数学智慧课堂的构建

刘其武

摘   要    智能技术与课堂教学的深度融合促进了学习方式的转变，促成了智慧课堂的出现。本文从智能技术的应用角度界定了数学智慧课堂的内涵，并列举教学案例，从教学内容、教学问题、教学过程、教学对象等方面提出数学智慧课堂的构建思路及教学策略。

关键词    数学智慧课堂  智能技术  构建思路

什么是智慧？《辞海》上解释为“对事物能认识、辨析、判断处理和发明创造的能力”。智慧是人在活动过程中，在与人的交往过程中所表现出来的应对社会、自然和人生的一种综合能力系统。智慧教育的核心是培养学生的创造性思维和解决问题的能力[1]。在信息时代，智慧的生成需要新的教育理念的指导和智能技术的有效参与，着重解决原有教育体系中由于没有更好的手段和环境，所导致的教育共性和本质问题。正是智能技术与课堂教学进入深度融合的新境界，智慧课堂应运而生[2]。

一、数学智慧课堂的内涵

数学智慧课堂是指在智慧教室，或数学学科教室、数字纸笔教室等智能教室中，教师组织、引导学生所开展的智慧教学和智慧学习活动;在智能技术支持下，通过变革教学方式，构建智能化、数字化、活动化、个性化的课堂教学环境，促进学生智慧生成的新型课堂。在数学智慧课堂，教师对教学全过程进行实时监测与分析，动态调控教学方式与方法;精准引导学生学习，优化学生学习路径;提供深度理解数学知识与形成应用能力的途径，为培养学生系统思维能力和创新思维能力提供方法。在数学智慧课堂，学生积极主动投入学习，自觉参与数学知识的体验和探究。学生学习兴趣浓厚，在教师的帮助下，及时找到适合自己的学习环境和学习方法，根据自身需要参与个性化的学习。课堂教学从学生被动接受转变为自我体验与探究的创造性学习。

数学智慧课堂主要有以下特征：其一，能够动态、全面、精准地采集到每一个学生的学习结果和方式的大数据。其二，能够实时分析学生个体和群体学习情况，建立个性画像。其三，能够为每个学生构建反映学习情况的知识与能力图谱。其四，能够分析群体共性学习规律，优化教学与学习路径，精准调控教学。其五，能够提供深层次理解、体验和探究知识的工具、套件和学习资源。其六，能够根据画像和图谱，安排迭代训练，动态完善、优化套件和学习资源，引导个性化学习。

二、数学智慧课堂的构建

1.拓展学习空间，优化学习环境

根据数学智慧课堂的特征，创建数学智慧课堂应该从拓展学习空间、优化学习环境开始。重点从以下三方面入手：其一，改变常规教学资源单一的教学模式，形成学习资源的网络化。其二，充分利用智能技术，提供教学工具的多样化。其三，主张课堂开放性，实现师生关系的平等化，即建立和谐、融合、温煦的学习环境。

2.搭建智能平台，促进多维交流

智能技术为教师、学生、资源、硬件和软件之间的交流互动提供了技术支持。在课堂上进行多维互动、促进高效交流是构建数学智慧课堂的重要保障。即充分利用智能技术，促成“教师与学生、学生与学生、教师与资源、学生与资源、教师与硬件、学生与硬件、教师与软件、学生与软件、硬件与软件”等各种维度的交流互动。通过各个系统的互联互通，在“自然而然”的多维互动中，引导和促进学生开展智慧学习。

3.开展个性学习，改善学习方式

现代信息技术改善了传统的学习方式，形成了智能环境下的建构式学习新模式。构建数学智慧课堂要特别注重人的“个性化”和“主动实践”的教学，引导学生自主参与教学过程、自主探索新知识、主动实践知识的应用。主要体现在以下三个方面：其一，让学生承担学习的责任——学会自主学习。其二，实现因人施教——个别学习、合作学习、交互学习、探究学习。其三，形成对信息采集和转化的研究性学习，提高学生的核心素养。

4.创设探究情境，激发创新意识

智能技术的动态呈现创设了探究的情境，给学生提供具体、生动、动态的形象，调动了学生的多种感官。智能技术的模拟功能也为数学实验提供了机会，在解决许多问题时都采用“观察——实验——发现”的思维模式，大大锻炼了学生的创新思维[3]。因此，构建数学智慧课堂就是要为学生提供学习的探究环境和获取新知识的探究工具，促进学生积极思维，激发他们的创新意识。

三、数学智慧课堂的教学策略

1.开展智慧备课，把教学内容问题化、信息化

数学智慧课堂从智慧备课开始，教学内容问题化、信息化是创建智慧课堂的前提。即教师把所教的内容设计成若干问题，或设计一段情境让学生提出问题，或以某些信息的形式传递给学生，让学生在学习过程中主动建构知识。教师以数学知识网络为主线，以数学思想方法为先导，按学生学习的需求建立形式多样的智能电子资源。其主要包括课内学习资源，如教学课件、微课视频、导学案、课堂智能检测题;课外学习资源，如趣味数学、数学建模、数学文化、試题库等等。学生根据教师布置的学习任务，以及教师指定的学习路径，充分利用教师提供的学习资源进行自主学习。

比如在备“三角形内角和”一课时，首先，教师把教学内容问题化：（1）三角形内角和几度？你是怎么得到的？（2）三角形的外角与内角有何关系？为什么？（3）三角形外角和几度？如何证明？其次，以问题为导引，教师充分利用智能技术把教学内容信息化。教师为学生准备以下电子资源：三角形内角和与外角和的推导说理课件、理解三角形内角和与外角和定理的微课视频及用测量法求三角形内角和与外角和的“几何画板”软件等等。最后，教师根据学习内容和电子资源，为学生设计出学习路径。

2.改变数学知识呈现形态，把教学问题形象化、生活化

贴近生活的学习素材、优美的画面呈现、丰富多样的学习方式是促进学生智慧学习的重要手段。智能技术改变了数学知识的呈现形态，为学生提供形象、生动的教学画面，创设了生活化的学习场景，展示了数学知识的形成过程;激发了学生的学习兴趣，便于学生感受数学现象，理解数学知识，揭示数学本质。所以，教学过程中，教师应充分利用智能技术的虚拟仿真和动态功能，设计出形象化、生活化的课件，便于学生理解，促进智慧学习。