信息技術支撐初中數(shù)學智慧教育的案例設計

張語函 王春暉 鐘永江

進入21世紀以來，信息技術飛速發(fā)展，并且影響著我們生活的方方面面，成為當今世界發(fā)展的重要驅動力。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術的應用已經(jīng)成為我們生活中的常態(tài)，與此同時在信息技術的推動下教育也正在發(fā)生變革，先進的教育、學習理念大量涌入，淺層的記憶、理解、遷移已不再成為促進個人發(fā)展、提高個人競爭力、推動社會發(fā)展的核心力量，知識時代在不忽視基礎能力的前提下，更強調智慧發(fā)展，從數(shù)字教育轉向由信息技術支撐下的智慧教育已是教育發(fā)展的必然趨勢。在智慧教育理念的指導下，初中數(shù)學教育必將發(fā)生巨大變化。

● 智慧教育

“智慧教育”是近幾年來教育界熱議的一個話題，2012年祝智庭等在《智慧教育：教育信息化的新境界》一文中指出：“信息時代智慧教育的基本內涵是通過構建智慧學習環(huán)境（Smart Learning Environments），運用智慧教學法（Smart Pedagogy），促進學習者進行智慧學習（Smart Learning），從而提升成才期望，即培養(yǎng)具有高智能（High-Intelligence）和創(chuàng)造力（Productivity）的人，利用適當?shù)募夹g智慧地參與各種實踐活動并不斷地創(chuàng)造制品和價值，實現(xiàn)對學習環(huán)境、生活環(huán)境和工作環(huán)境靈巧機敏的適應、塑造和選擇。”由此，聯(lián)系實際應用，筆者對智慧教育總結如下，是引領教育發(fā)展方向的一種教育理念，其本質目的在于培養(yǎng)學習者的創(chuàng)新能力、批判能力、問題解決能力等高階思維能力，即讓學習者會思考，有智慧。

那么如何培養(yǎng)有智慧的人？這就要求在整個智慧教育的過程中，所有參與的主體都是智慧的，教師要擁有智慧教育理念，從學生角度出發(fā)，作為引導者、幫助者促進學生智慧發(fā)展，來為學生構建智慧的學習環(huán)境，創(chuàng)建智慧的學習資源。學生在智慧的教師指導下、智慧學習環(huán)境的幫助下，勇于探索、大膽創(chuàng)新，極大地促進個人智慧發(fā)展。智慧教育是關注學生個性、能力、知識、品德等全面發(fā)展的教育，它是有生命的教育、真正關懷人的發(fā)展的教育。智慧教育不再是枯燥乏味的傳授，而是讓整個教育有了生機，有了活力。學生在智慧教育中是輕松愉快的，他們可以彰顯個性、可以協(xié)作探究、可以發(fā)明創(chuàng)造，智慧教育并沒有忽略知識教學，而是將知識轉化、升華，將其轉化為能力進而升華為智慧。

● 初中數(shù)學智慧教育

數(shù)學學科是初中教育中主要的基礎學科之一，初中數(shù)學具有內容抽象、應用廣泛、推理嚴謹和結論明確等特點。在智慧教育理念的指導下，我們希望通過初中數(shù)學學科的學習來培養(yǎng)數(shù)學思維能力，具體來說是希望可以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、探究推理能力及解決生活中實際問題的能力等高階思維與學習能力。而在傳統(tǒng)的教育理念下，教師只注重“教”，忽視了學生的主體地位，教師灌輸知識，學生被動學習，無意中將教學目標轉換成考試取得好成績。在這種理念下，很難培養(yǎng)學生的高階思維與學習能力，也很難讓學生有智慧，會思考。而學習源于思考，沒有思考就不會有疑問，更不會進一步去學習！

要想培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力，讓學生有智慧，就要改變這種傳統(tǒng)的教育理念，重視學生的主體地位，使學生真正成為學習的主人，提倡個性化學習，鼓勵學生自主探究，積極探索，充分發(fā)揮學生學習的積極性與主動性，讓學生通過探究實踐去感受知識，掌握知識，從而培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力！具體來說，初中數(shù)學教師要想培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力，首先要找到切入點，可以利用信息技術創(chuàng)設更直觀生動的情境，提出問題或布置任務等來引起學生興趣，讓學生對內容產(chǎn)生好奇，主動去探究;其次是要引導學生的探究，教師要注意引導學生去思考而不是指導學生，要讓學生自己去思考，形成自己的思維;再次是，教師要要求學生對過程進行反思總結，并對學生的探究過程做一點評。學生在探究過程中透過現(xiàn)象看到問題的本質，這樣思考的過程會強化訓練思維，讓學生變得有智慧，真正做到智慧教育。

● 信息技術支撐下的智慧學習環(huán)境

隨著信息技術在教育領域的迅速發(fā)展，初中數(shù)學教學也煥發(fā)了新的生機和活力。初中數(shù)學智慧教育離不開智慧的學習環(huán)境，而智慧的學習環(huán)境的構建離不開信息技術的支撐。信息技術在數(shù)學教學中的運用，可以便捷直觀地為學生提供大量的數(shù)學學科資源，最大限度地利用現(xiàn)代化的信息處理技術復原數(shù)學的原貌，有利于學生去模仿，去探究，養(yǎng)成個性化的數(shù)學學科思維。

在智慧學習環(huán)境下構建智慧課堂，學生主動說、主動學、主動探，教師只是組織者和指導者，智慧課堂是工具、資源豐富有力的課堂，學生可以用有針對性的工具和資源去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題;智慧課堂是充滿批判爭論的課堂，批判能力是智慧人才應具備的重要能力，每一次思維的交流、碰撞，每一次的質疑批判都是新觀點、新理念、新知識產(chǎn)生的契機，完全的“拿來主義”是在扼殺發(fā)明創(chuàng)造;智慧課堂是凸顯個性的課堂，學生有時間、有場所展示個人風采，每位學生都有擅長的領域，每位學生的學習機會都是平等的;智慧課堂是可打破時空限制的，學生可將正式學習、非正式學習有機融合，隨時隨地想學就學，隨時隨地都能構建一個課堂，這樣學生的學習是無縫的、持續(xù)的。學生在這樣有生命的課堂中，個人智慧才會得到充分發(fā)展。因此，以pad為支撐的電子書包環(huán)境特別適合初中數(shù)學的智慧教育。

● 案例設計

本案例為吉林省長春市第103中學趙菁老師在智慧教育理念的指導下設計完成的，并已經(jīng)應用于實際教學中。課程采用翻轉課堂教學模式，在應用電子書包和電子白板的教室環(huán)境中，依托可支持微視頻觀看和討論問題的學習網(wǎng)站展開教學。

《平行線的專題學習》教學設計

1.教學內容分析

“平行線”是空間與圖形領域的基礎知識，學習它會為后面的學習三角形、四邊形等知識打下堅實的基礎。學習這部分內容旨在加深學生對“角與平行線”的認識，建立空間觀念，更重要的是讓他們在活動的過程中交流分享自己的成果，體驗成功的樂趣，提高運用數(shù)學的能力。

2.設計內容概述

基于智慧教育理念，為了支持學生個性化學習，針對本節(jié)教學內容錄制兩種不同形式的微課，用于學生課前觀看學習。學生可以根據(jù)自身的學習情況選擇復習平行線定義、判定方法、性質及它們對應的幾何語言以及判定和性質的綜合運用。為了有利于學生的個性展示，在本課中設計了同修任務和實踐任務，通過檢測任務的完成情況來了解學生知識的掌握情況。在同修任務中規(guī)范學生幾何語言的書寫，并且采用多種方法解題，采取互批的形式實現(xiàn)輔導個性化;實踐任務即一個生活問題的解決，回顧了課前復習的平行線的判定方法，讓學生在同一問題情境中采取不同的方式解決問題。兩個任務的內容設置均體現(xiàn)了方法和結果的開放性。根據(jù)這堂課的教學目標在同修任務中設置一道可以添加多種輔助線的問題，讓每位學生都可以有不同的方法或觀點的體現(xiàn)，充分尊重每位學生學習方式的不同。在課前每一小組都有任務分工單，讓學生自行填寫，讓學生學習的過程成為他們展示自己個性的過程。最后如果學生可以順利達成以上任務，備用挑戰(zhàn)任務又可考查不同層次學生的掌握情況。

3.學習對象分析

八年級的學生已經(jīng)學習了平行線的有關知識，應該掌握平行線的定義、判定方法和性質及它們對應的幾何語言，并能夠綜合運用上述知識解決實際問題。同時對于幾何證明的有關知識有了一定的基礎。這個年齡段的學生掌握了一定的信息技術操作水平，思維敏捷，勇于探索并解決問題。

4.教學目標制定

知識與技能目標：掌握平行線的相關內容和規(guī)范的幾何書寫;能熟練靈活地綜合運用平行線的判定和性質解決實際問題。

過程與方法目標：經(jīng)歷同修任務（證明）、實踐任務等數(shù)學活動過程，發(fā)展合情推理能力和演繹推理能力，能有條理地、清晰地闡述自己的觀點.學會從數(shù)學的角度提出問題、理解問題、并能綜合運用所學的知識和技能解決問題，發(fā)展應用意識。

情感態(tài)度與價值觀目標：體驗數(shù)學活動充滿著探索與創(chuàng)造，感受數(shù)學的嚴謹性以及數(shù)學結論的確定性，培養(yǎng)學生進行質疑和獨立思考的習慣。

5.教學重難點

重點：綜合運用平行線的判定和性質解決實際問題及演繹推理過程的表達與書寫。

難點：在復雜圖形中抽象出三線八角的數(shù)量關系，根據(jù)圖形特點合理添加輔助線的能力。

6.學習環(huán)境

電子書包和電子白板的教室環(huán)境，可供微視頻觀看和討論問題的學習網(wǎng)站。

7.教學活動

課前：學生利用微課進行自主學習，微課主要是提供對所學知識進行講解的微視頻，時長為5～8分鐘。

課上：

①檢測任務。教師提問學生通過觀看微視頻再次回顧了平行線的哪些主要內容？學生在自己的電子書包環(huán)境里進行檢測任務，核對答案，針對出錯問題先獨立改正，有困難的題目組內解決（講解員負責講解）。

設計意圖：明確課堂內容學習的形式和要求，初步了解學生的知識掌握情況。根據(jù)學生的完成情況選擇教學環(huán)節(jié)和授課內容的難易程度。設置不同層次的試題，引導學生去思考，讓學生進行獨立改正，組內解答，從被動轉向主動，使每一名學生都有成功的體驗。

②同修任務：要求每位學生在任務單上自行完成，填好小組序號和姓名，組內核對后選一名同學的答案在教師發(fā)起收集圖片功能后由操作員上傳。由1、2、3小組互評，4、5小組互評。每位學生進行批閱指定小組答案，互評結束每組的匯報員匯報各自小組批閱的情況。教師對匯報進行總結，發(fā)表教師觀點，對知識點做升華。

設計意圖：讓學生學會自主探究學習，讓他們通過自己的思考來形成團隊協(xié)作的精神，讓不同的意見能夠順利地表達出來。

③實踐任務：學生運用電子書包環(huán)境中所提供的工具進行獨立操作，用所學知識解決任務單中的生活實踐問題，探究結束后，組內交流各自的觀點匯總到記錄員，由匯報員進行小組匯報。

設計意圖：此環(huán)節(jié)讓興奮點各不相同的學生都平等、愉悅地參與到實踐中，發(fā)揮各自的思維，將課上課下以活動的形式連接起來，形成一個直觀操作的、現(xiàn)實的、有趣的實踐活動，讓學生在腦、眼、手互動的同時個性思維隨之發(fā)展。

④評價任務：要求學生根據(jù)前面任務的完成情況進行投票。

設計意圖：在及時評價后設置統(tǒng)一評價，讓學生自己設定標準，有利于突出學習過程的個性化，解決策略的多樣化。

⑤小結任務： 學生各抒己見，談收獲。

設計意圖：使數(shù)學知識系統(tǒng)化，讓學生的個性得以張揚。