基于智慧课堂的小学数学教学应用研究

向丽华

摘 要 全球信息化背景下，各个国家都在努力的推进本国的教育信息化进程。智慧课堂应运而生，为小学数学教学提供了良好的互动平台。小学数学教师应紧跟崭新的信息化技术时代，掌握新的教学平台，充分了解新技術手段与教学设计重新整合、运用。从课前、课中、课后三个通用环节设计出小学数学的教学策略并进行实际运用和修正，为提升小学生数学能力做出积极的教育改革。

关键词 智慧课堂 小学数学 教学设计

中图分类号：G623.5 文献标识码：A

1教育信息化背景下的智慧课堂需求

全球信息化背景下，世界各国都在努力的推动本国的教育信息化进程。目前我国对教育信息化促进教育变革的问题也越来越重视，2010年10月，我国制定并颁布了《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2020年）》，在《纲要》明确提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响”。同时，我国将信息化推动教育教学改革纳入了《中华人民共和国教育法》，提出：“国家推进教育信息化，加快教育信息基础设施建设，利用信息技术促进优质教育资源普及共享，提高教育教学水平和教育管理水平。”教育信息化的快速发展，课堂教学需要得到变革、创新，在这样一个背景下，智慧课堂应运而生，使得智慧课堂、智慧学习成为当前教育信息化研究的热点。

新时代科学技术的腾飞，人工智能、云计算、大数据等先进技术的出现，为智慧课堂的出现提供了十分丰富的机会。智慧课堂往往以建构主义学习理论为指导思想，是一种基于动态学习数据分析的新型信息化的教学服务平台，是一种“云、网、端”结合应用的新型信息化课堂模式。智慧课堂在资源推送、教学设计、交流反馈等方面实现了数据化、智能化，是一场教学方式的全新变革。

2智慧课堂概述

2.1概念

唐斯斯、杨现民等在《智慧教育与大数据》中提出：智慧课堂是开放的课堂，是深度交互的课堂，每个学生都拥有一部智能学习终端，内置丰富的资源，并无缝对接云平台。

谢幼如教授在爱课堂网上开过一门课《智慧课堂教学》，此课程将智慧课堂定义为：智慧课堂是以培养具有高智能和创造力的人才为目标，依赖于大数据、学习分析等技术，实施学情诊断分析和资源智能推送，开展“云+端”学习活动与支持服务，进行学习过程记录与多元智能评价的新型课堂。

李祎在《基于电子书包的小学数学智慧课堂构建方法及支持工具研究》中提出：智慧课堂是指充分利用信息技术手段所构建的高质高效课堂。

目前大多数小学的硬件设备还未充分完善，但具备了基本的的技术硬件设备，从智慧课堂的现有水平出发，智慧课堂能依据教学理论和教学模式，合理有效地应用信息技术，在一定程度上克服传统课堂的弊端，对开展互动课堂和发展学生的高阶思维能达到较好的教学效果。

2.2智慧课堂研究综述

关于智慧课堂，学术界的研究主要集中以下几个方面：智慧教育、智慧校园、智慧教室、智慧学习、智慧学习环境、智慧课堂。

关于智慧教育，祝智庭、贺斌的《智慧教育：教育信息化的新境界》一文对智慧教育做了详细的阐述。首先对智慧与智慧教育的溯源、概念做了详细的介绍，在文中提出教育信息化需要智慧与创新，分析了我国教育信息化建设存在的一些问题，从而提出了“智慧教育作为教育信息化的新境界”，最后指出了智慧教育面临的机遇与挑战。

关于智慧校园，陈琳、王蔚等对智慧校园的智慧进行了本质探讨。在《智慧校园的智慧本质探讨》一文中，作者对我国智慧校园研究与建设进行了现状分析，对智慧校园“智慧缺失”的原因进行了分析，并从从智慧时代的高度、智慧教育的视角探讨智慧校园的智慧本质，最后提出了彰显智慧校园智慧本质的建设策略。

关于智慧教室，黄荣怀、胡永斌等在《智慧教室的概念及特征》一文中提出了智慧教室的“SMART”概念模型，可概括为内容呈现（Showing）、环境管理（Manageable ）、资源获取（Accessible ）、及时互动（Real-time Interactive ）、情境感知（Testing）五个维度，并提出了三种典型的智慧教室：“高清晰”型智慧教室、“深体验”型智慧教室、“强交互”型智慧教室。

关于智慧学习，陈琳、王蔚在《智慧学习内涵及其智慧学习方式》一文中指出：智慧学习是人类为适应和推动社会发展的新型学习，由创新学习、联通式学习、跨界跨学科学习、新型主动式学习、新型国际化学习、泛在学习等多种学习方式构成。

关于智慧学习环境，黄荣怀、杨俊锋《从数字学习环境到智慧学习环境》中提出了五种典型的智慧学习环境：支持“个人自学”的智慧学习环境、支持“研讨性学习”的学习环境、支持“在工作中学”的智慧学习环境、支持“在做中学”的智慧学习环境，支持“课堂学习”的智慧学习环境。

3基于智慧课堂的教学设计——以“雨课堂”为例

为方便提供一个智慧课堂的教学设计模式，基于智慧课堂的教学设计可按照常见的教学步骤分为课前、课中、课后三个环节来进行设计。

3.1课前预习——学情智能诊断

对于传统课堂，学生进行课前预习的资源，大多限于课本教材以及教师给学生布置的学习任务。网络发达的时代，学习资源琳琅满目，但是对于小学生来说，如何利用网络选择适合的资源是一件困难的事情。小学生在自主学习中，会遇到很多的困难和不解，常常由于问题得不到及时解决，导致了很多学生学习积极性受到打击。对于教师来说，在进行备课过程中，无法对学生的学情进行深入分析，大多只是凭借直观感受，因此，在进行教学设计中只能进行一步步假设，而不能快速做到对症下药。

对于智慧课堂，教师利用信息技术，能够很好的解决这一系列问题。教师首先制作好提供学生进行预习材料，然后通过信息技术手段将材料推送给学生，学生通过智能终端完成学习任务并提交给老师，此时，教师依据技术手段对学生的学习情况进行智能诊断，从而促使教师更好的教。

以“雨课堂”为例，教师应提前准备好教学资源，如微课视频、预习题等，通过“雨课堂”推送给学生，学生通过手机终端（微信）进行学习。当学完成预习的任务后，即可看到自己的排名、所用的时间以及答对的数量。“雨课堂”另外一个交互的功能“报告老师”，学生通过此功能将预习中遇到的问题，反馈给老师，老师根据学生提出的问题对自己的教学进行一定的调整。对于急需解决的问题，教师可以通过微信聊天或者班级微信群，及时对学生做出相应的指导。在教师端可以及时了解到学生的学习情况，通过学生的浏览记录，教师可以知道有学生是否进行了预习。同时教师端会自动统计学生的预习所花的时间和每位学生具体的答题情况，这些数据为教师的针对性讲解、个性化指导提供了重要依据。

3.2课堂教学——学习互动

3.2.1交互、游戏

建构主义认为，学习者在面对新事物、新知识的学习过程中，都是在原有知识基础上主动建构自己的知识体系，在学习过程中更强调主动合作交流，沟通协作共享去完成学习任务，并且学习是在特定场景中进行的，在实践活动中学习，亲身参与体验的过程中理解知识。 2014 年《地平线报告》谈到“未来2到 3年游戏和游戏化将走进课堂”。

对于小学生而言，游戏是他们的天性，在教学中涉及游戏要素必能吸引学生的兴趣，而且能够创设真实的学习情境。利用游戏的方式来进行小学教学，它的面向对象为 6到14 岁的儿童，恰好满足了小学生感知、注意和思维能力发展的认知特点。对大多数小学生而言，数学本身就是单调而乏味的学科，再加上传统课堂里枯燥的教学内容，会逐渐降低小学生学习数学的兴趣和主动性。

在《三角形的三边关系》这一内容中，教师可以通过交互小游戏游戏进行导入。教师课前设计好游戏并在上课前發到学生的智能终端。该游戏叫“警察抓小偷”，警察通过定位系统，发现小偷躲在火车站。从警察局到火车站有三条路可到达，第一条路与第二条路恰好围城一个三角形，第三条路与第二条路也恰好围城三角形。学生无论选择哪条路线，后台会自动计算所花时间，并在到达终点时提示学生。通过游戏亲身实践，学生得知走哪一条路警察最快抓住小偷。

教师运用信息技术制作小游戏并通过雨课堂学习平台发送到学生的智能终端，教师通过游戏创设问题情境导入课堂，让学生与游戏能更好地互动，实现学生与知识的“开放式”交互，无形之中提高了学生的学习热情。

3.2.2互动、课堂

本研究认为，在智慧课堂的关键在于利用技术创建良好的互动课堂，互动课堂教学有利于学生主动性和创造性的培养。在传统课堂中，师生之间的互动主要体现为教师口头提问，学生举手回答，或者学生共同回答。在智慧课堂中，学生能够自主使用智能终端，利用网络进行资料搜寻，完成学习任务。对于学生学习中存在的问题，教师能够即时反馈，及时评估，有利于师生之间的互动。同时，利用智能终端，学生之间可以共享学习资源，学习成果等，很好的体现了学生之间的生生互动。

在“雨课堂”学习平台中，教师在课上可以开启“弹幕功能”，在必要时允许学生提出问题或者回答问题，并投放到大屏幕上。教师还可以通过微信小程序，创建提问系统，学生通过扫描二维码进入，在课堂上，学生可以随时提出自己的不解，教师可以收到学生的问题。对于小学生而言，这两个功能操作简单，学生只需将文字输入到相应的方格内并点击提交即可。

3.3课后练习——个性化辅导

众所周知，传统课堂的弊端之一在于，学生的作业很难得到教师及时的反馈。在预习中已经提到“雨课堂”平台的功能，由此，教师仍可以通过雨课堂的功能，向学生推送课后练习，并且教师能够及时了解到，学生完成作业的情况。教师可以通过微信等通讯手段，向学生或者家长及时反馈情况，从而对学生进行个性化的指导。

除此之外，教师还可以自制微信公众号平台，依据学生课前预习和课堂学习情况发布针对性的布置作业任务，基于微信公众平台智能推送个性化课后练习。

4智慧课堂的小学数学教学应用案例设计：以《三角形三边关系》为例

面对小学生的学习特点，遵循小学数学的学科特点，结合智慧课堂的教学设计常用模式，运用智慧课堂平台资源推送、教学设计、交流反馈等智能化教学功能，以小学四年级的《三角形三边关系》为例，进行了课前、课堂、课后三个环节的教学活动设计。

4.1课前

教师熟悉智慧课堂教学平台，渗透智慧课堂教学相关理论，并掌握以下技能：如何利用智慧课堂的平台对学生的学情进行智能化、个性化诊断？如何利用智慧课堂的平台推送微课、练习等学习资料给学生？如何利用智慧课堂的平台布置作业给学生？如何利用智慧课堂的智能化分析功能对学生的学习情况进行分析和总结？

4.2课堂

以创设情境、教学内容、教师活动、学生活动、设计意图等几方面进行思考和设计，可为五个环节：

（1）创设情境：设计一个“警察抓小偷”的游戏作为导入，教师向学生智能终端发送游戏，学生先体验游戏，然后思考为何第二条路线最近且与三角形三边有什么关系？游戏导入和智能交互的设计意图是充分的吸引学生的学习注意力和学习兴趣，从而提高学习效率。

（2）自主探究：“拼三角形”，教师引导学生动手拼三角形，巡视学生的探究情况以及及时查看学生的问题。学生利用智能终端在平台上自主探究，动手拼“三角形”，并思考三角形三边有什么关系。教师通过智能答疑系统，及时发现学生存在的问题。自主探究环节，重点培养学生动手能力以及问题意识。

（3）答疑解惑：教师引导学生思考在探究中遇到的问题，对于学生无法解决的问题作出及时回答。学生共同讨论问题之后，仔细听教师讲解。师生共同讨论问题有利于促进学生的学习主动性。

（4）小组合作：探究“姚明一步是否能跨三米”的假设。教师通过教师端监控各小组探讨的进度，并进行课堂巡视，及时调查学生在探究过程中出现什么问题。同时，学生通过智能终端，共同探讨并做出解答。最后是展示分享探究成果。在这个环节里，完成提高合作探究能力的目的，通过师生、生生互动，提高教学效率。

4.3课后

课后的主要任务是总结、反馈。首先，教师可以利用智慧课堂的平台推送微课、练习等学习资料给学生，进行进一步的学习巩固。其次，教师可以利用智慧课堂平台反馈问题、作业给学生。最后，教师可以利用智慧课堂的智能化分析功能，对学生的学习情况进行分析和总结，并对学生进行个性化辅导。

（通讯作者：朱艺华）

基金项目：本文为2017年广西师范大学教育教学改革A类项目《科学与艺术结合的创新创业人才培养模式的长效性探索：创客工作室模式》成果之一。

参考文献

[1] 李祎.基于电子书包的小学数学智慧课堂构建方法及支撑工具研究[D].长春：东北师范大学，2016.

[2] 陈琳，王蔚，李佩佩，李冰冰.智慧校园的智慧本质探讨——兼论智慧校园“智慧缺失”及建设策略[J].远程教育杂志，2016，34（04）：17-24.

[3] 刘邦奇.“互联网+”时代智慧课堂教学设计与实施策略研究[J].中国电化教育，2016（10）：51-56+73.

[4] 唐烨伟，庞敬文，钟绍春，王伟.信息技术环境下智慧课堂构建方法及案例研究[J].中国电化教育，2014（11）：23-29+34.

[5] 黄荣怀，杨俊锋，胡永斌.从数字学习环境到智慧学习环境——学习环境的变革与趋势[J].开放教育研究，2012，18（01）：75-84.