智能互联环境赋能小学数学教学方式创新

江 红

（福建省南平市武夷山市余庆小学，福建南平 354300）

引 言

2017 年《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》中指出，实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程。2018 年教育部办公厅发布《关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》，强调“推动教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革，积极有效开展教育教学”。自此，“人工智能+教育”的相关研究快速发展。在中央电化教育馆-英特尔“智能互联教育项目”2019 年度课题“基于智能环境的高效课堂构建策略研究”（立项号：191101）的引领下，课题组借助智能互联环境进行教学实践和探索，深入持续地开展了课题研究。下面，笔者就以小学数学教学为例，谈谈智能互联环境赋能教学方式的创新。

一、“在线导学”赋能混合式教学

随着教育信息化的深入，混合式教学得到越来越多的关注，它提倡将传统教学与数字化教学优势互补[1]。课题组利用“潜能在线—在线导学”系统创新混合式教学模式，更好地提高教学效果。模式范式：课前——自主学习，自学反馈；课中——任务驱动，混合探究；课后——延伸拓展，生活应用。

例如，北师大版五年级“展开与折叠”的实践课例。（1）课前——自主学习，自学反馈。教师设计“展开与折叠”在线自学卡，向学生推送两个学习资源和一个前置学习任务单。学生登录自学卡的导学点，观看微课和视频课程资源，完成前置学习任务。师生通过查阅预习成果，进行互动评价。教师梳理、整理出典型问题，并将问题系列化导入“问题库”，推送给学生讨论解决。（2）课中——任务驱动，混合探究。教师设计“展开与折叠”在线探究卡，从“查阅状态”反馈“调查生活中的包装盒、发现它们特征、展开正方体并进行分类”课前任务单，学生汇报个性化的自学成果。教师从“问题库”提取疑问引导探究。首先，学生根据问题选择分组讨论；其次，利用电子白板举例和演示正方体沿棱剪开后11 种平面展开图及4 个类别；再次，学生动手操作，分享将不同的平面展开图折叠成正方体的方法；最后，在“我说你猜”的互动游戏中互换角色描述立体图形的特征，充分体验正方体展开与折叠的关系。（3）课后——延伸拓展，生活应用。布置线上作业，上传到探究卡的答题点。①用所学知识制作小灯笼，并拍成图片；②补充完善“我的发现”思维导图。

该模式推广以来，学生逐渐养成预习的良好习惯，他们可以通过自主探究，发现和解决学习中的一些新问题。该模式赋予学生更多的自由，把知识传授的过程放在课外，把知识内化的过程放在课内，学生不仅学得好，而且学得快乐。教师根据学生的预习情况有针对性、有层次地启发、点拨、激发学生积极思维，使之达成学习目标，课堂上更多的是让学生去交流、实践、碰撞……学生在师生互动、生生互动、平等交流、教学合一中得到锻炼和提升。

二、“智能笔”赋能思维可视化教学

近年来，思维可视化逐渐引起了教育界的广泛关注，思维可视化教学将思维可视化技术与学科教学实践进行深度整合，它变传统的“知识灌输型”教育为“思维发展型”教育。课题组应用“梦笔智能—智能笔”创新思维可视化教学模式，大大提升了教学效能。模式范式：课始——展示生成，发现问题；课中——质疑探究，理解运用；课末——小组协作，即时反馈。

例如，北师大版三年级“分一分（一）”的实践课例。（1）课始——展示生成，发现问题。学生用智能笔画出表示整体“1”的实物，接着将整体“1”实物进行切分。教师分享学生分割整体“1”可视化的学习轨迹，使学生发现平均分和不平均分的差异，引发他们对分数的初步认识。（2）课中——质疑探究，理解运用。首先，学生借助智能笔在基础平面图形上画出1/2、1/3 等，能投射他们正确和错误画法的思维过程，促使学生讨论交流、思维碰撞，强化他们对分数的认知；其次，学生用智能笔动手设计一个美丽的转盘，并说明设计思路；最后，学生完成“分一分（一）”的检测练习，并通过智能笔自动校验，学生及时纠错。（3）课末——小组协作，即时反馈。总结收获，小组合作创作认识分数的思维导图，通过反馈及时调整知识构建。

该模式推广以来，学习过程完成了“现实空间—图形空间—逻辑空间—创造空间”的转换，抽象化思维过程变成可视化。特别是思维导图可以随着知识的增多而不断地得到丰富及美化，学生习得的越多，在思维导图上就能呈现出越丰富的内容。学生爱上了用思维导图分析问题的新方法，并且很多学生能对学科的知识点进行文图转换、归纳总结，提高了他们的学习效率。

三、“在线诊断”赋能教学质量评测

教学质量跟踪监测与评估既是督促学生学习的手段，也是考查教师教学效果的方式。它帮助教师及时调整在线教学策略，并在此过程中探索出适合的经验策略。课题组运用“虚拟考场—在线诊断”创新质量评测模式，让教学的实效可测可控。模式范式：课前——预习检测；课中——即时检测；课后——作业检测。

例如，北师大版一年级数学“认识图形”的实践课例。（1）课前——预习检测。在“在线诊断”布置两道和教学相关的填空题：①请说出立体图形的名称；②这些“脚印”分别是谁留下的？学生提前五分钟登录平台答题，系统快速地检测到学生的预习情况和学情基础。（2）课中——即时检测。利用“在线答题”功能，以选择题的形式对课堂教学的重点内容进行检测。①数一数，各有几个这样的立体图形？②搭积木的时候通常把哪种立体图形放在最下方？教师对课堂教学效果进行即时反馈，及时发现学生的错误，并对有针对地进行解答和讲评。（3）课后——作业检测。课后布置两道“图画题”来检测学生知识掌握的情况，一个是绘制立体图形思维导图，另一个是在日常生活中应用立体图形特征的实例和蕴涵立体图形的建筑图片，找一找，描一描它们的样子。教师进行批阅，优秀学习成果还可以与其他同学共享。

该模式推广以来，学生可以了解自己本堂课的学习效果，发现自己在学习过程中存在的问题，进一步调整自己的学习策略，使学习效果最大化。而对于教师而言，评测系统通过自动批改，形成可视化学习成像图表，并根据评测的结果做出数据分析，便于教师观测学生的学习情况，督促他们进行高效的学习，及时了解他们在学习中存在的问题，并给予学生有针对性的教学辅导，使课堂教学更具时效性。

结 语

身处教育信息化2.0 时代，受惠于智能互联环境所赋予的强大能力和动量，广大教师可以借助创新混合式教学、思维可视化教学、教学质量评测的方式，优化课堂教学资源配置、突破学习时空限制、适应学习个体差异、满足个性化学习需求、促成教学方式和学习方式转型。我们相信，伴随着“人工智能+教育”应用的不断研究和实践、教与学效率的不断提高，智能教育最终会促进师生共同发展，培养满足时代需求的人才[2]。