信息技术支撑小学数学智慧教育的案例设计

陆迪凡++葛晓静++钟永江++刘书娴

随着信息化时代的到来，信息技术越来越多地被运用于人类的学习、生活、工作中。它影响着我们生活的方方面面，且已成为当今世界发展的重要内驱力，与此同时在信息技术的推动下教育也正在发生重大变革，先进的教育、学习理念大量涌入，推动现代教育的发展，在不忽视基础能力的前提下，更强调智慧发展，从数字教育转向由信息技术支撑下的智慧教育已是教育发展的必然趋势。在智慧教育理念的指导下，小学数学教育必将发生巨大变化。本文在分析智慧教育及其特点、信息技术为教育带来变革的基础上，设计一个小学数学智慧学习案例，希望为广大智慧教育工作者提供有益参考。

● 智慧教育

1.什么是智慧与智慧教育

智慧，按中文解释是“能迅速、灵活、正确地理解事物和解决问题的能力”。它是人类先天遗传与后天环境交互作用的结果，而后者对智慧的作用更为巨大。因此，需要创设良好的学习环境和社会环境，不断促进学习者的智慧发展。信息时代，随着现有“数字土著”（指出生于20世纪80年代末、90年代初及其以后的年轻一代人）成长以及新生“数字土著”的诞生，他们的学习风格、认知方式、行为模式、情感模式与传统教育存在根本区别，客观上要求新型的学习环境和教学方式，以契合“数字土著”独特的学习方式、体验方式以及价值取向。因此，信息时代、知识时代的智慧教育与农业时代、工业时代的智慧教育在基本内涵、方法手段、支持环境上存在显著差异。本文所指的智慧教育专指信息技术支持下，为发展学生智慧能力的教育。

2.智慧学习环境的基本模型

我们认为，信息时代智慧教育的基本内涵是通过构建智慧学习环境、运用智慧教学法，来促进学习者进行智慧学习从而提升成才期望，即培养具有高智能和创造力的人。

因此，发展学习者的智慧是智慧环境、智慧教学和智慧学习的出发点和归宿。智慧学习环境构建的基本模型如图1所示，①智慧学习环境主要由学习资源、智能工具、学习共同体、教学共同体、智慧学习方法和智慧教学方法等要素构成。②学生和教师通过智慧学习方法和智慧教学方法与其他四个要素相互关联、相互作用，共同促进学习者有效学习的发生。离开了智慧学习方法和智慧教学方法，智慧学习环境就不是学习环境了。③有效学习的发生是个体建构和群体建构共同作用的结果。学习共同体强调学习者的互动、协作、交流；教学共同体是教师共同学习、协同工作、寻求持续专业发展的统一体。④学习资源和智能工具同时为学习共同体和教学共同体提供支持。学习共同体和教学共同体的发展离不开资源和工具的共同作用，各类智能工具为学习环境的“智慧”提供了全面支持。同时，学习共同体和教学共同体为资源和工具的进化起到了促进作用。

综上所述，智慧教育要落地生根、开花结果，需要以智慧学习环境为技术支撑、以智慧教学法为催化促导、以智慧学习为根本基石。

● 智慧课堂的构建及其应用分析

泛在网络以及移动通信技术和设备的不断发展和完善，使利用随身携带的智能终端进行无时无刻、无处不在的学习成为可能，这也为智慧教育环境的建设奠定了基础。智慧教育环境有很多种，包括智慧教室、智慧校园、智慧图书馆等正式的教育环境，以及智慧家庭、智慧社区、智慧探究基地等非正式的教育环境。这里对智慧教室的组成做了简单分析。

如图2所示，智慧教室包括社会化云平台、网络、电子白板、电子书包、交互电视、教师、学生。其中社会化云平台包括云资源（各种多媒体素材、微课素材等）、云教学、云学习、云管理。教师可以在云资源中下载并选取合理有效的教学材料，然后在云教学中进行备课、指派与批改作业、生成班级诊断报告。学生则可以在云平台中记电子笔记、回顾学习历程、接收诊断报告、进行补救学习。同时在云平台中，教师也可以与学校管理单位、学生进行交流互动。在智慧课堂中，教师通过电子白板进行知识呈现，学习小组与学生个体可以通过交互电视与电子书包进行协作学习以及与教师的互动。其中学生的课堂任务以及作业可以通过网络上传到云平台，教师登录到云平台中进行批改诊断，再通过网络发给学生。

这样的智慧课堂有以下几个特点：①减轻学习者认知负载，使其可以用较多精力在较大的知识粒度上理解事物之间的内在关系，将知识学习上升为本体建构。②拓展学习者的体验深度和广度，从而有助于提升学习者的知、情、行聚合水平和综合能力发展。③增强学习者的学习自由度与协作学习水平，从而有助于促进学习者的个性发展和集体智慧发展。④给学习者提供最合适的学习扶助，从而有助于提升学习者的成功期望。

● 智慧教育有效提升数学学习

数学学科是小学最基础的学科，它具有内容抽象、逻辑严密、应用广泛等特点，在智慧教育理念的指导下，教师可以通过智慧教育来培养学生的抽象思维能力，让学生学会思考、主动探究。

首先，以任务驱动式教学方法入手，提出实际生活问题，激发学生探究解决问题的兴趣，主动去探究体验。其次，教师利用信息技术创设更加生动的智慧情境，提供有效的智能探究工具和丰富的学习资源，让学生产生好奇，主动探究其中缘由。在智慧教育过程中，教师要注意引导学生而不是指导学生，要让学生学会自己思考，完成意义建构，扩充自己的思维图式。再次，教师要引导学生对学习过程及思维方式进行反思总结，并对学生的自主探究过程进行评价反馈。这样学生就会在智慧环境中透过现象看到问题的本质，这样的反思式思考会强化训练思维，才会真正做到教师智慧地教、学生智慧地学。

● 案例设计

《组合图形的面积》教学设计

1.教学内容分析

本课是北师版小学数学五年级上册第五单元的内容——组合图形的面积。是在学生已经学习了长方形、正方形、平行四边形、三角形与梯形的面积计算的基础上，进一步探讨研究求组合图形面积的方法，培养学生能够结合实际情境来解决具体问题，有利于发展学生的空间观念。

2.教学对象分析

根据学生已有的生活经验，通过直观操作，对组合图形的认识不会很难，因为在第二单元学生已系统学习了平行四边形、三角形和梯形的面积的计算方法，尤其是渗透了转化思想，这些都为本节内容奠定了基础。在此基础上学习组合图形面积，一方面可以巩固已学的基本图形，另一方面能将所学的知识进行综合，提高学生综合能力。

3.教学目标

知识与技能目标：通过完成显示生活中与图形面积相关的具体任务，发现、探索计算组合图形面积的多种方法，感受转化思想。

过程与方法目标：能根据各种组合图形的条件，有效地选择计算方法并进行正确的计算。能运用所学的知识，解决生活中组合图形的实际问题。

情感态度与价值观目标：通过现实的数学活动，培养方向意识，体验数学与生活的密切联系。激发学习兴趣，培养认真学习的态度。

4.教学重点、难点

重点：掌握组合图形面积的计算方法。

难点：把组合图形转化为已经学过的基本图形。

5.教学过程

①情境引入。教师在师生互动教学平台上，通过创设动画情境，给学生安排打扫公共区的任务。

设计意图：创设动画情境，可以帮助教师解决问题。

②独立探究，合作学习。如图3所示，课件中呈现三个组合图形，给出必要的数据。教师让学生自己选择图形进行分析探究，可通过任意辅助线分或补，小组讨论分析的方法。根据学生的回答，教师适时引导，并推送每个图形不同的解决方案。学生分析图形的特点及方法。

设计意图：通过教学平台中的工具软件，让学生分析探究每个图形不同的解决方案，从而激发参与热情，引发深度思考，体验成功的喜悦。

③自选图形，巩固练习。课件出示随机抽取动画来激发学生学习兴趣，抽到第几组，学生就进入第几组的题库。学生完成后，还可以根据自己完成练习的情况，再进入挑战组进行练习。

设计意图：学生通过自选题库，既达到练习、巩固的目的，又满足了不同程度学生的学习需求。

④学以致用。数学源于生活又回归生活，教师通过课件出示情境，让学生用学到的知识解决生活中的难题，达到教学的目的。

设计意图：通过解决实际生活中的问题，让学生感受数学在生活中无处不在，激发学生学习数学的兴趣。

⑤总结归纳，生活延伸。今天我们解决了什么样的问题？用了什么方法？（揭示课题：组合图形的面积；板书：分割、添补）课件出示一系列生活场景，每一幅图都用有色边框显示组合图形。

设计意图：让学生多层次、多角度谈收获体会，引导学生开阔视野。