“云”在天上，路在脚下，未来已来*—— “高中数学未来教室”样态探寻

☉江苏省锡山高级中学 陈 敏

一、前言

教育教学正在不停地发生着变化：此时此地（教室面授）——此时异地（远程教育）——随时随地（泛在化、个性化学习）.互联网+教育、云学习已悄然兴起，事实上，云学习就是基于大数据、以云技术为支撑的泛在化、个性化的自主学习.在“互联网+”时代，“高中数学未来教室”首先是基于大数据的云学习，其不仅仅是物理意义上的教室房间，也应当是时空意义上的广义的教室，即泛在的、云学习的一种教与学的形式.如果说未来教室是硬件环境，那么基于大数据的云学习就是依托这个硬件环境在云学习方面的实践探索，“物”的环境有了“人”的行为，才能真正实现创新教学环境，变革学习方式的目标.“高中数学未来教室”应具备怎样的特质，将怎样建设，又将怎样基于大数据进行高中数学的教学与评价呢？这些问题都摆在我们面前，亟待解决，对此，我们做了一些探索.“云”在天上，路在脚下，“高中数学未来教室”，未来已来！

二、“高中数学未来教室”的特质

教育教学理论和学生的认知规律告诉我们，教育要以生为本，倡导自主学习与主动建构，倡导个性化深度学习，而这些随着信息技术的发展，又是基于大数据“云”的，因此“高中数学未来教室”应当具备这些特质：“四动”体悟自主学习、指向核心素养的深度学习、个性化和多样化的学习、大数据云学习.

1.“四动”体悟自主学习

“四动”是指学生的数学学习要动脑想—动口说—动手写—动情享，努力做到动脑想，想得明白；动口说，说得清楚；动手写，写得规范；动情享，享得愉悦.体悟学习，“体”是指体验、体察、体会，强调学生学习的亲历性和过程性；“悟”是指领悟、感悟，强调学习要产生个人意义.“体”是方法和过程，“悟”是结果和目的，以“体”得“悟”.

“四动”体悟学习使学生在学业与学术、品性与品位、适应力与胜任力等方面充分而均衡地发展变化，学生动脑想—动口说—动手写—动情享的“四动”体悟学习是真正意义下的自主学习.“自主学习”这一范畴本身就昭示着学习主导自己的事情，自主性是学习的本质属性.学习的自主性有自立、自为、自律三个特性，自立性即每个学习主体都具有自我独立的心理认知系统，学习是其对外界刺激做出的反映结果，具有自己的独特方式和特殊意义.自为性即学习主体将学习纳入自己的生活结构之中，成为其生命活动中不可剥落的有机组成部分.自为学习本质上就是学习主体自我探索、自我选择、自我建构、自我创造知识的过程.自律性即学习主体对自己学习的自我约束性或规范性.它在认识领域中表现为自觉地学习.自立性是自主学习的基础，自为性是自主学习的实质，自律性则是自主学习的保证.这三个特性都说明了同一个观点：学习归根结底是由学习主体自己主导和完成的.

2.指向核心素养的深度学习

数学核心素养是数学课程目标的集中体现，是具有数学基本特征的思维品质、关键能力以及情感、态度与价值观的综合体现，是在数学学习和应用的过程中逐步形成和发展的，是可以带得走（可迁移）的、真正属于学生自己的、终身受益的品质与素养.指向核心素养的深度学习（Deep learning）是当前国内外教学改革的重要潮流，旨在克服学习中存在的表层学习（Surface learning）现象.深度学习至少要有以下几个特征：首先，深度学习的学习状态必须是聚精会神的、全心投入的；其次，深度学习的学习过程是基于深入理解的，经历对学习内容的了解——理解——见解的逐步深入的过程；再次，深度学习一定是学习者的切身体验、反思感悟与调整改进；最后也是最重要的一点，深度学习的结果和经验是可以迁移的，是可以在新情境下解决新问题的，这也是深度学习的主要评价标准.

对于全神贯注、深度理解、介入真实情境解决新问题且具有反思感悟性特点的深度学习，即便学习的内容在若干年以后都忘记了，但是这种学习的过程、研究问题的方法、深度思考与反思感悟的习惯都是具体知识内容忘记之后还留给我们的，这就是可以带走（可迁移）的、真正属于学生自己的、终身受益的核心素养.

3.个性化和多样化的学习方式

个性化学习是指以反映学生个性化差异为基础，以促进学生个性化发展为目标的学习方式，为学生量身定制的不同于他人的学习策略和学习方法，使其有效的学习.有了个性化的学习，就产生了多样化的学习，多样化的学习就是学生综合调动各种感官，采取多种方式的有效学习，即动脑想，想得明白；动口说，说得清楚；动手写，写得规范；动情享，享得愉悦.包括探究性学习、合作学习、体验式学习、微格学习、体验感悟式学习、实践性学习、项目式学习、STEM式学习、任务驱动型研创式学习等等，这些个性化、多样化的学习方式都是具有“四动”体悟特征的自主学习和深度学习.

4.大数据云学习

云学习就是基于大数据、以云技术为支撑的，在云计算（Cloud computing）环境中进行的泛在化、个性化的自主学习.云学习具有互动探究、开放式泛在化、自主个性化、可持续发展等特色.大数据云技术为个性化和多样化的以学习者为中心的自主学习提供了强有力的技术支撑和技术保障.而云学习本身也是一种以学习者为中心的自主学习方式.

三、“高中数学未来教室”的建设：“人”“物”“境”三管齐下

“高中数学未来教室”的建设要“人”“物”“境”三管齐下，“人”是第一位的，教育者的价值理念决定了价值取向，价值取向决定了教学行为，所以“高中数学未来教室”的建设首先是“人”的建设，即教育价值追求、教师专业信念、教师专业技术等方面的建设.接下来就是“物”的建设，没有物的硬件支持，美好的教育价值追求只能是一句空话，只能是飘在天空中的美丽云彩.“人”与“物”的交流互动，就构成了“境”，美好的教育价值追求在“人”与“物”的交流互动的环境下才有可能落地生根、枝繁叶茂、硕果累累.下面以江苏省锡山高级中学为例说明.

1.“人”的建设：专业信念、专业技术、专业社群、行动研究多方推进

关注“江苏高中数学未来教室”中人的培养，也就是在未来教室中的教师所应该具备的专业理论素养与实践能力，可以从以下几个方面着手.

（1）关注专业信念：读书是推进教师学习教育教学理论的最好方式，使读书成为教师专业生活的一种方式，开展读书活动，努力培养终身阅读的习惯.深刻领会数学学科的精神，树立勇于质疑、善于思考、严谨求实的科学精神，全面认识到数学的科学价值、应用价值、文化价值和审美价值，落实“以德树人”的根本任务，践行“学科育人”的价值追求.

（2）提升专业技术：激发教师学习新技术的热情，开展SEEWO智能触屏、超级几何画板、云教育技术、匡园深学系统等各种岗位技能培训，严格考核要求，提升教师的专业技术水平.

（3）建立专业社群：在兴趣的基础上，本着自愿的原则，建立专业社群，相互交流，共同成长.如借助于学校的无线网络，学校部分教师自发进行了基于手机、同频器等轻装备的教育教学研究并建立了“轻装备”专业社群.再比如部分信息技术与通用技术、物理、化学、生物与数学等多科教师打破学科本位，尝试建立重实践跨学科教学的STEM专业社群.

（4）开展行动研究：结合课题研究与项目创建，如江苏省教育科学“十二五”规划重点资助课题“高中数理化‘云基·自助式’学习的实践研究”（课题批准文号：B-a/2015/02/080）和江苏省基础教育前瞻性教学改革实验项目：“江苏高中未来教室——创新学习环境促进学习方式变革实践探索”，历时十余年，在教学目标叙写、课标分解、评价设计、理解教学、体悟教学、深度学习等方面做了实实在在的行动研究，真正落实在教学中研究，在研究中教学，力图解决教育教学实践中存在的真问题，做真研究.

2.“物”的建设：整体设计、分步实施、逐步到位

通过数字化信息采集系统采集学生的学习数据，基于数据的教学，极大地提高了教学的针对性，使个性化教学得以实现.多媒体设备更新换代，所有普通教室、功能教室、实验室等教学场所全部更换为全媒体SEEWO一体机，大大提高了课堂教学的效益.大数据教学系统在全校进行推广应用.

3.“境”的建设：大数据云学习教室、深学智慧教室主体架构“江苏高中数学未来教室”

（1）大数据云学习教室：探索教学的实时互动反馈

云教室是“江苏高中数学未来教室”建设的重点学习空间环境.在大数据云学习教室环境下，学生或自主个性化深度学习，或与他人（教师和同学）实时互动、合作交流，真正推进了“互联网+”下的学习环境创新，探索了教学的实时互动反馈，实现了学习方式和评价方式的变革.

（2）深学智慧教室：“匡园深学”系统初见成效

“匡园深学”系统的主要硬件由教师端（安卓平板）、授课端（教室一体机）、学生端（安卓平板）构成.教师应用浏览器进行备课、命题，应用平板批改作业、分析学情.教师备好课后在网上发送到授课端，教师在教室的电脑上利用客户端打开课件直接上课，在上课过程中与学生端实现实时互动.

四、“高中数学未来教室”教学实践探索

“高中数学未来教室”有了“人”“物”“境”的建设，接下来就要进行教学改革实践探索，盘活“人”、“物”、“境”，实现学生学习效果的变化.下面以基于云数据证据的教学评价为例，说明大数据云学习教学改革的实践探索.

在教学评价中，如何便捷地、实时地、准确地获取学生学习证据，并作出课堂调整，布置基于证据的课堂作业是个难题.在云技术支撑下，可以通过点阵数码点阵笔获取证据，通过平板电脑对数据进行实时处理并反馈给任课教师，在借助大数据系统进行作业个性化定制，最后由云平台进行课后个别辅导.整个流程是技术化的、实时化的、个别化的，有效地突破了教学评价技术瓶颈.

传统作业批改老师基于学生的纸笔练习，老师逐个批改作业，统计学生作业错误，要花费教师不少精力，如果要对每个学生一段时间的作业情况进行跟踪统计，那么要花更多的时间和精力，我们可以在极课大数据云技术支撑下进行练习的个性化定制和评价.极课大数据是一套学业采集与学情追踪的反馈系统，它以常态化学业信息（作业或考试）采集存储和集中式动态学业档案管理为基础，通过扫描仪或拍照进行图像识别，然后将图象上传云端，通过云计算技术，大数据分析，结合先进的IPH适应性教学模型来提升教学效益，使教学管理物联化、智能化与移动化.例如，学习了苏教版高中数学（必修2）《圆的一般式方程》后，批改作业时在每题相应得分框内用红笔标记，教师利用极课大数据系统扫描答题卡后上传云端，云计算即刻形成数据统计报告，教师的智能手机通过云端就能显示班级学生成绩、每个题得分优、良、中、差的比例以及得各等第的学生名单，如点击11题“差22.92%”框，则会显示10位错误学生的姓名（如图），课堂上教师可根据智能手机上显示的典型题错误学生名单让学生分析求圆方程的错误原因，还可以进行年级各班均分统计比较、每题正确率统计比较、每个学生追踪分析，形成班级和个人的错题报告，课堂上有针对性的重点分析讲解，学生也可以根据个人需要在云端下载错题，进行纠错订正.

五、结束语

“高中数学未来教室”建设的基本出发点和落脚点是以学习者为中心，创新学习环境、变革学习方式，让学习方式转向自主化、个性化、多样化、泛在化，发生指向核心素养的深度学习，提升可以带得走（可迁移）的、真正属于学生自己的、终身受益的核心素养.为此，我们正在路上，“云”在天上，路在脚下，“高中数学未来教室”，未来已来！