智慧教室環境下高中數學課堂教學的優化策略研究

摘 要：智慧課堂是在當前我國教育體系不斷發展的前提下，隨著聚焦于教學、聚焦于課堂、聚焦于師生活動教育思想提出以及現代化信息技術媒介的發展而出現的必然結果。各種云計算、大數據技術的應用讓課堂教學過程更加現代化，工具的應用方便地串聯起課堂教學，一些教學軟件也可以將抽象的數學內容通過直觀演示變得直觀可視，而隨著基AR、AI 智能技術的不斷推廣研究，沉浸式的數學課堂也是未來發展的趨勢，本文針對智慧教室環境下高中數學課堂教學問題提出幾點看法和建議。

關鍵詞：智慧課堂；高中數學；課堂教學

“智慧課堂是利用大數據、云計算、物聯網和移動互聯網等新一代信息技術打造的，實現課前、課中、課后全過程應用的智能、高效的課堂”[1]。在教育信息化2.0時代，智慧課堂受到前所未有的關注，在課堂上應用平板電腦，運用廣博的互聯網資源豐富課堂教學，在師生之間搭建起科技、智慧的溝通橋梁，讓師生之間的溝通、互動更加便捷、高效，這都是智慧課堂帶給我國教育體系的新改變。學生的課堂參與度很大程度上決定其最終學習效果，由此，在智慧教室環境下，高中數學教師如何幫助學生深入參與課堂互動、優化課堂教學，這成為當下一線教師普遍關注的問題。

一、智慧課堂的內涵

智慧課堂的定義，基于研究角度不同，結果也存在區別，目前主要有兩類研究視角，一個是從教育角度出發，另一個是從信息化角度出發。前者認為，不能將智慧課堂僅看作是單一的知識輸出和輸入過程，而應將其理解為師生之間智慧、情感的交流融合過程，是師生智慧碰撞、共同成長的過程。從信息化角度講，智慧課堂是借助各種現代化信息技術和手段，以及各種先進的教學工具來達到課堂教學的智能化、信息化?？偟膩碚f，借助信息技術搭建的智慧課堂就是“知識型課堂”向“智慧型課堂”轉變的表現，而智慧課堂仍隨著社會的進步在不斷發展，思想內涵、教學工具與手段也將越來越完善。

二、智慧課堂的特征

（一）資源共享特征

智慧課堂提供的課堂資源非常豐富，教師可基于教學需要、教學對象的接受度來對資源展開分類，讓學生便捷地獲取到符合需求的學習資源。借助多媒體的資源整合能力，實現資源的高度共享。另外，針對不同學生的情況，還可以有偏重地進行內容推送，達到資源的靈活分配，保證學習資源能夠被學生所理解，為學生的學習起到實際幫助作用。

（二）開放互動性特征

在智慧課堂上，教師會關注到每個學生的差異化特征，充分尊重學生的學習主體地位，引導性地推動學生的層次性、漸進性發展。教師的教學目標、方式方法、教學內容與學生的發展是協同統一的，在教學期間，教師也會與學生進行及時、充分的交流溝通，對課堂學習情況進行評價反饋，以掌握學生的學習情況和學習成果，必要的情況下幫助學生及時調整學習狀態，教師在了解學生學習情況的基礎上，也能夠更好地進行自我調整，保證教學目標不偏離、教學節奏適當。

（三）智能數據性特征

智慧課堂的另一典型特征就是智慧化學習，也就是智能數據性[2]。在信息技術不斷更新迭代的背景下，推動教育的信息化變革，將數學教學課堂打造成數字化、信息化的學習空間，實現傳統課堂的深刻轉變，可以說是整個教育體系的顛覆性升級。

三、智慧教室環境下高中數學課堂教學的側重點

高中階段的數學課程主要集合函數、數列、不等式、直線與方程、統計、概率等方面的知識，概念多，內容相對抽象，綜合性強、難度高，再加上高中階段的學習節奏比較快，課后鞏固的時間并不多，所以需要學生有更強的自主學習能力，而智慧教室環境下的高中數學教學模式以下側重點則能夠更好地契合高中階段教學內容和特征：

（一）關注個體差異，體現學生地位主體性

在傳統的課堂教學中，因為學生眾多，教師很難兼顧到每個學生，從而忽略了學生之間的個體需求，只是按常規的大眾化教學模式和內容模板進行常態化教學，解決的也只是宏觀的共性問題，因材施教更是無從談及。智慧課堂的構建，讓學生的主體地位得到彰顯，以學生為中心的教學理念讓教師在課堂上從知識的“灌輸”者變為學生學習的引導者，通過各種現代化信息技術、多樣化資源的利用，為學生做好課堂學習的統籌工作。

（二）摒棄“題?！睉鹦g，體現教學針對性

傳統的課堂教學中，教師講授課本知識后會布置大量習題讓學生及時練習，不少學生因此對數學學習產生排斥心理。智慧課堂摒棄了這種“題海”戰術的教學方式，教學過程強調針對性和趣味性。借助信息技術的支持，教師能及時引導學生調整學習方向、學習節奏等，學生的問題當下就能夠得到解決，不需要為學生安排大量的課后練習，借助云平臺的數據分析系統，教師還能夠對所有學生的學習情況有整體了解，從而讓后續的教學計劃制訂更加科學、精準。

（三）提倡素質教育，體現師生信息素養重要性

教育改革強調素質教育，而素質教育對學生信息素養的提高給予高度重視。傳統的課堂教學存在獲取信息不方便等問題。在智慧課堂中，信息技術的引入幫助解決很多技術、資源方面的問題，網絡上的教育知識、資源廣博，利用先進的技術手段很容易獲取到大量的高質量知識，而且教師的信息素養、信息技術能力也得到提升[3]。

四、智慧教室環境下高中數學課堂優化教學策略

（一）課前階段

智慧課堂的最大改變就是讓學生和教師都能夠“有備而來”地進入課堂。課前，學生會按照教師提供的方向獲取學習資源，以自主學習、合作探究的方式打下學習基礎，教師還會根據學生的學習狀態、學習成果反饋來進行二次備課，對有深度、有價值的問題進行放大討論，過程中不斷滲透數學思想、文化、方法。具體來說，課前準備階段的優化主要把握以下兩個方面：

一是學情分析。與傳統“課堂縮影”形式的導學案不同，智慧課堂的課前自主學習任務簡單、明確，包含學習指南、學習任務、困惑和建議幾個欄目，“學習指南”是對學生的自主學習予以方法和材料方面的指導。“學習任務”是課前自主學習的主要內容，可安排回顧、教材理解、拓展深化、感悟探究等幾個方面，各任務基于教學內容設置精簡問題，包括常規練習、自我改編、數學知識思想方法的總結與感悟等。自主學習任務簡單、明確，改變以往的習題方式，轉而引導學生發散思維、深度思考，任務安排體現出開放性、創造性特征。

例如：《祖暅原理與柱體、錐體、球體的體積》的探究課程中，教師通過學生在通用技術課中自己設計制作的圓柱、棱柱、圓錐、棱錐、半圓和組合體模型，讓學生自行探究制作出作品，判斷學生對本節內容的理解，了解學生有怎樣的學習基礎，既能迅速抓住學生的興趣點，可以吸引學生的注意力[4]。

二是對教材的二次開發和二次備課。學生在完成自主學習任務單之后，經由反饋系統將結果反饋給教師。系統對客觀題進行批改并對結果進行分析，分析內容包含作答率、正確率、作答時間等，對這些內容進行基本判斷，主觀題由教師審閱，為每位學生標注點評反饋，或以微課的形式來為學生解答，在了解學生的知識基礎與學習困難點后，教師可進行二次開發和二次備課，對教學目標、方法、教學內容和過程進行調整、重構，屬于先學后教，以學定教的方式[5]。

例如：《祖暅原理與柱體、錐體、球體的體積》的探究課程中，針對教學主題對學生進行基本的了解和互動之后，教師就可以根據學生的情況來二次備課，設定教學目標，調整教學方法和教學內容，制訂出更加科學的教學計劃。

首先，教師可引導學生回顧柱體、椎體、球體的體積公式，之后順著學生的回憶，將常用公式用平板展示出來。

其次，教師可以借助工具和學生進行一項實驗，來引出“祖暅原理”的內容：將一副長方形撲克參差疊放在桌面上，問學生如何計算這疊牌的體積。

在教師的引導下，學生知道，想要算這疊牌的體積，應將其疊成長方體，而改變形狀前后的高度和每塊牌的面積并無變化。

最后，教師可以出一道題，讓學生嘗試解答：已知長方體體積公式，請計算一個底面是等腰直角三角形的直三棱柱的體積。

學生思考可知，因為，長方體邊長不一定相等，所以，長方體的構造方式有兩種，據此思考得出答案。

此時教師再循序漸進地拋出兩個問題：根據長方體體積公式來計算圓柱體體積、根據兩個等高的幾何體，猜想何種條件下其體積相當。

利用多媒體圖形的展示，經過教師的引導，通過一步步地深入思考、由淺入深地展示，教師引導學生慢慢向“祖暅原理”靠近，從而一步步推論出“祖暅原理：夾在兩個平行平面間的兩個幾何體，被平行于這兩個平面的任意平面所截，若所截得的兩個截面面積總是相等，則這兩個幾何體的體積相等[6]”。

（二）課中階段

課中階段包含任務反饋、探究學習、實時監測、總結提升這幾個環節。具體來說，在任務反饋環節，可采取的反饋方式有多種，自主展示是讓學生自己積極展示自己的預習收獲，總結學習成果，并提出自己的疑惑點，教師借此開啟課堂教學。也可以采取佳作欣賞的方式，由教師選擇具有創新性、新穎性、思路明確、過程規范的作業進行展示和評價。在探究學習環節，通過上一環節的問題基本歸納、理解，學生掌握了一些新知識，教師可為學生布置合作探究任務，以小組為單位進行探索并展示學習成果，最后由教師對各組成果進行總結和點評，探究學習要注重以學生為中心，教師主要發揮引導者、合作者的作用。在實時監測環節，教師可借助平板電腦的“發起做題”功能來對本節教學成效進行簡單的檢測，教師將題目推送到學生端，學生作答后反饋給教師，教師再通過投影儀對學生的答題結果進行統一點評，也可以適當地組織學生間的互評，讓學生能夠從更多的角度去思考問題，發散思維。在總結提升環節，教師要引導學生對本節學習過程、學習內容進行總結，總結可包括知識、思想、情感、方法等多個方面的收獲，讓生硬的數學知識在總結的過程中再次迸發生命的活力，讓總結環節成為學生學習成果凝聚、思維拓展的關鍵環節[7]。

例如：還以“祖暅原理”為例，在講解“祖暅原理”的推導過程后，教師讓學生根據“祖暅原理”的推導思路，推導橢球體積的大小，使學生在數學思維、類比的方法、團隊合作、探索精神等方面都得到了鍛煉。

（三）課后階段

課后階段共包括動態分層作業、微課輔導、在線答疑、反思評價這幾個環節。在動態分層作業環節，與以往的分層教學模式下的固定分層不同，智慧課堂中的動態分層作業是教師基于本階段或本節課的自主學習情況與課堂學習成果進行動態管理，對學生進行動態化的分層把握和調整。分層作業的層級有基礎、提高、拓展這幾種，每個難度層級對應相應的學生情況。

學生將答案提交后，教師利用平板來審閱批改，對多次出現的共性問題，教師可錄制微課進行統一講解，針對不具有典型性的問題，教師可利用在線答疑功能進行一對一輔導解決。

在微課輔導環節，微課內容可以是課堂學習的重難點內容強調，也可以是當天的錯題分析，還可以打破課堂內容的局限，為學生推送一些數學方面的文化、歷史資料信息，拓展學生的數學思維網絡。微課可以是教師自己制作，也可以是教師下載的網絡教育資源。其中的在線答疑環節，如果學生提出疑問，教師需要按照所提出問題的特征、類型選擇語音、視頻或文字的方式及時、詳細地解答疑問，讓學生能夠第一時間消除學習中的疑惑，掃除學習障礙。在反思評價環節，學生利用智慧課堂教學系統閱讀材料、觀看微課、查看自己的作業批改情況，對當天的學習內容進行復盤和總結，反思中有疑惑之處也可以及時發布在討論區和同學、教師交流探討。

結束語

時代在進步，各種新的網絡技術、信息化資源不斷地迭代更新，高中數學教學場景、教學模式、教學工具也在不斷變換和升級，教學設計和實踐有了更多的可能性，但需要知道的是，信息技術、高科技教學手段只是一種理念、一種平臺、一種工具，想要追求真正的智慧教學，還需要教師立足于以學生為本的理念，不斷提高自身專業能力和信息技術素養，深度挖掘當下互聯網時代的技術與資源優勢，實現課堂教學的全方位智慧化，達到高中數學課堂教學的深度優化。

參考文獻

[1]田敏.智慧課堂，向教學更深處漫溯[J].中國信息技術教育，2021（13）：10-12.

[2]潘英毅.高中數學教學與信息技術整合的思考與創新[J].天天愛科學（教育前沿），2019（11）：44.

[3]劉俊.淺談信息化背景下高中數學教學模式的創新[J].山海經（教育前沿），2018（8）：116.

[4]陳美君，楊族橋.智慧教室環境下高中數學課堂教學的優化策略研究[J].新教育時代電子雜志，2021（29）：69-70.

[5]許人杰.淺析“智慧教室”在中學數學課堂中的應用[J].當代家庭教育，2021（12）：29-30.

[6]王亮亮.信息技術在高中數學教學中的應用思考[J].試題與研究，2022（18）：164-165.

[7]潘緊珠.巧用科技力量，提高學習質量：高中數學教學過程中信息技術的應用方式思考[J].數理天地（高中版），2022（8）：44-46.

本文為福建省教育科學規劃立項課題“基于智慧課堂的中學學科教學‘333’模式研究”（課題編號：FJJKZX21-373，主持人：劉燕）的研究成果之一。