智能技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)初探

·名師工作室簡介·

無錫經(jīng)開區(qū)陳鋒薛鶯名師工作室和無錫市陳鋒名師工作室，由江蘇省教學(xué)名師、正高級教師陳鋒和正高級教師薛鶯主持，現(xiàn)有成員34人，分別為市區(qū)級學(xué)科帶頭人和市區(qū)級優(yōu)秀青年教師。工作室以“立高位、明目標、筑平臺、啟慧思”為基本理念，以課堂教學(xué)為主陣地，充分發(fā)揮名特優(yōu)教師示范、引領(lǐng)、輻射作用，開展教育教學(xué)改革和教育科研工作，為教師施展專業(yè)才華搭建平臺，助推教師專業(yè)成長與素質(zhì)提升。

工作室以智能技術(shù)為支持，以研修活動為交流載體，有效推動名師工作室成員的專業(yè)成長，形成了一支融科學(xué)性、實踐性、研究性于一體的研修團隊，共同譜寫課堂教學(xué)的新篇章。

【摘 要】本文對智能技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)的構(gòu)建進行初步研究。首先，論述基于智能技術(shù)的數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)的相關(guān)概念；其次，論述為什么要構(gòu)建智慧課堂，剖析傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端以及智能技術(shù)賦能項目化學(xué)習(xí)課堂的優(yōu)勢；最后，研究如何構(gòu)建智能技術(shù)背景下的初中數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)課堂。

【關(guān)鍵詞】智慧課堂；精準課堂；對話課堂；智能技術(shù)

【中圖分類號】G434" "【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）04-040-04

隨著智能時代的到來，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)不斷深化融合，利用智能技術(shù)可以使課堂教學(xué)信息化、趣味化，讓教師更有效地教學(xué)，學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)。智能技術(shù)背景下初中數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)是順應(yīng)新時代教育現(xiàn)代化發(fā)展的產(chǎn)物。對于教師而言，為了更好地培養(yǎng)新時代黨和國家所需要的戰(zhàn)略人才，明白為何構(gòu)建項目化學(xué)習(xí)、如何構(gòu)建智能技術(shù)背景下的項目化學(xué)習(xí)就日趨重要。然而，目前對智能技術(shù)的研究仍較為泛泛。基于以上背景，本文對智能技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)進行初步研究。

概念理解，賦能落實應(yīng)用，理論指導(dǎo)實踐

1.智能技術(shù)賦能

智能技術(shù)賦能是指運用互聯(lián)網(wǎng)思維，借助信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺，對傳統(tǒng)行業(yè)模式進行更新重構(gòu)，實現(xiàn)行業(yè)模式轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的需求。其本質(zhì)是對信息資源或信息數(shù)據(jù)進行開發(fā)利用，對產(chǎn)業(yè)技術(shù)進行升級重構(gòu)，以提升產(chǎn)業(yè)效率、創(chuàng)造新的經(jīng)濟行業(yè)模式。智能技術(shù)下的教育是指以互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為基礎(chǔ)與核心，改變教育認知理念，運用信息技術(shù)進行教育管理、評價，改變、重構(gòu)傳統(tǒng)教育模式。它是一種新型教育服務(wù)方式，使教育實現(xiàn)無邊界化，教育大數(shù)據(jù)為學(xué)習(xí)者提供個性、精準的教育服務(wù)，學(xué)習(xí)者可以選擇多種優(yōu)質(zhì)教育資源。其本質(zhì)是教育理念、教育方式的改變，是技術(shù)與教育深度融合的發(fā)展方式[1]。

2.智慧課堂

目前對智慧課堂的概念總體上有兩種視角的理解：一種是基于教育視角的，認為智慧課堂是師生情感與智慧的綜合過程，其根本任務(wù)是“開發(fā)學(xué)生的智慧”，提高學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，讓學(xué)生可以智慧地進行學(xué)習(xí)；另一種是基于信息化的視角，指利用先進的信息技術(shù)手段實現(xiàn)課堂教學(xué)信息化、智能化，創(chuàng)設(shè)富有智慧的課堂教學(xué)環(huán)境[2]。

3.基于智能技術(shù)的數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)課堂

目前的數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)課堂往往是在智能技術(shù)的背景下來討論的。基于智能技術(shù)的數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)課堂主要指的是在大數(shù)據(jù)時代，學(xué)校應(yīng)用計算機、互聯(lián)網(wǎng)以及各種信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所構(gòu)建的創(chuàng)新型數(shù)學(xué)教學(xué)模式，該教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，符合教育改革的理念和需求[3]。

基于智能技術(shù)的數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)課堂給初中數(shù)學(xué)教學(xué)實踐帶來了新的發(fā)展機遇。通過應(yīng)用計算機對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象進行全面分析，教師可以全面了解教學(xué)情況，根據(jù)計算機分析結(jié)果，對學(xué)生進行精準教學(xué)，為每位學(xué)生精準制定個性化數(shù)學(xué)教學(xué)方案，做到因材施教，落實“以生為本”原則[4]，培養(yǎng)學(xué)生形成濃厚的數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)興趣和良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣，建立智能化的項目化學(xué)習(xí)課堂教學(xué)環(huán)境。

推陳出新，傳統(tǒng)課堂優(yōu)化，凸顯課堂智慧

1.傳統(tǒng)課堂弊端顯現(xiàn)，亟需優(yōu)化改進思路

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)諸如教師講、學(xué)生聽的“一言堂”教學(xué)模式近年來被廣泛詬病。首先，在這樣的課堂中，學(xué)生會逐漸喪失學(xué)習(xí)主動性。處于青春期的初中生，大多都缺乏自主學(xué)習(xí)的能力。課前，他們?nèi)狈ο鄳?yīng)的預(yù)習(xí)；課中，他們很少主動思考問題，幾乎都是跟著教師的步伐，被動地學(xué)習(xí)，對所學(xué)知識一知半解；課后，他們不能及時鞏固所學(xué)知識，對知識的理解停留在表層，沒有形成自己的數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下，學(xué)生便開始完成課后習(xí)題，不僅得不到應(yīng)有效果，還會對本節(jié)課的知識失去興趣，產(chǎn)生畏懼心理，嚴重的還將導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)失去信心。其次，傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)導(dǎo)致教學(xué)方式逐漸單一化。目前，新課程改革正不斷進行，這要求教師對教學(xué)方法進行相應(yīng)調(diào)整。但在實際教學(xué)中，很多教師仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，即在教學(xué)過程中采用“填鴨子”的教學(xué)方法[5]。這樣的灌輸式教學(xué)嚴重忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主體地位，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到很吃力，事倍功半。此外，灌輸式的教學(xué)還缺乏師生之間的互動，不僅會讓學(xué)生產(chǎn)生依賴，不利于培養(yǎng)創(chuàng)造力和主動性，也阻礙了學(xué)生質(zhì)疑意識和提問能力的養(yǎng)成。最后，傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)忽視了學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往依據(jù)教材的編排內(nèi)容進行教學(xué)，主要采用的是先敘述定理、公式，再用倒推的方式進行證明的教學(xué)順序。雖然這樣的教學(xué)方法在某種程度上可以培養(yǎng)學(xué)生的推理能力，但這樣的課堂往往乏味枯燥，學(xué)生對此專注度不高，缺乏經(jīng)歷自我發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的過程，同時，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)造性也很難發(fā)揮出來。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課堂亟需注入新鮮活力。

2.智能技術(shù)增效教學(xué)，智慧課堂優(yōu)勢顯著

借助智能技術(shù)構(gòu)建的初中數(shù)學(xué)課堂，可以擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的許多不足，使原本枯燥乏味的課堂變得生動有趣，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生得到符合自己特點的發(fā)展，其主要優(yōu)勢有以下幾點。

第一，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。傳統(tǒng)教學(xué)模式只是單純的教與學(xué)，教師總攬全局地教授，學(xué)生被動地接受。而智慧課堂借助微課視頻[6]，采用“學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課上教師針對性講解、學(xué)生合作學(xué)習(xí)，課后學(xué)生查漏補缺”的授課模式，取得了顯著效果。此外，教學(xué)App、公眾號等教輔工具的應(yīng)用[7]，使得對學(xué)生個性化的診斷、輔導(dǎo)和提高變得越來越符合學(xué)生的發(fā)展規(guī)律，能夠有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

第二，有利于提高教師的教學(xué)效率。智慧課堂可以增進師生之間的互動，運用填空題、選擇題、連線題等多種問題模式讓教師對學(xué)生的掌握情況及時進行診斷，查看教學(xué)進度是否符合學(xué)生接納吸收的進度。課上的隨堂檢測，系統(tǒng)可以自動分析學(xué)生的解答，找出學(xué)生共同薄弱的地方，教師進行詳細講解；針對部分學(xué)生有問題的地方可以同學(xué)幫助解決或者教師進行點撥。教師板書，系統(tǒng)會自動保存，便于學(xué)生溫故知新以及考前復(fù)習(xí)。每堂課的教學(xué)質(zhì)量報告可以完整地記錄師生的互動、教學(xué)過程，便于教師進行智能分析，為下次課的改進做好鋪墊。

第三，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。智慧課堂打破了傳統(tǒng)教學(xué)課堂的枯燥無味，智能技術(shù)為課前、課中、課后學(xué)生的學(xué)習(xí)增加了許多趣味性。不管是枯燥的代數(shù)知識、抽象的函數(shù)知識，還是立體的幾何圖像知識，智能技術(shù)都為其賦予了新的生命，呈現(xiàn)一種適合初中生學(xué)習(xí)、理解的形式。教師以前不好操作的、繁瑣的圖像問題也能得到解決。具象的知識能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達到智能技術(shù)“學(xué)生常態(tài)學(xué)，教師常態(tài)用”的教學(xué)體驗。

提升效率，智能技術(shù)引領(lǐng)，構(gòu)建智慧課堂

1.在項目化學(xué)習(xí)的文化課堂中，智能技術(shù)成為“百科全書”

對比國內(nèi)外的數(shù)學(xué)書籍，不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的數(shù)學(xué)書籍往往比國外的數(shù)學(xué)書籍要薄許多。書本的薄，代表知識內(nèi)容的少嗎？答案是否定的，國內(nèi)一本數(shù)學(xué)課本的知識是國外一本數(shù)學(xué)課本的數(shù)倍。為什么內(nèi)容多反而課本薄呢？這是因為國內(nèi)課本往往把數(shù)學(xué)知識的形成與發(fā)展過程忽略了，僅呈現(xiàn)純粹的知識內(nèi)容，而忽略了知識背后豐富的數(shù)學(xué)文化。如今，智能技術(shù)的運用可以彌補這一不足，智能技術(shù)成為“百科全書”，為學(xué)生提供數(shù)學(xué)知識背后豐富多彩的文化知識，讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)知識背后蘊含的思想與方法。

以初中數(shù)學(xué)第一章“有理數(shù)”為例，教師可以向?qū)W生提問：“有理數(shù)、無理數(shù)指的是有道理、沒有道理的數(shù)嗎？有理數(shù)、無理數(shù)的名字由來是什么？‘理’字如何解釋？”學(xué)生對此感到困惑，此時教師可以帶著學(xué)生在網(wǎng)上尋找答案，得知這里的“理”原來指的是比值的意思。有理數(shù)最早由西方傳入中國，再由中國傳入日本。日本在翻譯的時候發(fā)生了錯誤，文言文中“理”有比值的意思，日本未能翻譯過來，直接用“理”來表示。而中國近代翻譯西方著作時，往往采用日本的翻譯，所以也就用有理數(shù)、無理數(shù)來表示了。這樣的數(shù)學(xué)文化對于學(xué)生而言是有意思的，是數(shù)學(xué)課堂中難得的故事，會讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，所以教師要利用好智能技術(shù)這個“百科全書”。

2.在項目化學(xué)習(xí)的精準課堂中，智能技術(shù)成為評價工具

作業(yè)和考試是教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況、為學(xué)生剖析問題、優(yōu)化教學(xué)方法的重要手段。但傳統(tǒng)批改模式往往存在“做得多、分析少”的情況，這樣會導(dǎo)致教師對學(xué)情了解不到位、講解不及時。而智慧課堂能夠迅速反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對此做出精準的剖析，讓教師對學(xué)生掌握不到位的地方做出精準分析，便于教師的講解、學(xué)生的提高。

以初中數(shù)學(xué)第三章“從算式到方程”為例。首先，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，教師以學(xué)生比較熟悉的雞兔同籠問題為背景，讓學(xué)生看到題目并不陌生，使學(xué)生感知數(shù)學(xué)與實際生活密不可分。其次，為了降低學(xué)生解方程的難度，教師通過設(shè)置表格的方式，讓學(xué)生分析數(shù)量關(guān)系、等量關(guān)系，從而降低問題難度。這個問題的給出，主要想讓學(xué)生們知道，方程方法和算術(shù)方法既對立又統(tǒng)一，也就是說，兩種方法在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，進而達到統(tǒng)一。事實上，方程方法是算術(shù)方法的發(fā)展，教師讓學(xué)生領(lǐng)會從算式到方程是學(xué)習(xí)知識由淺入深的過程。最后，利用學(xué)生舉手的方式統(tǒng)計了利用算術(shù)方法和方程方法解決問題的學(xué)生人數(shù)，讓學(xué)生感知方程方法的優(yōu)越性。在上述練習(xí)課上，教師可安排學(xué)生先做主觀題，主觀題做好后先提交，再做客觀題。利用學(xué)生做客觀題的間隙，教師對主觀題進行批改，選取做得好的學(xué)生進行展示，讓大家對其格式、卷面干凈整潔等優(yōu)點進行學(xué)習(xí)。對于有問題的題目教師也能及時發(fā)現(xiàn)，進行講解。客觀題在電腦終端收取后，電腦給出分析，這樣教師對學(xué)生的情況能夠了如指掌，從而能夠提高教學(xué)效率。

3.在項目化學(xué)習(xí)的對話課堂中，智能技術(shù)成為互動平臺

對話課堂打破傳統(tǒng)教學(xué)課堂中教師“一言堂”的現(xiàn)象，讓學(xué)生拾起主人翁意識，充分參與到課堂學(xué)習(xí)之中。智能技術(shù)為師生互動搭建了一個便捷平臺。比如，以往學(xué)生在下面做題，教師想把某位學(xué)生的答題過程呈現(xiàn)給其他學(xué)生看，需要這位學(xué)生運算過程中的重要步驟抄寫到黑板上，這樣做比較浪費時間，缺乏便捷性；而現(xiàn)在運用智能技術(shù)，可以直接截屏，將學(xué)生的答題過程上傳給教師，教師可直接講解，師生之間的互動性得到顯著提高。

以初中數(shù)學(xué)第十三章“軸對稱”為例，在教學(xué)生畫軸對稱圖形的對稱軸的時候，利用智能技術(shù)，教師可以輕松看到每位學(xué)生畫的對稱軸，也可以讓大家共同觀察某位學(xué)生的作圖，這樣便于大家探討這位學(xué)生的作圖是否正確，對稱軸有幾條，是否全部畫出。這樣一問一答，讓師生互動起來，增加學(xué)習(xí)氣氛，便于學(xué)生的成長。教師利用智能技術(shù)可以讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。教學(xué)片段如下。

教師：很多小朋友都喜歡放風(fēng)箏，看，這兩位小朋友也來放風(fēng)箏啦。女孩的風(fēng)箏飛得又高又穩(wěn)，男孩的風(fēng)箏卻怎么也飛不高、飛不穩(wěn)；同學(xué)們認真觀察并仔細想一想：男孩的風(fēng)箏為什么飛不高、飛不穩(wěn)呢？

學(xué)生：女孩的風(fēng)箏兩邊是一樣的，男孩的風(fēng)箏一邊大，一邊小。

教師明確：風(fēng)箏兩邊形狀、大小都一樣，其實就是對稱。學(xué)生說出女孩的風(fēng)箏是對稱的，男孩的風(fēng)箏不是對稱的。

教師出示各式各樣的風(fēng)箏圖片。

學(xué)生：發(fā)現(xiàn)這些風(fēng)箏的共同點——都是對稱的。

學(xué)生：舉出生活中的對稱現(xiàn)象，并嘗試利用所學(xué)知識設(shè)計風(fēng)箏，感受數(shù)學(xué)的用處。

4.在項目化學(xué)習(xí)的動態(tài)課堂中，智能技術(shù)成為輔助工具

基于智能技術(shù)的數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境，教師在教學(xué)過程中重視教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)、問題的提出方式以及問題的提出者，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體性地位。促使靜態(tài)課堂轉(zhuǎn)變成動態(tài)課堂，可以通過數(shù)學(xué)情境以及數(shù)學(xué)活動來實現(xiàn)，在一系列數(shù)學(xué)活動中增加學(xué)生動嘴、動手和動腦的次數(shù)，使學(xué)生達到身臨其境的效果，從而促進學(xué)生的成長。

以初中數(shù)學(xué)課本第二十章“數(shù)據(jù)的分析”為例，教師利用智能技術(shù)對全班學(xué)生開展關(guān)于身高、體重、家庭人數(shù)等的問卷調(diào)查，讓學(xué)生從學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)的貢獻者。教師提問學(xué)生“如何研究這些數(shù)據(jù)的集中趨勢”，從而引導(dǎo)學(xué)生一起探討數(shù)據(jù)的集中趨勢，引入學(xué)習(xí)內(nèi)容“平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)”。教師可安排學(xué)生先動手計算這三組數(shù)據(jù)，看一看誰算得又快又準確；然后讓學(xué)生思考在不同的情況下，用哪一個數(shù)能夠更好地描述一組數(shù)據(jù)的集中趨勢、反映數(shù)據(jù)的集中趨勢。這樣的動態(tài)課堂能夠讓學(xué)生充分參與到知識的探究過程中，讓教師教得有效，學(xué)生學(xué)得有效。

又如，通過“中國美好生活大調(diào)查”視頻引入，我們了解到2020年最具幸福感城市榜單。思考：得出這些結(jié)論的依據(jù)是什么？

對比分析法是將兩個或兩個以上的數(shù)據(jù)進行比較，分析它們的差異，揭示出這些數(shù)據(jù)所反映的事物規(guī)律的方法。不同專業(yè)間的比較是橫向?qū)Ρ龋粚I(yè)不同年份的比較為縱向?qū)Ρ取Ｆ骄治龇ㄊ沁\用計算平均數(shù)的方法來反映總體在一定時間、地點等條件下某一數(shù)量特征的一般水平。數(shù)據(jù)分析是用恰當?shù)姆治龇椒ㄅc工具，對采集的數(shù)據(jù)進行分類整理，提取與發(fā)現(xiàn)其中有價值的信息，以形成結(jié)論從而支持決策的過程。最重要的一環(huán)則是嘗試使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。經(jīng)歷了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化過程，得到的數(shù)據(jù)分析結(jié)果需要以數(shù)據(jù)分析報告的形式發(fā)布出來。數(shù)據(jù)分析報告不僅是對整個數(shù)據(jù)處理過程的總結(jié)與展示，更能為決策提供參考。通過數(shù)據(jù)分析報告，可以將分析結(jié)果、可行性建議及其他有價值的信息傳遞給使用者。

簡而言之，在信息化時代，我們要確保智能技術(shù)下的項目化學(xué)習(xí)常態(tài)落地，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，構(gòu)建有趣、緊湊的智慧課堂，這樣能更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的邏輯分析能力，為學(xué)生提供良好的項目化學(xué)習(xí)環(huán)境。

基金項目：本文系中國教育學(xué)會規(guī)劃課題“智能技術(shù)支持的‘數(shù)學(xué)+’跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)研究”（202200160304B）、江蘇省規(guī)劃重點課題“基于跨學(xué)科的初中數(shù)學(xué)微項目化學(xué)習(xí)行動研究”（B/2022/03/61）、江蘇省規(guī)劃重點課題“STEM視域下初中數(shù)學(xué)項目化學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施”（B/2023/03/310）、江蘇省規(guī)劃課題“指向初中數(shù)學(xué)課程與信息技術(shù)深度融合的學(xué)材開發(fā)研究”（E/2022/18）、江蘇省教研重點課題“初中大理科深度融合的項目式學(xué)習(xí)設(shè)計與評價研究”（2023JY15-ZA30）的階段性研究成果

參考文獻

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編" "輯：盧秋紅