提供應(yīng)用支撐,做好課前的教學(xué)規(guī)劃、學(xué)生預(yù)習(xí)工作,課中的教學(xué)組織、動態(tài)測試,以及課后的總結(jié)反思、作業(yè)布置等一系列的工作。

2 高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式的特征

2.1 感受體驗情境化

高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中包括眾多的概念、定理、公式等,單純憑借學(xué)生自身進行學(xué)習(xí),不利于深入掌握相關(guān)知識。而借助智慧課堂,采用各種智能化技術(shù),讓學(xué)生在圖文并茂的生活化數(shù)學(xué)情境之中進行學(xué)習(xí),能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生獲得生活化的數(shù)學(xué)體驗,從而能夠深入掌握復(fù)雜抽象的數(shù)學(xué)概念、定理、公式等。

2.2 抽象探究模型化

借助高中數(shù)學(xué)智慧課堂,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,將會使復(fù)雜的問題簡單化,抽象的問題具體化。

3 高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式的構(gòu)建

以高中數(shù)學(xué)概念課為例,進行高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式的構(gòu)建。

3.1 高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式總體設(shè)計

數(shù)學(xué)智慧課堂旨在提升學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,發(fā)揮學(xué)生的主體地位。

在課前,學(xué)生預(yù)習(xí)將要學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識、自行參與測試,教師則明確學(xué)生的預(yù)習(xí)內(nèi)容,科學(xué)合理地做好教學(xué)設(shè)計;在課中,最大限度地發(fā)揮出智慧課堂的人機交互作用、小組合作作用,通過師生、生生之間的良性互動,讓學(xué)生深入掌握數(shù)學(xué)知識;在課后,教師布置個性化的作業(yè),并提供針對性的答疑點評,達到查漏補缺的目的,同時通過網(wǎng)絡(luò)觀察學(xué)生的課后復(fù)習(xí)進度并適時予以指導(dǎo),切實保證教學(xué)效果。

3.2 高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式總體流程

高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式總體流程如圖3所示。學(xué)習(xí)方式包括：情景導(dǎo)入、確定目標(biāo);自主活動、獲取新知;相互展示、互動學(xué)習(xí);總結(jié)復(fù)習(xí)、課外深化。教學(xué)流程包括：問題驅(qū)動、獲得體驗;探索實踐、溫故知新;學(xué)習(xí)新知、能力鍛煉;布置作業(yè)、總結(jié)升華。技術(shù)支持包括：資源共享、環(huán)境搭建;協(xié)作交流、學(xué)習(xí)知識;相互展示、實時監(jiān)測;智能點評、個性答疑。

圖3 高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式總體流程

4 高中數(shù)學(xué)智慧課堂教學(xué)模式的應(yīng)用步驟

4.1 問題驅(qū)動,獲得體驗

在高中數(shù)學(xué)智慧課堂中,采用各種智能化技術(shù)以及豐富的線上資源,設(shè)置具體的數(shù)學(xué)問題來驅(qū)動教學(xué)。問題驅(qū)動的方法包括：講述數(shù)學(xué)故事和數(shù)學(xué)史,設(shè)計數(shù)學(xué)實驗,講述生活中的數(shù)學(xué)案例,等等。

4.2 探索實踐,溫故知新

在問題驅(qū)動的基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生進行探索實踐,讓學(xué)生通過自己動手操作來深入掌握數(shù)學(xué)知識。學(xué)生可以利用電子白板、幾何畫板等數(shù)學(xué)工具來探索實踐,在動手操作中內(nèi)化所學(xué)知識。

4.3 學(xué)習(xí)新知,能力鍛煉

通過引導(dǎo)學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí),讓學(xué)生更好地鍛煉自己的能力。教師借助于移動終端設(shè)備開展小組互動學(xué)習(xí),并通過智能抽題、智能挑人、限時測試、隨機搶答等方式,鍛煉學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)隨機應(yīng)變的能力。

4.4 智能點評,個性答疑

教師結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,進行智能點評和個性答疑,讓學(xué)生深入掌握數(shù)學(xué)概念。與此同時,為滿足不同水平學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,教師可以向?qū)W生推送相應(yīng)難度的作業(yè),使學(xué)有余力的學(xué)生拓展學(xué)習(xí)。學(xué)生也可借助智慧課堂導(dǎo)出課堂教學(xué)資源,及時進行課后測試,整理自己的錯題庫,形成錯題資源,從而使自己更好地得到反思,提高自己的學(xué)習(xí)能力。