智慧教育形態(tài)下的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)新范式的研究

李志勇

摘 要：目前，信息技術(shù)發(fā)展迅速，隨著智能手機和平板逐漸普及，云平臺、大數(shù)據(jù)、人工智能化等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，教學(xué)應(yīng)用也在信息化的進程中逐步得到豐富。人們希望科技改變生活，也優(yōu)化教育?！爸腔劢逃背闪水斍敖逃臒狳c。通過擺出問題，列舉具體案例，闡述在智慧教育形態(tài)下開展數(shù)學(xué)課堂教學(xué)新范式的研究，提高數(shù)學(xué)課堂信息應(yīng)用、智能應(yīng)用和創(chuàng)新應(yīng)用，構(gòu)建數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的新范式。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;小學(xué)數(shù)學(xué);課堂教學(xué)新范式;研究

一、對智慧教育的認識

“教育信息化十三五”規(guī)劃指出“依托信息技術(shù)營造信息化教學(xué)環(huán)境，推動教學(xué)觀念、教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容的改革，促進信息技術(shù)在日常教學(xué)中的深入廣泛應(yīng)用，適應(yīng)信息時代的需要，培養(yǎng)高素質(zhì)人才?！?/p>

智慧教育不等同于教育信息化，也不是“智慧”與“教育”簡單的1+1=2?！爸腔邸毙枰诮逃龍鼍爸袘?yīng)用，“教育”借助技術(shù)才能傳遞最大限度的能量。應(yīng)用的技術(shù)有“互聯(lián)網(wǎng)+”思維模式、大數(shù)據(jù)、云計算等。智慧教育形態(tài)下小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)新范式，是一種基于以上技術(shù)的新型教育形式，也是“智能教育”。而新范式的研究，是利用相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建和實施高效數(shù)學(xué)課堂，提高數(shù)學(xué)課堂信息應(yīng)用、智能教學(xué)應(yīng)用和創(chuàng)新應(yīng)用。

美國科學(xué)哲學(xué)家托馬斯庫恩指出，范式是一系列在特定時間內(nèi)定義某種科學(xué)學(xué)科的活動。它是公認的模型或模型，是在科學(xué)實際活動中被公認的范例。智慧教育形態(tài)下小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的新范式，是指通過在智慧教育形態(tài)下，在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中開展的實踐研究活動，提供新的可參考、借鑒的成功案例、信息化工具或解決疑難的方法等，改變原有課堂教學(xué)方式，提高課堂教學(xué)效率，最大化優(yōu)化教學(xué)，形成新的高效的學(xué)習(xí)方式或教學(xué)模式。

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準》指出，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)該是現(xiàn)實的，有意義的，具有挑戰(zhàn)性的。這些內(nèi)容有利于學(xué)生在數(shù)學(xué)方面的積極活動，如課堂上的數(shù)學(xué)活動有觀察、實驗、猜測、驗證、推理和交流等。內(nèi)容的呈現(xiàn)應(yīng)有各種不同的方式，以滿足不同的學(xué)習(xí)需求。因此，智慧教育給我們的課堂新范式研究提供了極大的有利的條件。借助智慧教育相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，在課堂上開展更有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動，提供更好的學(xué)習(xí)條件和資源，使之成為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式。

二、當前課堂教學(xué)存在的問題

根據(jù)作者長期在一線教學(xué)工作的觀察和實踐來看，當前智慧教育的瓶頸在于將“智慧”與“教育”分離了。教育技術(shù)手段從不缺乏，但是沒有很好地解決教育的核心運用的問題，也就是說，與教育深度融合還有相當大的距離，我們暫且將其看作舊范式。例如，有的學(xué)校建設(shè)了校園網(wǎng)，也配置了比較先進的信息技術(shù)設(shè)備，但并沒有給課堂帶來新的變革，成了擺設(shè)、裝飾。部分老師認為，我有很多知識要講解，講了學(xué)生就自然會了，不講完學(xué)生就是不會，典型的滿堂灌。也有老師認為，新的技術(shù)設(shè)備學(xué)習(xí)起來太麻煩，學(xué)生不需要也可以學(xué)好，還是用老辦法教學(xué)好，頂多有PPT就可以了。其實，在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，因為教學(xué)內(nèi)容涵蓋數(shù)字和代數(shù)、空間和圖形、統(tǒng)計和概率等，在課堂教學(xué)中，特別需要體現(xiàn)以知識轉(zhuǎn)移為中心的教學(xué)組織模型，不能單靠課件，課堂特別需要互動生成資源，特別需要具有交互功能的智能教學(xué)工具。這一點當前技術(shù)早已實現(xiàn)。而且，使用大數(shù)據(jù)功能，可以建立學(xué)生個人的學(xué)習(xí)檔案袋，便于跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)?？梢?，使用信息技術(shù)提高教育和教學(xué)質(zhì)量具有非常多的好處。另外，對于現(xiàn)有的智慧教育，還有一個問題就是重硬件，輕軟件。很多學(xué)校大力做硬件建設(shè)，而對于課堂教學(xué)幫助實質(zhì)作用很大的一些優(yōu)秀的APP智能軟件，尚未得到很好的推廣、深入研究和使用。

三、智慧教育形態(tài)下課堂教學(xué)新范式的研究

1.運用教育技術(shù)，打造智慧課堂

隨著教育技術(shù)在課堂教學(xué)的運用，教師的教育觀念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上也在逐步改變。智慧教育將改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程和固定的課程結(jié)構(gòu)，并對學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方法、管理和評估方法進行一系列的轉(zhuǎn)變。這將為學(xué)生提供選擇更多、更有個性和更精確的教育。例如，在數(shù)學(xué)課上，學(xué)生使用平板電腦參與互動研究和完成練習(xí);教師使用微課程來解釋數(shù)學(xué)困難和情境教學(xué);通過云平臺大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地分析和統(tǒng)計每個班級學(xué)生每個單元甚至每個學(xué)期的學(xué)習(xí)情況，并形成每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況的圖片，以及班級的整體學(xué)情畫像等。

從當前智慧教育的發(fā)展趨勢來看，開展課堂教學(xué)研究是其中最重要的部分。例如，在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，在質(zhì)疑互動和課堂測驗的過程中，老師給出了一個簡單的選擇，學(xué)生舉手發(fā)言，無法獲得準確的整體統(tǒng)計數(shù)據(jù)。如果沒有準確的數(shù)據(jù)，后期則無法統(tǒng)計數(shù)據(jù)。現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)可以很好地解決這一問題。運用平板軟件或應(yīng)答器，可以收集學(xué)生第一手答題資料，并記錄下去，通過大數(shù)據(jù)的功能生成每位學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)成績資料，利于我們的分析，方便教師更好地教學(xué)生并改進教學(xué)。從這個角度來看，智慧課堂作為一種新型的教育方式和現(xiàn)代教學(xué)方法，采用現(xiàn)代手段來貫穿整個教學(xué)過程，使課堂簡單、高效和智能化，有助于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和學(xué)習(xí)的能力。它有別于傳統(tǒng)授課、聽課方式。課前，學(xué)生提前做好準備，在課堂上學(xué)習(xí)小組討論，做好自主學(xué)習(xí)的準備。

智慧教育技術(shù)可以豐富數(shù)學(xué)課上的材料，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。例如，我聽過一節(jié)四年級的數(shù)學(xué)公開課“三角形的內(nèi)角和”。在課前，老師要求學(xué)生在平板電腦（移動終端）上預(yù)覽和注釋，并將學(xué)生分成小組進行顯示和分享。在學(xué)生完成演講和總結(jié)后，他們使用平板電腦在教室里進行測試，在闖關(guān)中完成了檢驗。使用平板電腦課件的觸摸屏功能，直接切割三角形的三個角，然后旋轉(zhuǎn)成平角。這在傳統(tǒng)教室中并不容易實現(xiàn)，而進入該教室使這成為可能。同學(xué)們也可以利用平板對四邊形、五邊形等多邊形進行推廣學(xué)習(xí)，參與課堂的實時提問、討論與測試，老師在后臺就可以收集到每個學(xué)生的完成信息，效率比傳統(tǒng)教學(xué)大大增強。這樣的課堂操作直觀明了，拓寬了學(xué)生的知識面，而且使學(xué)生真正成為課堂的主人。學(xué)生積極分享學(xué)習(xí)經(jīng)歷的過程就是知識的內(nèi)化過程。

此外，“微課教學(xué)”的形式也發(fā)生了積極的變化?！拔⒄n教學(xué)”的核心部分是課堂教學(xué)（課堂案例）小視頻，還包括相關(guān)的輔助教學(xué)資源。通過平板電腦進課堂，當移動終端進入教室時，微課程可以呈現(xiàn)學(xué)生在課堂上復(fù)制的知識點，突破困難，實施分層教學(xué)、個性化教學(xué)。鞏固學(xué)困生使用咨詢的基礎(chǔ)，并對成績優(yōu)異的學(xué)生進行開發(fā)練習(xí)。讓教師騰出精力，在課堂教學(xué)中使用最有利的部分、方法或手段，有效提高課堂效能。因此，微課程也可以成為教學(xué)的有益補充，并發(fā)揮重要作用。

2.對課堂教學(xué)新范式的研究

我校是市、區(qū)第一批智慧校園實驗學(xué)校。近幾個學(xué)期來，在數(shù)學(xué)科開展了相關(guān)的課堂實踐研究。我們使用現(xiàn)有的硬件設(shè)備，主動發(fā)掘有益的APP資源，運用于課堂學(xué)習(xí)，呈現(xiàn)了許多典型的智慧教學(xué)案例。

目前，我們學(xué)校仍在建設(shè)一個智能校園，無論是平面實驗課還是普通課。平板班有軟件，跟學(xué)生的互動較容易解決，對于大多數(shù)的普通班，我們把研究重點放在教育技術(shù)的學(xué)習(xí)和運用上，特別是與智能校園建設(shè)相關(guān)的教育技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。其中，我們對101教育PPT和作業(yè)盒子這兩種教育軟件進行了重點研究和運用。首先是101教育PPT（圖1），這是一個可以通過手機控制的PPT。一種移動教學(xué)應(yīng)用程序，實現(xiàn)移動終端和計算機客戶端之間的互連和交互。通過使用方便的圖像、視頻快速傳輸和照片比較，實現(xiàn)高效和互動的智能教室。除了學(xué)生缺少平板電腦，其他智慧課室的教學(xué)功能都能基本實現(xiàn)。

案例1

在“對稱圖形”這節(jié)四年級數(shù)學(xué)課中，在教學(xué)畫對稱圖形環(huán)節(jié)，以前老師采用在黑板或投影上操作示范，由于圖形操作往往受條件限制不易操作，會影響學(xué)生的空間想象力。采用了101PPT學(xué)科工具教學(xué)后，老師直接在圖形上描點、連線，并以動感的形式展示對稱圖形，還可以通過觸摸屏，讓學(xué)生根據(jù)自己的思考直接在屏幕進行上操作。操作過程直觀、簡單明了，通過簡單的人機互動學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的空間想象能力，較好地解決教學(xué)難點，一舉兩得。

案例2

在“圖形的旋轉(zhuǎn)”五年級課上（圖2），理解“中心、方向、角度”畫“旋轉(zhuǎn)后的圖形”是教學(xué)的重點和難點。在教學(xué)時，教師通常會在課堂上向?qū)W生進行示范。但是也會有學(xué)困生對于圖形旋轉(zhuǎn)后的位置不理解。新技術(shù)介入后，就可以幫助學(xué)生生動直觀地理解這個旋轉(zhuǎn)過程，老師或?qū)W生可以直接在觸摸屏上操作，旋轉(zhuǎn)、對比，從而深入地了解旋轉(zhuǎn)的三個要素，即中心、方向、角度。而且老師可以通過101PPT的反饋功能，把學(xué)生完成的情況拍照，即時進行小結(jié)反饋。經(jīng)使用教育技術(shù)后對比，課堂教學(xué)效果比原來大大提高，學(xué)困生完成情況良好。

案例3

學(xué)習(xí)“長方體和正方體的面積”時，對面積單位的理解和面積計算方法的推導(dǎo)是其中難點之一。傳統(tǒng)教材中采用拼小方塊的方法來推導(dǎo)面積計算的方法，但是過程較為冗長，而且受制于課堂教學(xué)環(huán)境，缺乏小組之間的互動，實驗的效果并不好。采用新技術(shù)后，教師通過手機端，在WiFi的幫助下，無論在課室哪個角落，都可以馬上把學(xué)生的完成情況即時投影到大屏幕上，實際操作和屏幕操作相結(jié)合，它節(jié)省了學(xué)生在舞臺上玩的時間，可以讓更多的學(xué)生參與思考和討論。由于操作直觀形象，大大提高了教學(xué)效率，學(xué)生可以更快、更好地自主得出學(xué)習(xí)結(jié)論，解決難點，掌握教學(xué)內(nèi)容，極大提高了教學(xué)效果。

案例4

在“抽屜原理”一課中，教師運用學(xué)科工具里面的一個程序，生動形象地幫助學(xué)生理解了抽屜原理關(guān)于“一定有一個抽屜至少有2個或以上”的數(shù)學(xué)道理。再結(jié)合實物的展示操作來幫助學(xué)生理解。由于有直觀形象和數(shù)據(jù)的支持，給教師和學(xué)生留下了深刻的印象，這增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了他們的自信心。

案例5

在“乘法結(jié)合律和乘法分配律對比”的實踐課中，教師應(yīng)用了作業(yè)箱智能教學(xué)工具。該APP通過作業(yè)數(shù)字化、數(shù)據(jù)化切入日常教學(xué)場景，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)作智能分析、學(xué)情分析。老師課前通過作業(yè)盒子開展的系列的前測、練習(xí)、檢測、教材分析與學(xué)情分析，通過作業(yè)盒子大數(shù)據(jù)分析的作業(yè)報告做到“學(xué)情畫像，以學(xué)定教”。在備課時，針對學(xué)生的困惑點、易錯點，從學(xué)生的角度和水平切入，老師再設(shè)計題組對比練習(xí)，收集誤差分析，并進一步區(qū)分乘法的使用前提和分析中的乘法。通過該系統(tǒng)大數(shù)據(jù)后臺支持下的課前前測練習(xí)、復(fù)習(xí)兩種定律對比練習(xí)，突出重點專項練習(xí)，辨析明理提高練習(xí)，解決問題課堂小測，學(xué)生通過觀察辨析、討論交流等環(huán)節(jié)，進一步理解和掌握乘法結(jié)合律、乘法分配律的概念，能正確區(qū)分這兩種運算定律并加以運用;習(xí)題設(shè)計層層遞進，積累簡算經(jīng)驗：及時反饋。與之前相比，練習(xí)課效率、效果大大提升了。

此外，還有一些教育的APP互動功能也做得非常好。通過在實踐中一些課例的研究，老師提高了對智慧課堂的認識，掌握了一定智慧教育的操作技能。智慧教育下課堂教學(xué)的切實研究，為智能校園的進一步發(fā)展和課堂教學(xué)新范式的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。

四、思考及努力方向

智慧教育形態(tài)下，各種教學(xué)設(shè)備和“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧教育技術(shù)的引入為我們的教學(xué)注入了新元素。不僅優(yōu)化了課堂教學(xué)，還提高了效率和教學(xué)質(zhì)量，促進了課堂教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變，促進了課堂教學(xué)新范式的研究。我們要積極參與智慧校園建設(shè)，合理運用，把各種教學(xué)媒體有機結(jié)合起來，才能更好地發(fā)揮它們的優(yōu)勢，更好地為教學(xué)服務(wù)，讓學(xué)生更好地參與到學(xué)習(xí)之中，讓每一個信息更加智慧地傳遞與送達。

2019年6月

編輯 高 瓊