數(shù)字化背景下高中數(shù)學智慧課堂構(gòu)建策略探究

高中數(shù)學作為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、邏輯思維的重點學科之一，其傳統(tǒng)課堂面臨著認知過程遮蔽、教學內(nèi)容貧乏、評價方式單一等現(xiàn)實困境。在高中數(shù)學課堂中引入大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，不僅能構(gòu)建高中數(shù)學智慧課堂，彰顯以學生為中心的智慧課堂新生態(tài)，還可破解傳統(tǒng)教學面臨的困境。因此，為了實現(xiàn)此目標，本文重點闡述教育數(shù)字化背景下的高中數(shù)學智慧課堂構(gòu)建策略，希望能實現(xiàn)構(gòu)建高中數(shù)學智慧課堂的目標，提升學生的綜合能力及素養(yǎng)。

一、數(shù)字化背景下構(gòu)建高中數(shù)學智慧課堂的價值

（一）有利于實現(xiàn)精準化學習干預

信息化時代，教育領(lǐng)域正經(jīng)歷著深刻的變革，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為教育發(fā)展的主流趨勢和選擇。在高中數(shù)學中引入現(xiàn)代化的技術(shù)手段，不僅能精準化干預學生的學習行為，還可為構(gòu)建高中數(shù)學智慧課堂帶來新的活力與發(fā)展機遇。通過引入現(xiàn)代化的技術(shù)手段，教師在數(shù)學課堂中可利用智能終端動態(tài)采集學生的課堂答題表現(xiàn)、測試反饋、作業(yè)完成等數(shù)據(jù)，實時診斷學情數(shù)據(jù)，精準定位個體薄弱點，并動態(tài)調(diào)整教學策略。同時，在高中數(shù)學課堂中引入數(shù)字化技術(shù)，不僅能對學生的學習風格、認知水平精準分析，智能推送差異化的學習資源，還可結(jié)合學生的階段性學習表現(xiàn)，智能化生成符合學生學習發(fā)展需求的學習計劃。

（二）有利于破解傳統(tǒng)課堂困境

在高中數(shù)學課堂中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，有利于突破傳統(tǒng)課堂時空限制，拓展學習渠道，創(chuàng)設(shè)真實情境，加強資源整合，優(yōu)化教學流程，為學生提供個性化、智能化學習體驗。例如，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)收集學情數(shù)據(jù)，進行精準分析，為因材施教提供依據(jù)；利用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術(shù)模擬抽象概念，加深學生理解；運用智能導學系統(tǒng)推送個性化學習資源，實現(xiàn)自適應(yīng)學習等。可見數(shù)字技術(shù)為智慧課堂賦能，有利于實現(xiàn)從“以教為中心”向“以學為中心”轉(zhuǎn)變。

（三）有利于提升學生核心素養(yǎng)

智慧課堂是促進學生全面發(fā)展，提升學生核心素養(yǎng)的有效途徑，它遵循學生身心發(fā)展規(guī)律，尊重個體差異，為學生提供自主學習、個性發(fā)展空間。在教師精心創(chuàng)設(shè)的數(shù)字化學習情境中，學生可以開展探究學習，培養(yǎng)數(shù)學抽象、邏輯推理、運算求解等核心素養(yǎng)，在小組協(xié)作、在線討論等互動環(huán)節(jié)，學生表達交流、團隊合作等通用能力也能得以發(fā)展。智慧課堂中學生運用數(shù)字化工具分析問題、解決問題的過程，本身就是信息素養(yǎng)培養(yǎng)過程，可見數(shù)字環(huán)境下智慧課堂建設(shè)，為學生全面發(fā)展和個性發(fā)展創(chuàng)造了良好條件[1]。

二、數(shù)字化背景下高中數(shù)學智慧課堂構(gòu)建中存在的問題

（一）教師數(shù)字化教學能力有待提升

面對日新月異的信息技術(shù)，部分教師專業(yè)發(fā)展跟進不夠，數(shù)字化教學能力不足，一些教師對現(xiàn)代信息技術(shù)知之甚少，缺少應(yīng)用數(shù)字化工具優(yōu)化教學的意識和能力，還有教師不能很好地將數(shù)字資源與課堂教學深度融合，只是簡單地將數(shù)字化資源當作教學輔助手段，沒能發(fā)揮數(shù)字技術(shù)變革價值。此外，智慧課堂建設(shè)需要較強課程整合、活動組織、過程管控等能力，而大部分教師在這些方面儲備尚顯不足，教育數(shù)字化教學能力欠缺，在一定程度上制約智慧課堂建設(shè)實效。

（二）智慧課堂教學設(shè)計不夠科學

教學設(shè)計是智慧課堂構(gòu)建基礎(chǔ)，科學的教學設(shè)計是智慧課堂得以有效開展的前提。當前，部分教師對智慧課堂教學設(shè)計認識不足，設(shè)計不夠科學，有的只注重技術(shù)手段應(yīng)用，忽視教學目標和教學內(nèi)容；有的只關(guān)注形式，套用固定模式，缺少針對性和創(chuàng)造性；還有的缺少系統(tǒng)規(guī)劃，重點不突出，環(huán)節(jié)銜接不夠，這些問題影響智慧課堂教學效果，不利于調(diào)動學生學習積極性和主動性。

（三）數(shù)字資源整合不理想

智慧課堂離不開優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源支持，當前，各類數(shù)字化教學資源日益豐富，但資源應(yīng)用效果還不夠理想，資源與教材缺少深度整合，與教學實際結(jié)合不緊密，可用性不強。一些數(shù)字化資源存在同質(zhì)化、碎片化等問題，沒有形成體系，不能為教學提供系統(tǒng)支撐，個別學校為追求信息化而大量引進數(shù)字資源，但缺少必要資源管理和優(yōu)化配置，資源利用率不高，浪費嚴重，上述問題影響數(shù)字資源應(yīng)用成效，制約智慧課堂建設(shè)。

（四）教學評價方式落后

評價是教學“指揮棒”，科學的評價有助于把握教學脈搏，改進教學行為，提升教學質(zhì)量，但就目前來看，智慧課堂評價體系還不夠完善，評價方式相對落后。評價主要關(guān)注學習結(jié)果，忽視學習過程；評價內(nèi)容偏重知識技能，忽視情感態(tài)度、學習策略等非智力因素；評價主體多為教師，學生參與評價機會較少。數(shù)字化環(huán)境下產(chǎn)生的海量學習數(shù)據(jù)尚未得到有效利用，學情分析與診斷不到位，個性化評價與反饋機制尚不健全，這些問題在一定程度上影響智慧課堂教學針對性與有效性。

三、數(shù)字化背景下高中數(shù)學智慧課堂構(gòu)建策略

（一）“建”環(huán)境重優(yōu)化，夯實技術(shù)基礎(chǔ)

在傳統(tǒng)的高中數(shù)學課堂中，教學場景相對單一，通常是教師在課堂上板書講解理論知識，學生被動地聽講。此模式會讓學生認為數(shù)學知識學習枯燥、乏味，還會限制學生的思維發(fā)展、能力拓展。而數(shù)字化背景下，教師在數(shù)學課堂中應(yīng)用軟件平臺、智能軟件，可為學生構(gòu)建互動、虛擬的教學場景，不僅能激發(fā)學生學習興趣，還可加深學生的理解和記憶。同時，數(shù)學教師還要借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，動態(tài)采集學生在數(shù)學課堂中的行為、作業(yè)反饋等數(shù)據(jù)信息，智能化生成學生的學情分析報告，可讓教師結(jié)合學生的個體化差異設(shè)計教學內(nèi)容、選擇教學方式，精準調(diào)整教學策略，實現(xiàn)構(gòu)建高中數(shù)學智慧課堂的目標[2]。

例如，在開展高中數(shù)學《空間向量及其運算》教學時，該節(jié)涉及空間向量概念、線性運算、數(shù)量積等知識點，對于學生學習解析幾何、理解物理力學等具有重要意義。在智慧課堂教學中，教師可以充分利用三維動畫、VR（中文虛擬現(xiàn)實）等技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)生動形象的學習情境，加深學生對空間向量的理解。以講解空間向量線性運算為例，教師首先利用Geogebra3D（GeoGebra3D計算器）等數(shù)學建模工具構(gòu)建三維坐標系，生成兩個不共線向量，然后通過動畫演示向量平移、伸縮等變換過程，直觀展現(xiàn)向量加、減、乘運算法則，學生可以通過移動終端與動畫進行交互，動態(tài)觀察不同視角下向量運算效果。在鞏固練習環(huán)節(jié)，教師還可借助智能導學系統(tǒng)布置題目，讓學生在虛擬情境中動手操作，驗證向量運算結(jié)果，并根據(jù)學生作答情況進行針對性講評，學生在沉浸式體驗中加深對空間向量運算的理解，提高空間想象力和抽象思維能力。課后，學生還可登錄在線學習平臺，回看微課視頻，參與討論交流，查缺補漏，實現(xiàn)課堂學習與課后練習無縫銜接。通過課前充分利用慕課、微課等在線資源自主預習，課中借助多媒體、VR等技術(shù)手段輔助教學，課后依托在線學習平臺開展鞏固練習、討論交流等，能夠打破傳統(tǒng)課堂時空界限，為學生創(chuàng)造沉浸式、交互式學習體驗，使學習更加直觀、生動、高效。可見，優(yōu)化信息化環(huán)境能夠為學生空間向量及其運算內(nèi)容學習提供多樣化學習資源和便捷學習方式，有助于學生建立對空間向量的形象認知，培養(yǎng)數(shù)學核心素養(yǎng)。

（二）“設(shè)”課堂有智慧，優(yōu)化教學設(shè)計

智慧課堂關(guān)鍵在于智慧教學設(shè)計，教師要根據(jù)教學內(nèi)容和學情特點，合理設(shè)計教學活動，優(yōu)化教學流程，為學生創(chuàng)造個性化、高效率學習體驗。明確教學目標，在梳理教材內(nèi)容基礎(chǔ)上，教師要對學習任務(wù)進行必要拆解和重組，為學生呈現(xiàn)目標清晰、結(jié)構(gòu)合理的教學內(nèi)容，既要重視知識技能目標，也要關(guān)注情感態(tài)度和學習策略目標，既要體現(xiàn)學科特點，又要結(jié)合學生學情。精心設(shè)計活動，教學活動設(shè)計要體現(xiàn)以學生為中心，凸顯學生主體參與，合理設(shè)計情境導入、自主探究、合作學習、討論交流等環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學生的學習積極性，注重線上線下學習活動整合，為學生搭建多元互動平臺。優(yōu)化教學流程，根據(jù)教學內(nèi)容和學生特點，科學安排課前、課中、課后各教學環(huán)節(jié)。課前以自主學習和合作探究為主，引導學生通過資源學習構(gòu)建初步認知；課中側(cè)重引導反思、討論釋疑、評價反饋，著力深化學生對重點難點理解；課后強調(diào)拓展延伸，注重學以致用，培養(yǎng)遷移能力。注重生成性資源利用，充分利用師生在教學活動中創(chuàng)造的資源，如學生發(fā)言觀點、問題解決方案、思維導圖等，經(jīng)過必要加工，轉(zhuǎn)化為新教學資源，用于鞏固拓展和個性指導，實現(xiàn)資源再生性利用[3]。

在開展高中數(shù)學《空間向量基本定理》教學時，一節(jié)智慧課堂教學中，教師圍繞“三點共線充要條件”這一重難點展開教學設(shè)計。課前，教師通過智慧學習平臺推送微課視頻和“尋找共線特征”探究任務(wù)，引導學生分小組討論，歸納共線向量特征，為課堂學習做好鋪墊。課堂開始，教師借助多媒體創(chuàng)設(shè)情境，拋出“如何用向量語言描述兩條直線位置關(guān)系”問題，啟發(fā)學生用向量共線思想分析直線位置關(guān)系；在自主探究環(huán)節(jié)，學生利用Geogebra3D動態(tài)演示不同位置直線，觀察向量共線與直線位置關(guān)系，進行猜想提出和驗證；小組合作過程中，學生通過頭腦風暴、翻轉(zhuǎn)課堂等形式分享觀點、互幫互助，加深理解。教師適時引入典型例題，演示利用代數(shù)方法判斷“三點共線”一般步驟和方法，啟發(fā)學生思考，糾正錯誤認識。最后，教師引導學生基于空間向量基本定理，探討解決實際問題的思路和方法，如求異面直線所在平面法向量、判斷四點是否共面等，培養(yǎng)學生舉一反三、學以致用能力。課后，學生登錄在線學習社區(qū)，就學習中疑難問題展開討論，教師參與點撥，促進思維再深化，學生還可完成拓展任務(wù)，如分析四點共面向量條件，進一步鞏固知識遷移能力。在整個教學過程中，教師精心創(chuàng)設(shè)探究情境，設(shè)計層層遞進學習任務(wù)，引導學生在“自主一合作一探究”中建構(gòu)新知、內(nèi)化新知；課堂上師生、生生間頻繁互動交流，學生成為學習主人；課后學生針對個性化學習需求，在在線學習平臺上開展個性化、協(xié)作式學習。智慧課堂打破了傳統(tǒng)“滿堂灌”教學模式，學生全過程、全方位參與，極大調(diào)動了學生學習的主動性和創(chuàng)造性。可見在“三點共線”知識教學中，教師通過精心設(shè)計探究情境，搭建小組協(xié)作平臺，整合線上線下活動，充分調(diào)動了學生主動性，突出了學生學習主體地位，既有利于突破教學重難點，又有助于培養(yǎng)學生數(shù)學核心素養(yǎng)。

（三）“用”技術(shù)促學習，提升教學效能

在智慧課堂教學中，教師要合理應(yīng)用信息技術(shù)，創(chuàng)新教學模式，為學生提供良好學習體驗，提高教學實效。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，加強直觀演示，數(shù)學中有許多抽象概念和定理，學生理解起來有一定難度，教師可以利用虛擬現(xiàn)實、動畫等技術(shù)生動演示數(shù)學概念形成過程，揭示數(shù)量關(guān)系內(nèi)在聯(lián)系，加深學生理解。例如，在學習函數(shù)圖像時，利用動態(tài)幾何軟件模擬函數(shù)圖像生成過程，幫助學生建立圖像與函數(shù)表達式的對應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用智能導學系統(tǒng)，開展精準教學，借助學習平臺記錄學生學習行為和過程性數(shù)據(jù)，對學情進行智能分析，針對學生學習中存在的問題，推送個性化學習資源，開展差異化輔導，依據(jù)學生知識掌握情況，提供相應(yīng)層次微課視頻、練習題，補齊知識短板，著力提升薄弱環(huán)節(jié)。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，促進協(xié)作互動，依托博客、維基百科、社交媒體等搭建網(wǎng)絡(luò)學習社區(qū)，為學生提供展示交流平臺，學生在社區(qū)中分享學習心得，開展頭腦風暴，資源共建共享，思維碰撞交流，共同進步；教師還可針對學生典型問題和觀點進行點評，引導學生深化認知、激發(fā)思考。應(yīng)用學習分析技術(shù)，優(yōu)化教學決策，收集學生在數(shù)字化環(huán)境下學習行為數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)刻畫學情，挖掘?qū)W習特征，以便精準把握學情，因材施教，如對學生學習興趣、認知風格、策略偏好等進行多維度畫像，為分層教學、個性化推送提供依據(jù)[4]。

例如，在開展高中數(shù)學《空間向量及其運算坐標表示》教學時，主要涉及空間向量坐標表示、坐標運算等內(nèi)容，教學中，教師積極應(yīng)用GeoGebra（圖形計算器）、Matlab（矩陣實驗室矩陣工廠）等數(shù)學軟件，直觀演示空間向量坐標表示方法。教師利用Geogebra3D構(gòu)建三維坐標系，動態(tài)生成不同方向和大小空間向量，引導學生觀察向量與其坐標對應(yīng)關(guān)系，加深對向量坐標表示的理解。教師引入典型例題，利用代數(shù)方法求解空間向量坐標運算，如求和、差、數(shù)量積等，幫助學生掌握運算步驟和技巧，學生通過動手操作，在三維坐標系中構(gòu)建向量，驗證運算結(jié)果，獲得直觀感悟。教師還綜合運用軟件符號計算、可視化功能，模擬復雜向量運算過程，加深學生對向量坐標運算的理解。在練習環(huán)節(jié)，教師依據(jù)學生作業(yè)批改數(shù)據(jù)和課堂測試數(shù)據(jù)，利用學習分析系統(tǒng)進行知識診斷，自動歸因?qū)W生錯誤類型，有針對性地推送微課資源，幫助學生查缺補漏，鞏固薄弱知識點。課后，學生還可登錄在線社區(qū)，就學習疑點、難點展開頭腦風暴、討論交流，集思廣益，教師參與引導，深化認知。學生還可通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作，開展一些綜合性、應(yīng)用性學習項目，如利用空間向量坐標運算求兩條異面直線位置關(guān)系，進一步強化知識綜合應(yīng)用能力。在整個學習過程中，學生利用數(shù)學軟件開展探究實踐，在動手操作中獲得直觀感悟，加深對概念的理解；基于作業(yè)、測試過程性數(shù)據(jù)分析診斷學習問題，推送個性化學習資源，實現(xiàn)精準施教；學生通過在線社區(qū)協(xié)作交流，開展項目式、探究式學習，知識在應(yīng)用中得以鞏固提升，技術(shù)與教學深度融合，提高了學習針對性和實效性。在本節(jié)教學中，教師綜合運用多種信息技術(shù)手段，為學生提供了豐富學習體驗和個性化指導，有利于提高學習效率，培養(yǎng)學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

（四）“評”學有體系，完善評價機制

智慧課堂要構(gòu)建多元評價體系，運用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，精準分析診斷學情，為學生提供個性化評價反饋，不斷改進教學行為，提高教學質(zhì)量。一是豐富評價維度，圍繞數(shù)學核心素養(yǎng)，從知識理解、問題解決、數(shù)學建模、直觀想象、邏輯推理、數(shù)學抽象等方面，對學生數(shù)學學科素養(yǎng)進行全面評價，既關(guān)注學生學習成績，也關(guān)注學生在學習過程中表現(xiàn)出的情感態(tài)度、創(chuàng)新意識、團隊合作等非智力因素。二是創(chuàng)新評價方式，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)的評價系統(tǒng)，利用學習分析技術(shù)對學生學習過程數(shù)據(jù)進行多維度分析，挖掘?qū)W習行為特征，實現(xiàn)過程性評價和發(fā)展性評價。綜合運用線上測評和線下觀察相結(jié)合方式，運用學習檔案袋、成長記錄冊等真實性評價方式，動態(tài)記錄學生成長軌跡。三是拓展評價主體，學生通過自我評價，梳理學習收獲，找出學習差距，制訂改進計劃。生生互評能夠相互啟發(fā)，取長補短，教師、家長、社會等多元主體參與評價，能夠多角度反映學生成長狀況。四是強化評價反饋，利用移動App、智能終端等為學生提供便捷反饋渠道，及時反饋評價信息，并基于診斷結(jié)果推送個性化資源，指導學生改進學習策略，引導學生樹立正確評價觀，善于從評價中找出差距，調(diào)整優(yōu)化學習行為[5]。

例如，在開展高中數(shù)學《空間向量應(yīng)用》教學時，教師注重構(gòu)建多元化評價體系。在課前診斷性評價環(huán)節(jié)，教師利用學習分析系統(tǒng)收集學生預習數(shù)據(jù)，分析學生對空間向量知識掌握情況，找出共性問題，優(yōu)化教學設(shè)計，因材施教。課堂上，教師采取隨堂測驗、頭腦風暴、小組討論等多種形式，考查學生對重點知識的理解和運用能力，并及時給予反饋指導。例如，在“異面直線所成角向量解法”教學中，教師創(chuàng)設(shè)開放性問題情境，讓學生探究異面直線夾角多種解法，學生通過小組合作、頭腦風暴等，提出平行四邊形法、坐標法等不同解決方案。教師引導學生用數(shù)形結(jié)合方式闡述思路，并運用多媒體課件動態(tài)演示過程，及時評價反饋，啟發(fā)學生優(yōu)化完善解題策略。在課后拓展環(huán)節(jié)，教師利用智能作業(yè)系統(tǒng)布置分層作業(yè)，系統(tǒng)自動批閱并診斷學生薄弱知識點，推送微課視頻、例題解析等，幫助學生查漏補缺。此外，學生還開展自評互評，登錄在線社區(qū)分享評價感受，找出學習差距，相互鼓勵提升，教師則根據(jù)學生評價數(shù)據(jù)和反饋意見，調(diào)整教學策略，改進教學方法。期末，教師綜合學生過程性評價和終結(jié)性評價數(shù)據(jù)，利用可視化工具生成學生綜合素質(zhì)報告，體現(xiàn)每位學生的成長進步，并提出針對性的改進意見，引導學生樹立自信，做好新學期學習規(guī)劃。本節(jié)教學充分利用智能化手段，圍繞核心素養(yǎng)構(gòu)建起多元評價體系，促進了學生在解決實際問題中運用數(shù)學知識的能力，對培養(yǎng)學生數(shù)學核心素養(yǎng)起到了積極作用。

結(jié)束語

數(shù)字化背景下，教育領(lǐng)域經(jīng)歷了重大變革，同時也為高中數(shù)學智慧課堂建設(shè)帶來重要機遇，高中數(shù)學教師應(yīng)順應(yīng)信息時代發(fā)展要求，秉持與時俱進理念，積極探索智慧課堂實踐路徑。在硬件設(shè)施、資源平臺、管理機制、文化氛圍等方面統(tǒng)籌規(guī)劃，優(yōu)化智慧教學環(huán)境；在教學設(shè)計中體現(xiàn)智慧元素，突出以生為本，創(chuàng)造個性化、高效率學習體驗；在教學中科學運用信息技術(shù)，創(chuàng)新教學模式，提高教學實效；在評價機制上實現(xiàn)多元整合，建立過程性、發(fā)展性評價體系，精準診斷學情，優(yōu)化教學行為，這既是順應(yīng)時代發(fā)展的必然要求，更是落實立德樹人根本任務(wù)的有效舉措。在數(shù)字時代，高中數(shù)學智慧課堂大有可為，教師要勇于實踐、善于創(chuàng)新，走出一條特色發(fā)展之路，為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，做出應(yīng)有貢獻。

參考文獻

[1]張平斐.智慧課堂構(gòu)建下高中數(shù)學教學策略探究[J].數(shù)理天地（高中版），2025（1）：169-171.

[2]崇學峰.高中數(shù)學智慧課堂構(gòu)建策略研究[]課堂內(nèi)外（高中教研），2023（5）：35-37.

[3]涂子慧.智慧課堂視域下高中數(shù)學教學策略探討[].科研成果與傳播，2024（5）：18-21.

[4]李環(huán)，吳砥，朱莎，等.深度學習視域下智慧課堂教學模式的構(gòu)建及應(yīng)用研究[].現(xiàn)代教育技術(shù)，2023，33（2）：61-70.

[5]白云.基于核心素養(yǎng)的高中數(shù)學課堂教學設(shè)計優(yōu)化研究[.數(shù)理天地（高中版），2025（1）：157-159.