智能互聯環境賦能小學數學教學方式創新

江 紅

（福建省南平市武夷山市余慶小學，福建南平 354300）

引 言

2017 年《國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》中指出，實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程。2018 年教育部辦公廳發布《關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》，強調“推動教師主動適應信息化、人工智能等新技術變革，積極有效開展教育教學”。自此，“人工智能+教育”的相關研究快速發展。在中央電化教育館-英特爾“智能互聯教育項目”2019 年度課題“基于智能環境的高效課堂構建策略研究”（立項號：191101）的引領下，課題組借助智能互聯環境進行教學實踐和探索，深入持續地開展了課題研究。下面，筆者就以小學數學教學為例，談談智能互聯環境賦能教學方式的創新。

一、“在線導學”賦能混合式教學

隨著教育信息化的深入，混合式教學得到越來越多的關注，它提倡將傳統教學與數字化教學優勢互補[1]。課題組利用“潛能在線—在線導學”系統創新混合式教學模式，更好地提高教學效果。模式范式：課前——自主學習，自學反饋；課中——任務驅動，混合探究；課后——延伸拓展，生活應用。

例如，北師大版五年級“展開與折疊”的實踐課例。（1）課前——自主學習，自學反饋。教師設計“展開與折疊”在線自學卡，向學生推送兩個學習資源和一個前置學習任務單。學生登錄自學卡的導學點，觀看微課和視頻課程資源，完成前置學習任務。師生通過查閱預習成果，進行互動評價。教師梳理、整理出典型問題，并將問題系列化導入“問題庫”，推送給學生討論解決。（2）課中——任務驅動，混合探究。教師設計“展開與折疊”在線探究卡，從“查閱狀態”反饋“調查生活中的包裝盒、發現它們特征、展開正方體并進行分類”課前任務單，學生匯報個性化的自學成果。教師從“問題庫”提取疑問引導探究。首先，學生根據問題選擇分組討論；其次，利用電子白板舉例和演示正方體沿棱剪開后11 種平面展開圖及4 個類別；再次，學生動手操作，分享將不同的平面展開圖折疊成正方體的方法；最后，在“我說你猜”的互動游戲中互換角色描述立體圖形的特征，充分體驗正方體展開與折疊的關系。（3）課后——延伸拓展，生活應用。布置線上作業，上傳到探究卡的答題點。①用所學知識制作小燈籠，并拍成圖片；②補充完善“我的發現”思維導圖。

該模式推廣以來，學生逐漸養成預習的良好習慣，他們可以通過自主探究，發現和解決學習中的一些新問題。該模式賦予學生更多的自由，把知識傳授的過程放在課外，把知識內化的過程放在課內，學生不僅學得好，而且學得快樂。教師根據學生的預習情況有針對性、有層次地啟發、點撥、激發學生積極思維，使之達成學習目標，課堂上更多的是讓學生去交流、實踐、碰撞……學生在師生互動、生生互動、平等交流、教學合一中得到鍛煉和提升。

二、“智能筆”賦能思維可視化教學

近年來，思維可視化逐漸引起了教育界的廣泛關注，思維可視化教學將思維可視化技術與學科教學實踐進行深度整合，它變傳統的“知識灌輸型”教育為“思維發展型”教育。課題組應用“夢筆智能—智能筆”創新思維可視化教學模式，大大提升了教學效能。模式范式：課始——展示生成，發現問題；課中——質疑探究，理解運用；課末——小組協作，即時反饋。

例如，北師大版三年級“分一分（一）”的實踐課例。（1）課始——展示生成，發現問題。學生用智能筆畫出表示整體“1”的實物，接著將整體“1”實物進行切分。教師分享學生分割整體“1”可視化的學習軌跡，使學生發現平均分和不平均分的差異，引發他們對分數的初步認識。（2）課中——質疑探究，理解運用。首先，學生借助智能筆在基礎平面圖形上畫出1/2、1/3 等，能投射他們正確和錯誤畫法的思維過程，促使學生討論交流、思維碰撞，強化他們對分數的認知；其次，學生用智能筆動手設計一個美麗的轉盤，并說明設計思路；最后，學生完成“分一分（一）”的檢測練習，并通過智能筆自動校驗，學生及時糾錯。（3）課末——小組協作，即時反饋。總結收獲，小組合作創作認識分數的思維導圖，通過反饋及時調整知識構建。

該模式推廣以來，學習過程完成了“現實空間—圖形空間—邏輯空間—創造空間”的轉換，抽象化思維過程變成可視化。特別是思維導圖可以隨著知識的增多而不斷地得到豐富及美化，學生習得的越多，在思維導圖上就能呈現出越豐富的內容。學生愛上了用思維導圖分析問題的新方法，并且很多學生能對學科的知識點進行文圖轉換、歸納總結，提高了他們的學習效率。

三、“在線診斷”賦能教學質量評測

教學質量跟蹤監測與評估既是督促學生學習的手段，也是考查教師教學效果的方式。它幫助教師及時調整在線教學策略，并在此過程中探索出適合的經驗策略。課題組運用“虛擬考場—在線診斷”創新質量評測模式，讓教學的實效可測可控。模式范式：課前——預習檢測；課中——即時檢測；課后——作業檢測。

例如，北師大版一年級數學“認識圖形”的實踐課例。（1）課前——預習檢測。在“在線診斷”布置兩道和教學相關的填空題：①請說出立體圖形的名稱；②這些“腳印”分別是誰留下的？學生提前五分鐘登錄平臺答題，系統快速地檢測到學生的預習情況和學情基礎。（2）課中——即時檢測。利用“在線答題”功能，以選擇題的形式對課堂教學的重點內容進行檢測。①數一數，各有幾個這樣的立體圖形？②搭積木的時候通常把哪種立體圖形放在最下方？教師對課堂教學效果進行即時反饋，及時發現學生的錯誤，并對有針對地進行解答和講評。（3）課后——作業檢測。課后布置兩道“圖畫題”來檢測學生知識掌握的情況，一個是繪制立體圖形思維導圖，另一個是在日常生活中應用立體圖形特征的實例和蘊涵立體圖形的建筑圖片，找一找，描一描它們的樣子。教師進行批閱，優秀學習成果還可以與其他同學共享。

該模式推廣以來，學生可以了解自己本堂課的學習效果，發現自己在學習過程中存在的問題，進一步調整自己的學習策略，使學習效果最大化。而對于教師而言，評測系統通過自動批改，形成可視化學習成像圖表，并根據評測的結果做出數據分析，便于教師觀測學生的學習情況，督促他們進行高效的學習，及時了解他們在學習中存在的問題，并給予學生有針對性的教學輔導，使課堂教學更具時效性。

結 語

身處教育信息化2.0 時代，受惠于智能互聯環境所賦予的強大能力和動量，廣大教師可以借助創新混合式教學、思維可視化教學、教學質量評測的方式，優化課堂教學資源配置、突破學習時空限制、適應學習個體差異、滿足個性化學習需求、促成教學方式和學習方式轉型。我們相信，伴隨著“人工智能+教育”應用的不斷研究和實踐、教與學效率的不斷提高，智能教育最終會促進師生共同發展，培養滿足時代需求的人才[2]。