運用“5G”技術培養中職生的數學核心素養初探

趙清

[摘? ? ? ? ? ?要]? 中職生數學成績普遍不太理想，數學核心素養不高已經成為不容忽視的難題，傳統的教學模式很難在短時間內提升他們的數學核心素養，從“5G”時代下高科技產物的應用著手，探究“5G”技術對培養中職生數學核心素養的幫助。

[關? ? 鍵? ?詞]? “5G”;中職生;數學;核心素養

[中圖分類號]? G715? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）24-0190-02

由于綜合性的原因導致中職在校生數學核心素養普遍不高，如何提高中職生數學核心素養成為中職教育的必要課題，隨著“5G”技術的發展和成熟，新時代下如何運用高科技解決現實中的問題成為我們必須思考的課題，那么“5G”與中職教學到底有何關系呢？

一、“5G”時代的到來

要想探究如何運用“5G”技術培養中職在校生數學學科的核心素養，我們要搞懂什么是“5G”技術以及“5G”技術的應用和它能給我們帶來什么。21世紀前20年，科學技術突飛猛進，社會已經完全進入互聯網時代;2019年初，一個令人振奮的勁爆消息傳來，“5G”技術已經趨于成熟，并初步運用到了多個國家級項目內中。

（一）“5G”技術

百度百科中對“5G”的釋義為：“5G”網絡是第五代移動通信網絡，其峰值理論傳輸速度可達每秒數10Gb，比4G網絡的傳輸速度快數百倍。舉例來說，一部1G的電影可在3秒之內下載完成。由此可見，“5G”的核心：一個字“快”，給用戶帶來更快更高的帶寬速率，具有可靠更低的時延，還有就是網絡容量大，可實現海量機器類通信網絡連接，使萬物智慧互聯成為可能。比如，“5G”鷹眼業務、“5G+VR”直播應急指揮/直播業務、“5G+無人機”巡檢業務、“5G+AR”個性化輔助講解業務、“5G+AI”分享社交業務、“5G+傳感器”的環境參數采集業務等。

為了增強用戶體驗，如，現有的“VR”技術，這種技術能夠創新和體驗虛擬世界的計算機仿真技術，利用計算機圖形技術、仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種科學技術生成一種交互式的三維或多維信息動態視景，通過網絡傳輸，其實體行為的仿真系統能夠使用戶身臨其境，沉浸到所屬環境之中，且具有與環境完善的交互作用能力。

（二）“5G”技術的應用

目前，“5G”技術已經初步應用到一些國家級的項目中，例如中國聯通為雄安新區所準備的“5G+”全域智慧旅游項目以及為冬奧會所做的“聯通5G，賦能智慧冬奧”項目，無不是將“5G”技術傳播速度快、體驗性強的特點充分發揮和展現出來，尤其是在雄安新區智慧旅游項目中更是針對學校、機關，無法大批量組織人員到達現場時，可以通過遠程方式進行沉浸式體驗，學習景區相關歷史和紅色教育。

二、數學核心素養

要想探究如何運用“5G”技術培養中職在校生數學學科的核心素養，我們要搞懂什么是數學學科的核心素養。

（一）數學核心素養概述

數學核心素養是指學生在接受相應學段的教育過程中，逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的數學思維品質與關鍵能力。

1.數學抽象：舍去事物的一切物理屬性，得到數學研究對象的思維過程。簡而言之：“去具象，變符號。”因此，中職生不僅要學習已有的抽象形成的數學知識，還要學習抽象概括為知識的方法。

2.邏輯推理：從一些事實和命題出發，依據邏輯規則推出一個命題的思維過程。簡而言之：“歸納、類比和演繹、推理。”

3.數學建模：根據實際問題來建立數學模型，對數學模型進行求解，然后根據結果去解決實際問題。換言之：“發現并提出問題、分析問題、構建模型，求解結論，驗證結果并改進模型，最終解決實際問題。”數學建模是數學應用的重要形式，是解決問題的基本手段和推動數學進步和發展的原始動力。

4.直觀想象：用幾何構建形與數的關系，體現了數形結合的重要思想，是培養創新思維的基礎和基本要素。

5.數學運算：數學運算是取得數學結果的主要手段，是邏輯推理素養中演繹和推理的一種形式，更是數學活動的基本形式。同時數學運算還是計算機解決問題的基礎和實現人工智能的根本和先決條件。

6.數據分析：數據分析是數學與計算機科學相結合的產物，是現代人工智能的基礎，也就是說，人工智能是大數據分析的輸出和產物。

（二）中職生數學核心素養調研

職業教育是我國現階段教育體系中一個較為特殊的類型，與普通高中相比，生源同為初中生的中職院校，在生源質量上可能要相差很多。雖然近年來國家加大了對職業教育的扶持力度，但是受到家長傳統思想的灌輸和當前社會就業特點的影響，質量較好的生源大多選擇普通高中就讀，這也就導致職業中學在校生的文化素養普遍低于普通高中在校生，在數學這一專業學科尤甚。

經調研，我校機械專業在2018年共招三年制、五年制學生共95人，生源為當地應屆初中畢業生，中考總分平均分322分，普高最低錄取分數線為495分。其中中考數學總分150分，數學平均成績43分，由此可見，2018級我校機械專業學生的數學核心素養偏低，其在數學建模和運算、抽象思維、邏輯推理以及數據分析等方面基礎薄弱，這也一定程度上反映出當年中職生數學教育水平的現狀，究其原因，是綜合情況造成的。逝者已去，無法再從過去幫助學生提高，那就要從中職教學中下大力氣，提高學生的數學核心素養。

三、“5G”技術培養中職生數學核心素養初探

（一）“5G”技術與數學核心素養的關系

前文提到：（1）數學運算是計算機解決問題的基礎和實現人工智能的根本和先決條件;（2）人工智能是大數據分析的輸出和產物。那么，“5G”技術恰恰就是通過快速的大數據、云計算進而實現早期人工智能的產物，既然如此，利用“5G”技術反哺數學教學，讓其成為輔助數學教學和學科發展的手段也成為未來數學教育中的一種發展趨勢。

（二）“5G”技術之于數學核心素養的重要性

既然“5G”技術可以作為輔助數學教學和學科發展的手段，那么，如何利用“5G”技術讓基礎薄弱的中職生的數學核心素養在短時間內有所提升是值得研討的一個話題。筆者就自身對“5G”時代淺顯的理解試著研究如何提高中職生的數學核心素養。

1.利用“5G”技術打造學習平臺，提高數學教學效果

前文提到“5G”技術的特點簡言之就是“快”，它的傳播和響應速度可以省去很多不必要的時間，在“5G”時代來臨之時，很多企業都在做的一件事，便是搭建平臺，在平臺中尋找和發布資源，任意搭配，從而形成最優選。在教學過程中也是這樣，由于每個學生的不確定性和中職生普遍學習興趣較差的特點，我們可以通過搭建學習平臺，將教學資源（教師、教材）、專業知識、模型演示，應用高科技、大數據、云計算和人工智能以及“AR”技術，來為學生進行一對一的輔導和交流，可近距離線下約教，也可以遠程無卡頓教學。這種方式打破了傳統強行配比老師和學生的模式，將資源重新分配和整合，由學生通過某一方面核心素養的短缺，有針對性地選擇和配備老師，以達到師生能夠在同一頻道、同一頻率下開展教學。

例如，我在“余弦定理在機械中的應用”教學過程中，借助近年來新型的翻轉課堂教學理念，利用互聯網技術借鑒微型學習平臺，在課前將任務單通過Email發給每位學生，學生利用課前時間學習和研究平臺中的知識，已完成任務單上的學習內容和習題，并依據平臺反饋的數據進一步分析學習效果，及時準備地調整教學重點和教學順序。根據學習效果將學生以特質進行分組，每組3人，針對性地開展教學工作。

在整個教學過程中依托互聯網微型學習平臺，運用微課或一鍵投屏等軟件，整合教學資源，攻克傳統教學過程中的難點，實現了學生自主學習、教師針對性講解、師生互動、分享和開放的學習課堂，利用大數據分析準確地掌握教學效果和學生學習應用情況。

學生在此過程中，參與度高、反饋好、積極性強，并最終牢固掌握所學知識，是學習平臺應用的典例。

2.利用“5G”技術化靜為動，增強學生學習數學的興趣

中職生數學核心素養普遍不高的原因，不排除傳統數學講、教模式的枯燥和無趣，利用“5G”技術，將枯燥的數學概念、建模思維和運算方式更加直觀地呈現出來;用“VR”技術，將虛擬的事物進行呈現，讓學生更加深入地體驗到虛擬現實帶來的沖擊，增強其學習數學的興趣。中職生大多處于青春期，他們除了叛逆以外，正是學習和接受新鮮事物最快的階段，運用“5G”技術，可以將枯燥的事物變得有趣，舉例說明：傳統教學方式下，數學建模多是靠老師的口與手進行呈現，即老師口中講著，手在黑板上畫著，很多中職生由于基礎薄弱并不能快速跟上老師講課的節奏，從而產生枯燥感和厭學情緒，結果只能是越來越糟。

雖然近年來教師在一些公開課中也在不斷引進現代教學技術和工具，例如，幻燈片教學、錄像回放、計算機等手段也取得了較好的教學效果，但隨著科技的進步，利用“5G+VR”技術，可以增強學生的虛擬畫面感。特別在中職數學的立體幾何、解析幾何這兩大板塊的教學中，可以借助此項技術，將幾何圖形的特點等清晰地展現在學生眼前，有助于學生更好的理解。例如，我在講解“三點確定一個平面”時，利用該技術將房門固定需要兩個合頁和一個插銷的畫面虛擬傳輸，讓學生更加直觀地體驗和觀察這一數學概念是如何運用到實際生產和生活中的，并不斷重復演示和回溯，讓學生更加深刻地理解數學建模理念。在講解“利用數學知識求相關圖紙中的基點”問題時，我們借助數控加工技術仿真軟件，學生在課堂中特別投入，更大程度地提高學生學習數學的興趣，而且可以有效避免因為計算等問題產生的零件浪費。利用該技術也能讓每個學生依據自身薄弱的環節進行不斷回溯和重復練習，更加直觀也更加有趣。

3.利用“5G”技術現實增強，激發學生的數學創新思維

“5G”技術的發展直接帶動了“AR”技術的體驗感，通過“5G+AR”模式，可以將已經形成的或已經存在的現實情況進行再次的創新和體驗。中職生的思維比較活躍，但在數學學習中卻不盡如人意，尤其是在數學核心素養——直觀想象方面，大家顯得有那么一點遲鈍，通過“5G+AR”技術，可以實現現實增強。比如我在開展“平面與平面所成角”教學時，利用AR技術將圖形翻轉，給予學生更加直觀的體驗，使學生能更好地找到二面交平面角的位置。此外，在已有幾何圖形的前提下，通過各種虛擬的自由搭配，整合出新的可能性，從而讓學生直觀感受到現實+虛擬帶來的直觀想象成果，不斷激發學生的創新思維，以提高其數學核心素養。

綜上，“5G”時代下，科技的進步讓一切匪夷所思變得可能，尤其是在教學方面，克服傳統教學的難題，利用到中職數學教學方面，結合“5G”網絡的特點，運用“VR”和“AR”技術，有針對性地提高中職生的數學核心素養。

參考文獻：

[1]林崇德.21世紀學生發展核心素養研究[M].北京：北京師范大學出版社，2016：29.

[2]李瀟湘.試探運用多媒體技術培養中職生數學核心素養[J].教師，2018（16）.

◎編輯 張 慧