運用“5G”技術(shù)培養(yǎng)中職生的數(shù)學核心素養(yǎng)初探

趙清

[摘? ? ? ? ? ?要]? 中職生數(shù)學成績普遍不太理想，數(shù)學核心素養(yǎng)不高已經(jīng)成為不容忽視的難題，傳統(tǒng)的教學模式很難在短時間內(nèi)提升他們的數(shù)學核心素養(yǎng)，從“5G”時代下高科技產(chǎn)物的應(yīng)用著手，探究“5G”技術(shù)對培養(yǎng)中職生數(shù)學核心素養(yǎng)的幫助。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? “5G”;中職生;數(shù)學;核心素養(yǎng)

[中圖分類號]? G715? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）24-0190-02

由于綜合性的原因?qū)е轮新氃谛Ｉ鷶?shù)學核心素養(yǎng)普遍不高，如何提高中職生數(shù)學核心素養(yǎng)成為中職教育的必要課題，隨著“5G”技術(shù)的發(fā)展和成熟，新時代下如何運用高科技解決現(xiàn)實中的問題成為我們必須思考的課題，那么“5G”與中職教學到底有何關(guān)系呢？

一、“5G”時代的到來

要想探究如何運用“5G”技術(shù)培養(yǎng)中職在校生數(shù)學學科的核心素養(yǎng)，我們要搞懂什么是“5G”技術(shù)以及“5G”技術(shù)的應(yīng)用和它能給我們帶來什么。21世紀前20年，科學技術(shù)突飛猛進，社會已經(jīng)完全進入互聯(lián)網(wǎng)時代;2019年初，一個令人振奮的勁爆消息傳來，“5G”技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，并初步運用到了多個國家級項目內(nèi)中。

（一）“5G”技術(shù)

百度百科中對“5G”的釋義為：“5G”網(wǎng)絡(luò)是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達每秒數(shù)10Gb，比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍。舉例來說，一部1G的電影可在3秒之內(nèi)下載完成。由此可見，“5G”的核心：一個字“快”，給用戶帶來更快更高的帶寬速率，具有可靠更低的時延，還有就是網(wǎng)絡(luò)容量大，可實現(xiàn)海量機器類通信網(wǎng)絡(luò)連接，使萬物智慧互聯(lián)成為可能。比如，“5G”鷹眼業(yè)務(wù)、“5G+VR”直播應(yīng)急指揮/直播業(yè)務(wù)、“5G+無人機”巡檢業(yè)務(wù)、“5G+AR”個性化輔助講解業(yè)務(wù)、“5G+AI”分享社交業(yè)務(wù)、“5G+傳感器”的環(huán)境參數(shù)采集業(yè)務(wù)等。

為了增強用戶體驗，如，現(xiàn)有的“VR”技術(shù)，這種技術(shù)能夠創(chuàng)新和體驗虛擬世界的計算機仿真技術(shù)，利用計算機圖形技術(shù)、仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種科學技術(shù)生成一種交互式的三維或多維信息動態(tài)視景，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，其實體行為的仿真系統(tǒng)能夠使用戶身臨其境，沉浸到所屬環(huán)境之中，且具有與環(huán)境完善的交互作用能力。

（二）“5G”技術(shù)的應(yīng)用

目前，“5G”技術(shù)已經(jīng)初步應(yīng)用到一些國家級的項目中，例如中國聯(lián)通為雄安新區(qū)所準備的“5G+”全域智慧旅游項目以及為冬奧會所做的“聯(lián)通5G，賦能智慧冬奧”項目，無不是將“5G”技術(shù)傳播速度快、體驗性強的特點充分發(fā)揮和展現(xiàn)出來，尤其是在雄安新區(qū)智慧旅游項目中更是針對學校、機關(guān)，無法大批量組織人員到達現(xiàn)場時，可以通過遠程方式進行沉浸式體驗，學習景區(qū)相關(guān)歷史和紅色教育。

二、數(shù)學核心素養(yǎng)

要想探究如何運用“5G”技術(shù)培養(yǎng)中職在校生數(shù)學學科的核心素養(yǎng)，我們要搞懂什么是數(shù)學學科的核心素養(yǎng)。

（一）數(shù)學核心素養(yǎng)概述

數(shù)學核心素養(yǎng)是指學生在接受相應(yīng)學段的教育過程中，逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的數(shù)學思維品質(zhì)與關(guān)鍵能力。

1.數(shù)學抽象：舍去事物的一切物理屬性，得到數(shù)學研究對象的思維過程。簡而言之：“去具象，變符號?！币虼?，中職生不僅要學習已有的抽象形成的數(shù)學知識，還要學習抽象概括為知識的方法。

2.邏輯推理：從一些事實和命題出發(fā)，依據(jù)邏輯規(guī)則推出一個命題的思維過程。簡而言之：“歸納、類比和演繹、推理?！?/p>

3.數(shù)學建模：根據(jù)實際問題來建立數(shù)學模型，對數(shù)學模型進行求解，然后根據(jù)結(jié)果去解決實際問題。換言之：“發(fā)現(xiàn)并提出問題、分析問題、構(gòu)建模型，求解結(jié)論，驗證結(jié)果并改進模型，最終解決實際問題?！睌?shù)學建模是數(shù)學應(yīng)用的重要形式，是解決問題的基本手段和推動數(shù)學進步和發(fā)展的原始動力。

4.直觀想象：用幾何構(gòu)建形與數(shù)的關(guān)系，體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的重要思想，是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)和基本要素。

5.數(shù)學運算：數(shù)學運算是取得數(shù)學結(jié)果的主要手段，是邏輯推理素養(yǎng)中演繹和推理的一種形式，更是數(shù)學活動的基本形式。同時數(shù)學運算還是計算機解決問題的基礎(chǔ)和實現(xiàn)人工智能的根本和先決條件。

6.數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)分析是數(shù)學與計算機科學相結(jié)合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代人工智能的基礎(chǔ)，也就是說，人工智能是大數(shù)據(jù)分析的輸出和產(chǎn)物。

（二）中職生數(shù)學核心素養(yǎng)調(diào)研

職業(yè)教育是我國現(xiàn)階段教育體系中一個較為特殊的類型，與普通高中相比，生源同為初中生的中職院校，在生源質(zhì)量上可能要相差很多。雖然近年來國家加大了對職業(yè)教育的扶持力度，但是受到家長傳統(tǒng)思想的灌輸和當前社會就業(yè)特點的影響，質(zhì)量較好的生源大多選擇普通高中就讀，這也就導(dǎo)致職業(yè)中學在校生的文化素養(yǎng)普遍低于普通高中在校生，在數(shù)學這一專業(yè)學科尤甚。

經(jīng)調(diào)研，我校機械專業(yè)在2018年共招三年制、五年制學生共95人，生源為當?shù)貞?yīng)屆初中畢業(yè)生，中考總分平均分322分，普高最低錄取分數(shù)線為495分。其中中考數(shù)學總分150分，數(shù)學平均成績43分，由此可見，2018級我校機械專業(yè)學生的數(shù)學核心素養(yǎng)偏低，其在數(shù)學建模和運算、抽象思維、邏輯推理以及數(shù)據(jù)分析等方面基礎(chǔ)薄弱，這也一定程度上反映出當年中職生數(shù)學教育水平的現(xiàn)狀，究其原因，是綜合情況造成的。逝者已去，無法再從過去幫助學生提高，那就要從中職教學中下大力氣，提高學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

三、“5G”技術(shù)培養(yǎng)中職生數(shù)學核心素養(yǎng)初探

（一）“5G”技術(shù)與數(shù)學核心素養(yǎng)的關(guān)系

前文提到：（1）數(shù)學運算是計算機解決問題的基礎(chǔ)和實現(xiàn)人工智能的根本和先決條件;（2）人工智能是大數(shù)據(jù)分析的輸出和產(chǎn)物。那么，“5G”技術(shù)恰恰就是通過快速的大數(shù)據(jù)、云計算進而實現(xiàn)早期人工智能的產(chǎn)物，既然如此，利用“5G”技術(shù)反哺數(shù)學教學，讓其成為輔助數(shù)學教學和學科發(fā)展的手段也成為未來數(shù)學教育中的一種發(fā)展趨勢。

（二）“5G”技術(shù)之于數(shù)學核心素養(yǎng)的重要性

既然“5G”技術(shù)可以作為輔助數(shù)學教學和學科發(fā)展的手段，那么，如何利用“5G”技術(shù)讓基礎(chǔ)薄弱的中職生的數(shù)學核心素養(yǎng)在短時間內(nèi)有所提升是值得研討的一個話題。筆者就自身對“5G”時代淺顯的理解試著研究如何提高中職生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

1.利用“5G”技術(shù)打造學習平臺，提高數(shù)學教學效果

前文提到“5G”技術(shù)的特點簡言之就是“快”，它的傳播和響應(yīng)速度可以省去很多不必要的時間，在“5G”時代來臨之時，很多企業(yè)都在做的一件事，便是搭建平臺，在平臺中尋找和發(fā)布資源，任意搭配，從而形成最優(yōu)選。在教學過程中也是這樣，由于每個學生的不確定性和中職生普遍學習興趣較差的特點，我們可以通過搭建學習平臺，將教學資源（教師、教材）、專業(yè)知識、模型演示，應(yīng)用高科技、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能以及“AR”技術(shù)，來為學生進行一對一的輔導(dǎo)和交流，可近距離線下約教，也可以遠程無卡頓教學。這種方式打破了傳統(tǒng)強行配比老師和學生的模式，將資源重新分配和整合，由學生通過某一方面核心素養(yǎng)的短缺，有針對性地選擇和配備老師，以達到師生能夠在同一頻道、同一頻率下開展教學。

例如，我在“余弦定理在機械中的應(yīng)用”教學過程中，借助近年來新型的翻轉(zhuǎn)課堂教學理念，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)借鑒微型學習平臺，在課前將任務(wù)單通過Email發(fā)給每位學生，學生利用課前時間學習和研究平臺中的知識，已完成任務(wù)單上的學習內(nèi)容和習題，并依據(jù)平臺反饋的數(shù)據(jù)進一步分析學習效果，及時準備地調(diào)整教學重點和教學順序。根據(jù)學習效果將學生以特質(zhì)進行分組，每組3人，針對性地開展教學工作。

在整個教學過程中依托互聯(lián)網(wǎng)微型學習平臺，運用微課或一鍵投屏等軟件，整合教學資源，攻克傳統(tǒng)教學過程中的難點，實現(xiàn)了學生自主學習、教師針對性講解、師生互動、分享和開放的學習課堂，利用大數(shù)據(jù)分析準確地掌握教學效果和學生學習應(yīng)用情況。

學生在此過程中，參與度高、反饋好、積極性強，并最終牢固掌握所學知識，是學習平臺應(yīng)用的典例。

2.利用“5G”技術(shù)化靜為動，增強學生學習數(shù)學的興趣

中職生數(shù)學核心素養(yǎng)普遍不高的原因，不排除傳統(tǒng)數(shù)學講、教模式的枯燥和無趣，利用“5G”技術(shù)，將枯燥的數(shù)學概念、建模思維和運算方式更加直觀地呈現(xiàn)出來;用“VR”技術(shù)，將虛擬的事物進行呈現(xiàn)，讓學生更加深入地體驗到虛擬現(xiàn)實帶來的沖擊，增強其學習數(shù)學的興趣。中職生大多處于青春期，他們除了叛逆以外，正是學習和接受新鮮事物最快的階段，運用“5G”技術(shù)，可以將枯燥的事物變得有趣，舉例說明：傳統(tǒng)教學方式下，數(shù)學建模多是靠老師的口與手進行呈現(xiàn)，即老師口中講著，手在黑板上畫著，很多中職生由于基礎(chǔ)薄弱并不能快速跟上老師講課的節(jié)奏，從而產(chǎn)生枯燥感和厭學情緒，結(jié)果只能是越來越糟。

雖然近年來教師在一些公開課中也在不斷引進現(xiàn)代教學技術(shù)和工具，例如，幻燈片教學、錄像回放、計算機等手段也取得了較好的教學效果，但隨著科技的進步，利用“5G+VR”技術(shù)，可以增強學生的虛擬畫面感。特別在中職數(shù)學的立體幾何、解析幾何這兩大板塊的教學中，可以借助此項技術(shù)，將幾何圖形的特點等清晰地展現(xiàn)在學生眼前，有助于學生更好的理解。例如，我在講解“三點確定一個平面”時，利用該技術(shù)將房門固定需要兩個合頁和一個插銷的畫面虛擬傳輸，讓學生更加直觀地體驗和觀察這一數(shù)學概念是如何運用到實際生產(chǎn)和生活中的，并不斷重復(fù)演示和回溯，讓學生更加深刻地理解數(shù)學建模理念。在講解“利用數(shù)學知識求相關(guān)圖紙中的基點”問題時，我們借助數(shù)控加工技術(shù)仿真軟件，學生在課堂中特別投入，更大程度地提高學生學習數(shù)學的興趣，而且可以有效避免因為計算等問題產(chǎn)生的零件浪費。利用該技術(shù)也能讓每個學生依據(jù)自身薄弱的環(huán)節(jié)進行不斷回溯和重復(fù)練習，更加直觀也更加有趣。

3.利用“5G”技術(shù)現(xiàn)實增強，激發(fā)學生的數(shù)學創(chuàng)新思維

“5G”技術(shù)的發(fā)展直接帶動了“AR”技術(shù)的體驗感，通過“5G+AR”模式，可以將已經(jīng)形成的或已經(jīng)存在的現(xiàn)實情況進行再次的創(chuàng)新和體驗。中職生的思維比較活躍，但在數(shù)學學習中卻不盡如人意，尤其是在數(shù)學核心素養(yǎng)——直觀想象方面，大家顯得有那么一點遲鈍，通過“5G+AR”技術(shù)，可以實現(xiàn)現(xiàn)實增強。比如我在開展“平面與平面所成角”教學時，利用AR技術(shù)將圖形翻轉(zhuǎn)，給予學生更加直觀的體驗，使學生能更好地找到二面交平面角的位置。此外，在已有幾何圖形的前提下，通過各種虛擬的自由搭配，整合出新的可能性，從而讓學生直觀感受到現(xiàn)實+虛擬帶來的直觀想象成果，不斷激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，以提高其數(shù)學核心素養(yǎng)。

綜上，“5G”時代下，科技的進步讓一切匪夷所思變得可能，尤其是在教學方面，克服傳統(tǒng)教學的難題，利用到中職數(shù)學教學方面，結(jié)合“5G”網(wǎng)絡(luò)的特點，運用“VR”和“AR”技術(shù)，有針對性地提高中職生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]林崇德.21世紀學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究[M].北京：北京師范大學出版社，2016：29.

[2]李瀟湘.試探運用多媒體技術(shù)培養(yǎng)中職生數(shù)學核心素養(yǎng)[J].教師，2018（16）.

◎編輯 張 慧