教育信息化2.0背景下基于智慧校園建設(shè)的課堂構(gòu)建

王 娜

（武警工程大學(xué)，陜西 西安 710086）

0 引言

以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進信息技術(shù)為支撐的“智慧校園”建設(shè)，是將校園、學(xué)習(xí)、生活的保障等充分融合的一體化環(huán)境條件建設(shè)。理念指引實踐，以數(shù)學(xué)課程教學(xué)為例，在“智慧校園”條件下，教師應(yīng)該如何實踐“以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念打造“智慧課堂”，如何將培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和科學(xué)素養(yǎng)呢？

1 明確智慧課堂的內(nèi)涵

1.1 以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)頂層設(shè)計

在智慧課堂構(gòu)建的基本理念上，依據(jù)的是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論進行頂層設(shè)計。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是互聯(lián)網(wǎng)時代的核心教育理論，是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教育教學(xué)設(shè)計的核心理念，為智慧課堂的構(gòu)建奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。

1.2 利用新一代信息技術(shù)構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

在智慧課堂的支撐技術(shù)上，核心是基于動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和云、網(wǎng)、端的運用。采用現(xiàn)代化的分析工具和方法，對教學(xué)過程中生成的海量數(shù)據(jù)進行加工、挖掘和分析，基于數(shù)據(jù)處理和分析進行教學(xué)決策，區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)評價模型和方法。

1.3 用新技術(shù)破解傳統(tǒng)教學(xué)中的難題

傳統(tǒng)課堂教學(xué)中長期存在不足，如始終以教師為中心、忽視學(xué)生主體地位、基于經(jīng)驗預(yù)設(shè)教學(xué)、難以實時評測、師生互動不夠、缺乏課內(nèi)外協(xié)作互助等，但如今都借助于智慧課堂信息化平臺，以有效地解決過去的難題。

1.4 實施全過程精準(zhǔn)化、個性化教學(xué)

在智慧課堂的實踐應(yīng)用上，實施課前、課中、課后的智慧教學(xué)全過程的應(yīng)用。通過多元化、個性化作業(yè)推送、批改和數(shù)據(jù)分析，實施針對性輔導(dǎo)和分層作業(yè)，真正實現(xiàn)因材施教。

1.5 促進學(xué)生核心素養(yǎng)有效發(fā)展

智慧課堂的構(gòu)建在形式上是利用新一代信息技術(shù)全面變革傳統(tǒng)課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)、形態(tài)，建立大數(shù)據(jù)時代的信息化課堂教學(xué)模式，提升課堂的信息化、智能化水平。在運用最新的信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，提高課堂評價決策和交互協(xié)作能力，實現(xiàn)智慧的教和智慧的學(xué)，從而使每個學(xué)習(xí)者都能沿著符合個性化特征的路徑成長，得到有效、充分的智慧發(fā)展。

2 理清智慧課堂的教育目標(biāo)

2.1 教育資源的有效獲取與存儲

智慧課堂教育資源是指經(jīng)過數(shù)字化處理，可以在計算機或網(wǎng)絡(luò)上運用的教學(xué)資源。智慧課堂教育資源一般包括網(wǎng)絡(luò)課程、聲像資料、電子教案、數(shù)字化素材庫等。智慧課堂教育資源的有效獲取與存儲是每一位教育工作者應(yīng)具備的基本能力，也是每一位教師信息素養(yǎng)的集中體現(xiàn)，這不僅優(yōu)化教學(xué)，也能促進師生共同發(fā)展。

2.2 實現(xiàn)零距離、高效的課堂互動

目前，智慧課堂推行的交互式教學(xué)系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式，真正意義上實現(xiàn)了“互動課堂”的概念。這種教學(xué)系統(tǒng)以互動為教學(xué)設(shè)計的中心切入點，依據(jù)現(xiàn)代多媒體、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)與多種互動教學(xué)工具，進行一對一、一對多、多對一的觀察交流、教學(xué)分享。

2.3 打破時空界限，轉(zhuǎn)被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)

隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)在的學(xué)生不僅生活條件改善了許多，而且教學(xué)設(shè)備越來越先進，教學(xué)資源也越來越豐富。教學(xué)模式也由原來以老師教授為主的說教模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻踊?、個性化的教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)也從以前的被動接受學(xué)習(xí)到現(xiàn)在提倡的主動探究學(xué)習(xí)。受到數(shù)字時代的沖擊，電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，為人們提供了全新的學(xué)習(xí)手段和設(shè)備，從根本上改變了人們獲取知識和信息的途徑和手段。學(xué)生的學(xué)習(xí)方式可以不用依賴教師的講授與課本，而是利用數(shù)字化平臺和數(shù)字化資源，進行合作式、討論式和自由式的自主學(xué)習(xí)。學(xué)生可以自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，打破時空界限。

3 智慧課堂實例

智慧課堂的教學(xué)準(zhǔn)備花費時間較長，對教師要求較高。

在課前預(yù)習(xí)階段，借助智慧教室平臺，教師推送預(yù)習(xí)任務(wù)書，學(xué)生學(xué)習(xí)完成預(yù)習(xí)任務(wù)，針對性地課前提問。此階段要求教師在備課時提前根據(jù)教學(xué)目標(biāo)完成10分鐘左右的微課制作，要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獨立探求知識點，初步達到了解的認知水平。

在課中內(nèi)化階段，以學(xué)生為主體，通過分組討論、協(xié)作學(xué)習(xí)，舉一反三、總結(jié)歸納等方式，結(jié)合智慧課堂應(yīng)用平臺，搶答、發(fā)彈幕等等手段，提高學(xué)生參與熱情，將一元講授式課堂變成多元討論交流，幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。同時，適時穿插與課堂內(nèi)容相關(guān)的政治教育元素，幫助學(xué)生樹立正確的三觀，扣好人生第一?？圩?。

在課后鞏固階段，利用微練習(xí)強化知識，借助應(yīng)用平臺自我定位分層微測試，將習(xí)題解答式和問題研討式作為練習(xí)主要形式；上傳實例，開闊學(xué)生視野，豐富學(xué)生知識。

基于OBE理念的智慧課堂示例片段，以《工程數(shù)學(xué)》課程“最大似然估計”一節(jié)為例：

“最大似然估計”教學(xué)實施流程（各步驟根據(jù)授課內(nèi)容不同，可靈活調(diào)整）：

（1）通過任務(wù)牽引，完成課前自主學(xué)習(xí)。

課前通過智慧教室應(yīng)用平臺“雨課堂”發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)定任務(wù)，利用“雨課堂”推送微視頻，預(yù)習(xí)資料，以及尼日利亞和阿根廷足球比賽、槍手射擊比賽、摸球問題三個具體實例，讓學(xué)生通過觀看視頻，閱讀預(yù)習(xí)資料完成自學(xué)內(nèi)容，利用三個具體實例，分析、歸納、總結(jié)估計問題的估計思想。

（2）結(jié)合探究討論，突出課中成果實現(xiàn)。

第一步：課中首先講評學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)情況，進一步針對學(xué)生課前歸納、總結(jié)的結(jié)果展開討論。引導(dǎo)學(xué)生得出最終對最大似然估計的思想達到統(tǒng)一認識——“一次試驗就出現(xiàn)的事件（應(yīng)該）有最大的概率”。（4分鐘）

第二步：講解最大似然估計的概念，鼓勵學(xué)生自己用數(shù)學(xué)語言描述最大似然估計，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)表達能力。（3分鐘）

第三步：根據(jù)講解內(nèi)容，組織學(xué)生進一步討論，什么時候可以用到最大似然估計的思想？引導(dǎo)學(xué)生利用課前的預(yù)習(xí)資料里“機器學(xué)習(xí)”的相關(guān)應(yīng)用背景來討論，可以利用雨課堂分組來進行。針對學(xué)生在討論過程中遇到的問題，教師進行解答。通過各組代表發(fā)言，教師總結(jié)引導(dǎo)，得出問題（1）的結(jié)論——“模型已定，參數(shù)未知”。（5分鐘）

第四步：在上述結(jié)論的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)，學(xué)生分組進一步討論如何來用最大似然估計來對具體問題中的未知參數(shù)進行估計？

教師設(shè)問：“我們主要是要利用最大似然估計的思想來解決問題，因此看看其思想對應(yīng)到題設(shè)中什么是‘一次試驗就出現(xiàn)的事件’？”“出現(xiàn)的事件怎么來表示呢？”“什么是‘概率最大’？”，一步步誘導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出最大似然估計方法的解題基本思路。教師設(shè)計的層層遞進的問題鏈能幫助學(xué)生實現(xiàn)未知理論與已備知識的深層對話，不僅生動形象，惟妙惟肖，而且活躍思維，培養(yǎng)了邏輯思維能力和空間想象能力。（7分鐘）

第五步：發(fā)布小組任務(wù)：以離散型隨機變量的參數(shù)估計為例，讓學(xué)生根據(jù)板書上總結(jié)的思路，總結(jié)具體解答步驟。各組討論形成統(tǒng)一意見后提交，可以隨機點名的形式抽取小組代表發(fā)言，活躍課堂氣氛，防止學(xué)生思想懈怠。而后教師對各組發(fā)言進行總結(jié)，并統(tǒng)一利用最大似然估計方法的解題步驟，強調(diào)似然函數(shù)等相關(guān)概念。此部分解題步驟可板書，強化解題思路，加強學(xué)生理解，為后續(xù)問題的討論提供借鑒。（10分鐘）

第六步：對問題進行延展：推廣至連續(xù)型隨機變量呢？或者待估參數(shù)為兩個呢？引發(fā)學(xué)生思考討論，最終總結(jié)出上述幾種情況的參數(shù)估計方法步驟。（5分鐘）

第七步：拋出案例“海艇噪聲估計問題”，讓學(xué)生利用第六步總結(jié)的步驟解決。隨機點名學(xué)生上傳解題結(jié)果，進行學(xué)生互評，總結(jié)解題易出錯的點。（6分鐘）

第八步：當(dāng)講授完本節(jié)課知識點后，讓學(xué)生與大家分享本節(jié)課的收獲。如果學(xué)生積極性高可以自由模式，如果大家不好意思可以采用隨機挑人，以游戲的形式結(jié)束本節(jié)課的學(xué)習(xí)。（4分鐘）

（3）利用項目實施，實現(xiàn)課后成果評價。

通過智慧教室應(yīng)用平臺“雨課堂”布置作業(yè)——利用最大似然估計的方法解決某地涉恐人數(shù)估計問題，可以讓學(xué)生拍照上傳自己的作業(yè)，與傳統(tǒng)交作業(yè)方式相比，學(xué)生更樂意拍照上傳。同時發(fā)布課后拓展資料，鼓勵學(xué)生以小組的形式完成作戰(zhàn)效能評估的建模案例求解，開闊學(xué)生視野，提高應(yīng)用能力。

教師對教學(xué)過程進行反思，通過反思調(diào)整優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，促進后續(xù)教學(xué)。學(xué)生根據(jù)雨課堂的作業(yè)反饋，了解自身學(xué)習(xí)目標(biāo)達成情況，通過教師輔導(dǎo)答疑有針對性地查漏補缺，從而讓每一個學(xué)生都高標(biāo)準(zhǔn)順利達成學(xué)習(xí)目標(biāo)，完成能力提升。