高中数学智慧课堂教学的应用

山东省寿光市第一中学(262700) 董江春

在人工智能时代,智慧课堂教学在各种科学技术支撑下达到了线上与线下、课内与课外、虚拟与现实的全方位、多角度、跨时空的应用效果,真正展示出课堂教学的无穷智慧。

1 智慧课堂的概念界定和体系架构

1.1 智慧课堂的概念界定

所谓智慧课堂,就是以提高课堂教学效果和提升学生核心素养为目标,借助于先进的人工智能技术所构建的智慧、活力、高效的课堂。智慧课堂基于 “云—台—端”智能化服务平台,打造信息化、数据化、交互化、虚拟化、智能化学习环境,实现线上线下相互融合、课内课外相互融合、虚拟现实相互融合,让学生获得更好的学习体验。其中,智慧课堂的 “云—台—端”为课堂搭建科学的软硬件环境,如图1所示。

图1 智慧课堂的“云—台—端”功能框架

1.2 智慧课堂的体系架构

智慧课堂的体系架构是由各种先进的人工智能技术、师生、管理者组成以及完整的教学流程构成的一种新型的智能化课堂,如图2所示。

(1)智能资源服务层

该层是智慧课堂的基础服务层,其中包含了智慧课堂所需要的课堂标准、教育管理信息、题库系统、电子教材、动态数据等各种资源基础。该层采用大数据分析、数据挖掘、动态推荐等关键技术,为整个智慧课堂的正常运行奠定坚实的资源基础。

(2)智能评测服务层

该层提供智慧课堂的考核评价,对于智慧课堂中的各种过程性动态数据进行搜集、整理、分析,改变传统的评价方式,使得教学评价变得更加智慧化、科学化、全程化。

图2 智慧课堂的体系架构

(3)智能终端服务层

该层为智慧课堂的各类型用户分别提供有针对性的个性化终端服务,管理者、教师、学生、家长都可以通过台式电脑、智能手机等各种各样的终端应用工具来访问智慧课堂,获得个性化的教学管理体验。

(4)智能教学应用层

该层对智慧课堂的整个流程都提供应用支撑,做好课前的教学规划、学生预习工作,课中的教学组织、动态测试,以及课后的总结反思、作业布置等一系列的工作。

2 高中数学智慧课堂教学模式的特征

2.1 感受体验情境化

高中数学课堂教学中包括众多的概念、定理、公式等,单纯凭借学生自身进行学习,不利于深入掌握相关知识。而借助智慧课堂,采用各种智能化技术,让学生在图文并茂的生活化数学情境之中进行学习,能够激发学生的学习积极性,让学生获得生活化的数学体验,从而能够深入掌握复杂抽象的数学概念、定理、公式等。

2.2 抽象探究模型化

借助高中数学智慧课堂,引导学生构建数学模型,将会使复杂的问题简单化,抽象的问题具体化。

3 高中数学智慧课堂教学模式的构建

以高中数学概念课为例,进行高中数学智慧课堂教学模式的构建。

3.1 高中数学智慧课堂教学模式总体设计

数学智慧课堂旨在提升学生的数学能力,发挥学生的主体地位。

在课前,学生预习将要学习的数学知识、自行参与测试,教师则明确学生的预习内容,科学合理地做好教学设计;在课中,最大限度地发挥出智慧课堂的人机交互作用、小组合作作用,通过师生、生生之间的良性互动,让学生深入掌握数学知识;在课后,教师布置个性化的作业,并提供针对性的答疑点评,达到查漏补缺的目的,同时通过网络观察学生的课后复习进度并适时予以指导,切实保证教学效果。

3.2 高中数学智慧课堂教学模式总体流程

高中数学智慧课堂教学模式总体流程如图3所示。学习方式包括：情景导入、确定目标;自主活动、获取新知;相互展示、互动学习;总结复习、课外深化。教学流程包括：问题驱动、获得体验;探索实践、温故知新;学习新知、能力锻炼;布置作业、总结升华。技术支持包括：资源共享、环境搭建;协作交流、学习知识;相互展示、实时监测;智能点评、个性答疑。

图3 高中数学智慧课堂教学模式总体流程

4 高中数学智慧课堂教学模式的应用步骤

4.1 问题驱动,获得体验

在高中数学智慧课堂中,采用各种智能化技术以及丰富的线上资源,设置具体的数学问题来驱动教学。问题驱动的方法包括：讲述数学故事和数学史,设计数学实验,讲述生活中的数学案例,等等。

4.2 探索实践,温故知新

在问题驱动的基础上,教师引导学生进行探索实践,让学生通过自己动手操作来深入掌握数学知识。学生可以利用电子白板、几何画板等数学工具来探索实践,在动手操作中内化所学知识。

4.3 学习新知,能力锻炼

通过引导学生对新知识的学习,让学生更好地锻炼自己的能力。教师借助于移动终端设备开展小组互动学习,并通过智能抽题、智能挑人、限时测试、随机抢答等方式,锻炼学生在规定的时间内随机应变的能力。

4.4 智能点评,个性答疑

教师结合学生的学习情况,进行智能点评和个性答疑,让学生深入掌握数学概念。与此同时,为满足不同水平学生的学习需求,教师可以向学生推送相应难度的作业,使学有余力的学生拓展学习。学生也可借助智慧课堂导出课堂教学资源,及时进行课后测试,整理自己的错题库,形成错题资源,从而使自己更好地得到反思,提高自己的学习能力。