“云”在天上，路在腳下，未來已來*
—— “高中數學未來教室”樣態探尋

☉江蘇省錫山高級中學 陳 敏

一、前言

教育教學正在不停地發生著變化：此時此地（教室面授）——此時異地（遠程教育）——隨時隨地（泛在化、個性化學習）.互聯網+教育、云學習已悄然興起，事實上，云學習就是基于大數據、以云技術為支撐的泛在化、個性化的自主學習.在“互聯網+”時代，“高中數學未來教室”首先是基于大數據的云學習，其不僅僅是物理意義上的教室房間，也應當是時空意義上的廣義的教室，即泛在的、云學習的一種教與學的形式.如果說未來教室是硬件環境，那么基于大數據的云學習就是依托這個硬件環境在云學習方面的實踐探索，“物”的環境有了“人”的行為，才能真正實現創新教學環境，變革學習方式的目標.“高中數學未來教室”應具備怎樣的特質，將怎樣建設，又將怎樣基于大數據進行高中數學的教學與評價呢？這些問題都擺在我們面前，亟待解決，對此，我們做了一些探索.“云”在天上，路在腳下，“高中數學未來教室”，未來已來！

二、“高中數學未來教室”的特質

教育教學理論和學生的認知規律告訴我們，教育要以生為本，倡導自主學習與主動建構，倡導個性化深度學習，而這些隨著信息技術的發展，又是基于大數據“云”的，因此“高中數學未來教室”應當具備這些特質：“四動”體悟自主學習、指向核心素養的深度學習、個性化和多樣化的學習、大數據云學習.

1.“四動”體悟自主學習

“四動”是指學生的數學學習要動腦想—動口說—動手寫—動情享，努力做到動腦想，想得明白；動口說，說得清楚；動手寫，寫得規范；動情享，享得愉悅.體悟學習，“體”是指體驗、體察、體會，強調學生學習的親歷性和過程性；“悟”是指領悟、感悟，強調學習要產生個人意義.“體”是方法和過程，“悟”是結果和目的，以“體”得“悟”.

“四動”體悟學習使學生在學業與學術、品性與品位、適應力與勝任力等方面充分而均衡地發展變化，學生動腦想—動口說—動手寫—動情享的“四動”體悟學習是真正意義下的自主學習.“自主學習”這一范疇本身就昭示著學習主導自己的事情，自主性是學習的本質屬性.學習的自主性有自立、自為、自律三個特性，自立性即每個學習主體都具有自我獨立的心理認知系統，學習是其對外界刺激做出的反映結果，具有自己的獨特方式和特殊意義.自為性即學習主體將學習納入自己的生活結構之中，成為其生命活動中不可剝落的有機組成部分.自為學習本質上就是學習主體自我探索、自我選擇、自我建構、自我創造知識的過程.自律性即學習主體對自己學習的自我約束性或規范性.它在認識領域中表現為自覺地學習.自立性是自主學習的基礎，自為性是自主學習的實質，自律性則是自主學習的保證.這三個特性都說明了同一個觀點：學習歸根結底是由學習主體自己主導和完成的.

2.指向核心素養的深度學習

數學核心素養是數學課程目標的集中體現，是具有數學基本特征的思維品質、關鍵能力以及情感、態度與價值觀的綜合體現，是在數學學習和應用的過程中逐步形成和發展的，是可以帶得走（可遷移）的、真正屬于學生自己的、終身受益的品質與素養.指向核心素養的深度學習（Deep learning）是當前國內外教學改革的重要潮流，旨在克服學習中存在的表層學習（Surface learning）現象.深度學習至少要有以下幾個特征：首先，深度學習的學習狀態必須是聚精會神的、全心投入的；其次，深度學習的學習過程是基于深入理解的，經歷對學習內容的了解——理解——見解的逐步深入的過程；再次，深度學習一定是學習者的切身體驗、反思感悟與調整改進；最后也是最重要的一點，深度學習的結果和經驗是可以遷移的，是可以在新情境下解決新問題的，這也是深度學習的主要評價標準.

對于全神貫注、深度理解、介入真實情境解決新問題且具有反思感悟性特點的深度學習，即便學習的內容在若干年以后都忘記了，但是這種學習的過程、研究問題的方法、深度思考與反思感悟的習慣都是具體知識內容忘記之后還留給我們的，這就是可以帶走（可遷移）的、真正屬于學生自己的、終身受益的核心素養.

3.個性化和多樣化的學習方式

個性化學習是指以反映學生個性化差異為基礎，以促進學生個性化發展為目標的學習方式，為學生量身定制的不同于他人的學習策略和學習方法，使其有效的學習.有了個性化的學習，就產生了多樣化的學習，多樣化的學習就是學生綜合調動各種感官，采取多種方式的有效學習，即動腦想，想得明白；動口說，說得清楚；動手寫，寫得規范；動情享，享得愉悅.包括探究性學習、合作學習、體驗式學習、微格學習、體驗感悟式學習、實踐性學習、項目式學習、STEM式學習、任務驅動型研創式學習等等，這些個性化、多樣化的學習方式都是具有“四動”體悟特征的自主學習和深度學習.

4.大數據云學習

云學習就是基于大數據、以云技術為支撐的，在云計算（Cloud computing）環境中進行的泛在化、個性化的自主學習.云學習具有互動探究、開放式泛在化、自主個性化、可持續發展等特色.大數據云技術為個性化和多樣化的以學習者為中心的自主學習提供了強有力的技術支撐和技術保障.而云學習本身也是一種以學習者為中心的自主學習方式.

三、“高中數學未來教室”的建設：“人”“物”“境”三管齊下

“高中數學未來教室”的建設要“人”“物”“境”三管齊下，“人”是第一位的，教育者的價值理念決定了價值取向，價值取向決定了教學行為，所以“高中數學未來教室”的建設首先是“人”的建設，即教育價值追求、教師專業信念、教師專業技術等方面的建設.接下來就是“物”的建設，沒有物的硬件支持，美好的教育價值追求只能是一句空話，只能是飄在天空中的美麗云彩.“人”與“物”的交流互動，就構成了“境”，美好的教育價值追求在“人”與“物”的交流互動的環境下才有可能落地生根、枝繁葉茂、碩果累累.下面以江蘇省錫山高級中學為例說明.

1.“人”的建設：專業信念、專業技術、專業社群、行動研究多方推進

關注“江蘇高中數學未來教室”中人的培養，也就是在未來教室中的教師所應該具備的專業理論素養與實踐能力，可以從以下幾個方面著手.

（1）關注專業信念：讀書是推進教師學習教育教學理論的最好方式，使讀書成為教師專業生活的一種方式，開展讀書活動，努力培養終身閱讀的習慣.深刻領會數學學科的精神，樹立勇于質疑、善于思考、嚴謹求實的科學精神，全面認識到數學的科學價值、應用價值、文化價值和審美價值，落實“以德樹人”的根本任務，踐行“學科育人”的價值追求.

（2）提升專業技術：激發教師學習新技術的熱情，開展SEEWO智能觸屏、超級幾何畫板、云教育技術、匡園深學系統等各種崗位技能培訓，嚴格考核要求，提升教師的專業技術水平.

（3）建立專業社群：在興趣的基礎上，本著自愿的原則，建立專業社群，相互交流，共同成長.如借助于學校的無線網絡，學校部分教師自發進行了基于手機、同頻器等輕裝備的教育教學研究并建立了“輕裝備”專業社群.再比如部分信息技術與通用技術、物理、化學、生物與數學等多科教師打破學科本位，嘗試建立重實踐跨學科教學的STEM專業社群.

（4）開展行動研究：結合課題研究與項目創建，如江蘇省教育科學“十二五”規劃重點資助課題“高中數理化‘云基·自助式’學習的實踐研究”（課題批準文號：B-a/2015/02/080）和江蘇省基礎教育前瞻性教學改革實驗項目：“江蘇高中未來教室——創新學習環境促進學習方式變革實踐探索”，歷時十余年，在教學目標敘寫、課標分解、評價設計、理解教學、體悟教學、深度學習等方面做了實實在在的行動研究，真正落實在教學中研究，在研究中教學，力圖解決教育教學實踐中存在的真問題，做真研究.

2.“物”的建設：整體設計、分步實施、逐步到位

通過數字化信息采集系統采集學生的學習數據，基于數據的教學，極大地提高了教學的針對性，使個性化教學得以實現.多媒體設備更新換代，所有普通教室、功能教室、實驗室等教學場所全部更換為全媒體SEEWO一體機，大大提高了課堂教學的效益.大數據教學系統在全校進行推廣應用.

3.“境”的建設：大數據云學習教室、深學智慧教室主體架構“江蘇高中數學未來教室”

（1）大數據云學習教室：探索教學的實時互動反饋

云教室是“江蘇高中數學未來教室”建設的重點學習空間環境.在大數據云學習教室環境下，學生或自主個性化深度學習，或與他人（教師和同學）實時互動、合作交流，真正推進了“互聯網+”下的學習環境創新，探索了教學的實時互動反饋，實現了學習方式和評價方式的變革.

（2）深學智慧教室：“匡園深學”系統初見成效

“匡園深學”系統的主要硬件由教師端（安卓平板）、授課端（教室一體機）、學生端（安卓平板）構成.教師應用瀏覽器進行備課、命題，應用平板批改作業、分析學情.教師備好課后在網上發送到授課端，教師在教室的電腦上利用客戶端打開課件直接上課，在上課過程中與學生端實現實時互動.

四、“高中數學未來教室”教學實踐探索

“高中數學未來教室”有了“人”“物”“境”的建設，接下來就要進行教學改革實踐探索，盤活“人”、“物”、“境”，實現學生學習效果的變化.下面以基于云數據證據的教學評價為例，說明大數據云學習教學改革的實踐探索.

在教學評價中，如何便捷地、實時地、準確地獲取學生學習證據，并作出課堂調整，布置基于證據的課堂作業是個難題.在云技術支撐下，可以通過點陣數碼點陣筆獲取證據，通過平板電腦對數據進行實時處理并反饋給任課教師，在借助大數據系統進行作業個性化定制，最后由云平臺進行課后個別輔導.整個流程是技術化的、實時化的、個別化的，有效地突破了教學評價技術瓶頸.

傳統作業批改老師基于學生的紙筆練習，老師逐個批改作業，統計學生作業錯誤，要花費教師不少精力，如果要對每個學生一段時間的作業情況進行跟蹤統計，那么要花更多的時間和精力，我們可以在極課大數據云技術支撐下進行練習的個性化定制和評價.極課大數據是一套學業采集與學情追蹤的反饋系統，它以常態化學業信息（作業或考試）采集存儲和集中式動態學業檔案管理為基礎，通過掃描儀或拍照進行圖像識別，然后將圖象上傳云端，通過云計算技術，大數據分析，結合先進的IPH適應性教學模型來提升教學效益，使教學管理物聯化、智能化與移動化.例如，學習了蘇教版高中數學（必修2）《圓的一般式方程》后，批改作業時在每題相應得分框內用紅筆標記，教師利用極課大數據系統掃描答題卡后上傳云端，云計算即刻形成數據統計報告，教師的智能手機通過云端就能顯示班級學生成績、每個題得分優、良、中、差的比例以及得各等第的學生名單，如點擊11題“差22.92%”框，則會顯示10位錯誤學生的姓名（如圖），課堂上教師可根據智能手機上顯示的典型題錯誤學生名單讓學生分析求圓方程的錯誤原因，還可以進行年級各班均分統計比較、每題正確率統計比較、每個學生追蹤分析，形成班級和個人的錯題報告，課堂上有針對性的重點分析講解，學生也可以根據個人需要在云端下載錯題，進行糾錯訂正.

五、結束語

“高中數學未來教室”建設的基本出發點和落腳點是以學習者為中心，創新學習環境、變革學習方式，讓學習方式轉向自主化、個性化、多樣化、泛在化，發生指向核心素養的深度學習，提升可以帶得走（可遷移）的、真正屬于學生自己的、終身受益的核心素養.為此，我們正在路上，“云”在天上，路在腳下，“高中數學未來教室”，未來已來！