基于智慧課堂的小學數學教學應用研究

向麗華

摘 要 全球信息化背景下，各個國家都在努力的推進本國的教育信息化進程。智慧課堂應運而生，為小學數學教學提供了良好的互動平臺。小學數學教師應緊跟嶄新的信息化技術時代，掌握新的教學平臺，充分了解新技術手段與教學設計重新整合、運用。從課前、課中、課后三個通用環節設計出小學數學的教學策略并進行實際運用和修正，為提升小學生數學能力做出積極的教育改革。

關鍵詞 智慧課堂 小學數學 教學設計

中圖分類號：G623.5 文獻標識碼：A

1教育信息化背景下的智慧課堂需求

全球信息化背景下，世界各國都在努力的推動本國的教育信息化進程。目前我國對教育信息化促進教育變革的問題也越來越重視，2010年10月，我國制定并頒布了《國家中長期教育改革與發展規劃綱要（2010-2020年）》，在《綱要》明確提出：“信息技術對教育發展具有革命性影響”。同時，我國將信息化推動教育教學改革納入了《中華人民共和國教育法》，提出：“國家推進教育信息化，加快教育信息基礎設施建設，利用信息技術促進優質教育資源普及共享，提高教育教學水平和教育管理水平。”教育信息化的快速發展，課堂教學需要得到變革、創新，在這樣一個背景下，智慧課堂應運而生，使得智慧課堂、智慧學習成為當前教育信息化研究的熱點。

新時代科學技術的騰飛，人工智能、云計算、大數據等先進技術的出現，為智慧課堂的出現提供了十分豐富的機會。智慧課堂往往以建構主義學習理論為指導思想，是一種基于動態學習數據分析的新型信息化的教學服務平臺，是一種“云、網、端”結合應用的新型信息化課堂模式。智慧課堂在資源推送、教學設計、交流反饋等方面實現了數據化、智能化，是一場教學方式的全新變革。

2智慧課堂概述

2.1概念

唐斯斯、楊現民等在《智慧教育與大數據》中提出：智慧課堂是開放的課堂，是深度交互的課堂，每個學生都擁有一部智能學習終端，內置豐富的資源，并無縫對接云平臺。

謝幼如教授在愛課堂網上開過一門課《智慧課堂教學》，此課程將智慧課堂定義為：智慧課堂是以培養具有高智能和創造力的人才為目標，依賴于大數據、學習分析等技術，實施學情診斷分析和資源智能推送，開展“云+端”學習活動與支持服務，進行學習過程記錄與多元智能評價的新型課堂。

李祎在《基于電子書包的小學數學智慧課堂構建方法及支持工具研究》中提出：智慧課堂是指充分利用信息技術手段所構建的高質高效課堂。

目前大多數小學的硬件設備還未充分完善，但具備了基本的的技術硬件設備，從智慧課堂的現有水平出發，智慧課堂能依據教學理論和教學模式，合理有效地應用信息技術，在一定程度上克服傳統課堂的弊端，對開展互動課堂和發展學生的高階思維能達到較好的教學效果。

2.2智慧課堂研究綜述

關于智慧課堂，學術界的研究主要集中以下幾個方面：智慧教育、智慧校園、智慧教室、智慧學習、智慧學習環境、智慧課堂。

關于智慧教育，祝智庭、賀斌的《智慧教育：教育信息化的新境界》一文對智慧教育做了詳細的闡述。首先對智慧與智慧教育的溯源、概念做了詳細的介紹，在文中提出教育信息化需要智慧與創新，分析了我國教育信息化建設存在的一些問題，從而提出了“智慧教育作為教育信息化的新境界”，最后指出了智慧教育面臨的機遇與挑戰。

關于智慧校園，陳琳、王蔚等對智慧校園的智慧進行了本質探討。在《智慧校園的智慧本質探討》一文中，作者對我國智慧校園研究與建設進行了現狀分析，對智慧校園“智慧缺失”的原因進行了分析，并從從智慧時代的高度、智慧教育的視角探討智慧校園的智慧本質，最后提出了彰顯智慧校園智慧本質的建設策略。

關于智慧教室，黃榮懷、胡永斌等在《智慧教室的概念及特征》一文中提出了智慧教室的“SMART”概念模型，可概括為內容呈現（Showing）、環境管理（Manageable ）、資源獲取（Accessible ）、及時互動（Real-time Interactive ）、情境感知（Testing）五個維度，并提出了三種典型的智慧教室：“高清晰”型智慧教室、“深體驗”型智慧教室、“強交互”型智慧教室。

關于智慧學習，陳琳、王蔚在《智慧學習內涵及其智慧學習方式》一文中指出：智慧學習是人類為適應和推動社會發展的新型學習，由創新學習、聯通式學習、跨界跨學科學習、新型主動式學習、新型國際化學習、泛在學習等多種學習方式構成。

關于智慧學習環境，黃榮懷、楊俊鋒《從數字學習環境到智慧學習環境》中提出了五種典型的智慧學習環境：支持“個人自學”的智慧學習環境、支持“研討性學習”的學習環境、支持“在工作中學”的智慧學習環境、支持“在做中學”的智慧學習環境，支持“課堂學習”的智慧學習環境。

3基于智慧課堂的教學設計——以“雨課堂”為例

為方便提供一個智慧課堂的教學設計模式，基于智慧課堂的教學設計可按照常見的教學步驟分為課前、課中、課后三個環節來進行設計。

3.1課前預習——學情智能診斷

對于傳統課堂，學生進行課前預習的資源，大多限于課本教材以及教師給學生布置的學習任務。網絡發達的時代，學習資源琳瑯滿目，但是對于小學生來說，如何利用網絡選擇適合的資源是一件困難的事情。小學生在自主學習中，會遇到很多的困難和不解，常常由于問題得不到及時解決，導致了很多學生學習積極性受到打擊。對于教師來說，在進行備課過程中，無法對學生的學情進行深入分析，大多只是憑借直觀感受，因此，在進行教學設計中只能進行一步步假設，而不能快速做到對癥下藥。

對于智慧課堂，教師利用信息技術，能夠很好的解決這一系列問題。教師首先制作好提供學生進行預習材料，然后通過信息技術手段將材料推送給學生，學生通過智能終端完成學習任務并提交給老師，此時，教師依據技術手段對學生的學習情況進行智能診斷，從而促使教師更好的教。

以“雨課堂”為例，教師應提前準備好教學資源，如微課視頻、預習題等，通過“雨課堂”推送給學生，學生通過手機終端（微信）進行學習。當學完成預習的任務后，即可看到自己的排名、所用的時間以及答對的數量。“雨課堂”另外一個交互的功能“報告老師”，學生通過此功能將預習中遇到的問題，反饋給老師，老師根據學生提出的問題對自己的教學進行一定的調整。對于急需解決的問題，教師可以通過微信聊天或者班級微信群，及時對學生做出相應的指導。在教師端可以及時了解到學生的學習情況，通過學生的瀏覽記錄，教師可以知道有學生是否進行了預習。同時教師端會自動統計學生的預習所花的時間和每位學生具體的答題情況，這些數據為教師的針對性講解、個性化指導提供了重要依據。

3.2課堂教學——學習互動

3.2.1交互、游戲

建構主義認為，學習者在面對新事物、新知識的學習過程中，都是在原有知識基礎上主動建構自己的知識體系，在學習過程中更強調主動合作交流，溝通協作共享去完成學習任務，并且學習是在特定場景中進行的，在實踐活動中學習，親身參與體驗的過程中理解知識。 2014 年《地平線報告》談到“未來2到 3年游戲和游戲化將走進課堂”。

對于小學生而言，游戲是他們的天性，在教學中涉及游戲要素必能吸引學生的興趣，而且能夠創設真實的學習情境。利用游戲的方式來進行小學教學，它的面向對象為 6到14 歲的兒童，恰好滿足了小學生感知、注意和思維能力發展的認知特點。對大多數小學生而言，數學本身就是單調而乏味的學科，再加上傳統課堂里枯燥的教學內容，會逐漸降低小學生學習數學的興趣和主動性。

在《三角形的三邊關系》這一內容中，教師可以通過交互小游戲游戲進行導入。教師課前設計好游戲并在上課前發到學生的智能終端。該游戲叫“警察抓小偷”，警察通過定位系統，發現小偷躲在火車站。從警察局到火車站有三條路可到達，第一條路與第二條路恰好圍城一個三角形，第三條路與第二條路也恰好圍城三角形。學生無論選擇哪條路線，后臺會自動計算所花時間，并在到達終點時提示學生。通過游戲親身實踐，學生得知走哪一條路警察最快抓住小偷。

教師運用信息技術制作小游戲并通過雨課堂學習平臺發送到學生的智能終端，教師通過游戲創設問題情境導入課堂，讓學生與游戲能更好地互動，實現學生與知識的“開放式”交互，無形之中提高了學生的學習熱情。

3.2.2互動、課堂

本研究認為，在智慧課堂的關鍵在于利用技術創建良好的互動課堂，互動課堂教學有利于學生主動性和創造性的培養。在傳統課堂中，師生之間的互動主要體現為教師口頭提問，學生舉手回答，或者學生共同回答。在智慧課堂中，學生能夠自主使用智能終端，利用網絡進行資料搜尋，完成學習任務。對于學生學習中存在的問題，教師能夠即時反饋，及時評估，有利于師生之間的互動。同時，利用智能終端，學生之間可以共享學習資源，學習成果等，很好的體現了學生之間的生生互動。

在“雨課堂”學習平臺中，教師在課上可以開啟“彈幕功能”，在必要時允許學生提出問題或者回答問題，并投放到大屏幕上。教師還可以通過微信小程序，創建提問系統，學生通過掃描二維碼進入，在課堂上，學生可以隨時提出自己的不解，教師可以收到學生的問題。對于小學生而言，這兩個功能操作簡單，學生只需將文字輸入到相應的方格內并點擊提交即可。

3.3課后練習——個性化輔導

眾所周知，傳統課堂的弊端之一在于，學生的作業很難得到教師及時的反饋。在預習中已經提到“雨課堂”平臺的功能，由此，教師仍可以通過雨課堂的功能，向學生推送課后練習，并且教師能夠及時了解到，學生完成作業的情況。教師可以通過微信等通訊手段，向學生或者家長及時反饋情況，從而對學生進行個性化的指導。

除此之外，教師還可以自制微信公眾號平臺，依據學生課前預習和課堂學習情況發布針對性的布置作業任務，基于微信公眾平臺智能推送個性化課后練習。

4智慧課堂的小學數學教學應用案例設計：以《三角形三邊關系》為例

面對小學生的學習特點，遵循小學數學的學科特點，結合智慧課堂的教學設計常用模式，運用智慧課堂平臺資源推送、教學設計、交流反饋等智能化教學功能，以小學四年級的《三角形三邊關系》為例，進行了課前、課堂、課后三個環節的教學活動設計。

4.1課前

教師熟悉智慧課堂教學平臺，滲透智慧課堂教學相關理論，并掌握以下技能：如何利用智慧課堂的平臺對學生的學情進行智能化、個性化診斷？如何利用智慧課堂的平臺推送微課、練習等學習資料給學生？如何利用智慧課堂的平臺布置作業給學生？如何利用智慧課堂的智能化分析功能對學生的學習情況進行分析和總結？

4.2課堂

以創設情境、教學內容、教師活動、學生活動、設計意圖等幾方面進行思考和設計，可為五個環節：

（1）創設情境：設計一個“警察抓小偷”的游戲作為導入，教師向學生智能終端發送游戲，學生先體驗游戲，然后思考為何第二條路線最近且與三角形三邊有什么關系？游戲導入和智能交互的設計意圖是充分的吸引學生的學習注意力和學習興趣，從而提高學習效率。

（2）自主探究：“拼三角形”，教師引導學生動手拼三角形，巡視學生的探究情況以及及時查看學生的問題。學生利用智能終端在平臺上自主探究，動手拼“三角形”，并思考三角形三邊有什么關系。教師通過智能答疑系統，及時發現學生存在的問題。自主探究環節，重點培養學生動手能力以及問題意識。

（3）答疑解惑：教師引導學生思考在探究中遇到的問題，對于學生無法解決的問題作出及時回答。學生共同討論問題之后，仔細聽教師講解。師生共同討論問題有利于促進學生的學習主動性。

（4）小組合作：探究“姚明一步是否能跨三米”的假設。教師通過教師端監控各小組探討的進度，并進行課堂巡視，及時調查學生在探究過程中出現什么問題。同時，學生通過智能終端，共同探討并做出解答。最后是展示分享探究成果。在這個環節里，完成提高合作探究能力的目的，通過師生、生生互動，提高教學效率。

4.3課后

課后的主要任務是總結、反饋。首先，教師可以利用智慧課堂的平臺推送微課、練習等學習資料給學生，進行進一步的學習鞏固。其次，教師可以利用智慧課堂平臺反饋問題、作業給學生。最后，教師可以利用智慧課堂的智能化分析功能，對學生的學習情況進行分析和總結，并對學生進行個性化輔導。

（通訊作者：朱藝華）

基金項目：本文為2017年廣西師范大學教育教學改革A類項目《科學與藝術結合的創新創業人才培養模式的長效性探索：創客工作室模式》成果之一。

參考文獻

[1] 李祎.基于電子書包的小學數學智慧課堂構建方法及支撐工具研究[D].長春：東北師范大學，2016.

[2] 陳琳，王蔚，李佩佩，李冰冰.智慧校園的智慧本質探討——兼論智慧校園“智慧缺失”及建設策略[J].遠程教育雜志，2016，34（04）：17-24.

[3] 劉邦奇.“互聯網+”時代智慧課堂教學設計與實施策略研究[J].中國電化教育，2016（10）：51-56+73.

[4] 唐燁偉，龐敬文，鐘紹春，王偉.信息技術環境下智慧課堂構建方法及案例研究[J].中國電化教育，2014（11）：23-29+34.

[5] 黃榮懷，楊俊鋒，胡永斌.從數字學習環境到智慧學習環境——學習環境的變革與趨勢[J].開放教育研究，2012，18（01）：75-84.