基于智能课堂的高中数学概念课教学设计研究

邱平元

（广州市南沙第一中学 广东广州 510385）

一、数学概念教学

数学思想是表达实际事物空间形态及其数学关系本质属性的一类思想方法，它最大的本质特征是高度抽象化。这样，也就导致了不少高中生对数学概念的学习出现了畏惧的学习心态，觉得数学概念是既十分难学而又十分枯燥无味的数学课，同时对数学概念的掌握也出现了一些的困难和现象。比如不少高中生们在掌握了数学概念的同时，由于对数学的内涵与外延的认识还不够深刻，所以往往模糊了相似数概念之间的差异和关联。又如，对于平面矢量与空量向量之间的关系认识也会常常模糊。还有，不少高中新生死记硬背数学的概念问题，而这种情况的发生也会造成了不少高中生们在做数学概念题时出现了不同的问题，而这些错误往往不但发生在概念问题。而且在回答选择题、证明题等大题时也都可能发生[1]。

二、数学概念教学设计

数学概念的教学设计，是指针对数学概念的具体特征与内容、学习者的具体学情、数学概念的教育方针和理论等，按照国家最新课程标准要求的有关规定，根据教与研的基本原理与方法将数学概念的教学活动过程进行资源整合，进而提出数学概念教学活动的基本方法，并对数学概念课程教学初步设计阶段方法做出必要而具体的反思，同时通过剖析存在的教学方面的新问题来对数学概念的教学课程总体设计方法加以修正与完善。而本文中的高中数学概念课堂设计就是在智能课堂的信息化教育环境要求下，运用现代计算机技术和高中数学概念学习的思维方式与原理，以学生学习为中心，制定高中数学概念课堂的教育具体方案，并科学地安排了教育过程的各个环节与要求，指导基于智能课堂设计的高中数学概念课堂教育方案设计工作，以达到在高中数学概念教育教学过程中的整体优化[2]。

三、将智慧课堂技术应用于高中数学新概念课程的研究优势

1.抽象探究直观化与模型化

高中数学概念存在着很强的抽象性，但如果利用智慧课堂等信息化教学课程平台并运用信息化多媒体技术，就可以使学习者亲自感受高中数学概念的生成过程，从而可以把所有关系高中数学概念的现实问题都抽象出为数学模型。处理高现实问题的数学模型构建过程是指探索并掌握高中数学概念的过程，利用数学模型将互联网技术整合到高中数学概念课中，以达到将抽象的高中数学概念直接化、将复杂的高中数学概念精细化。同时，借助利用智慧学堂等信息化的教育平台，构建数学模型并加以简单分解，指导高中学生在直接具体的事件中，抽象化地总结出高中数学概念的具体含义，从而深入地灵活运用高中数学概念。例如：在教学对数和指数的单调性时，可教师以充分利用数学几何画板，通过调节a的值，图像会随着a的变化而变化，使学生对指数函数和对数函数的单调性有非常直观的理解。

2.学习体验情景化与多样化

在智能课堂中，要使学生对几何理论的把握与对几何方式更好地了解，一个很关键的基础条件就是创造理想课堂情景。在当前“互联网+”时代背景下，智能课堂可以为学生把握数学概念创造丰富多彩的理想课堂情景，同样也为发挥学生主动学习能力提供了重要的保证。但高中数学理论教材中多以抽象式的高中数学概念为主，学生如果在数学课堂上单纯地通过老师的讲解与学生的想像来理解高中数学概念，就很难在实质上完全把握高中数学概念的内容和外延。所以，在数学专业概念课中，课程导入时也要求老师精心设计好课堂情景，也可利用多媒体手段创造课堂情景，比如：老师可以运用动画录像、彩色图片、短录像、音频等方式，创造贴近生活的问题情景来调动学生的兴趣，从而唤起学生对数学知识探究的强烈求知欲，从而帮助学生在一定的情景中深刻感受数学概念的产生过程，为学生进一步理解抽象晦涩难懂的数学概念进行铺垫。同样，老师也可以使学生深刻感受到数学概念源于日常生活，并服务于日常生活，从而深刻体会到数学概念的真美。

3.教学评价即时化与全面化

与传统常规培数字概念课堂的教学方式比较起来，在计算机技术支持下的数字智慧课堂教学方式更具有个人特色，可以更有效地对学习者的课堂学习状况实施主动的认知评估。它能够在数字概念课堂教学的全部阶段中实施主动的认知检测与评价，既包含在课程中对数字知识预习阶段测试结果的及时反映与评价，也包含在课前对其数字概念学习状态的及时反映与即时评价，还包含在课后的实施结果的跟踪反馈，从而做到了对学习者全方位、及时、动态的分析和综合评估。智慧课堂课堂教学和只通过考试成绩来评判成绩的常规课堂教学相比，不但改变了常规课堂教学中的评判结果主观性明显、评判方法片面和落后的现状，而且也能够培养学生的创新精神和实际创新能力[3]。

四、智慧课堂数学概念课中存在的问题

1.课前对数学概念的机械学习

在过往的调查研究中，可以发现，在高中数学概念课上课前的练习过程中，部分学员对于基础数学概念的掌握往往草草了事，只为应对老师，根本就不会认真预习。而在“圆的方程”这一节课程中，根据老师在使用平板计算机进行上课观察时的结果发现，学生在完成了老师上课前自主练习测试题中的两道概念回顾的填空题与六道选择题中，一般用时间均为七分钟以内，有部分学生的答题时间甚至只有二分钟以内，不但错误率还比较高，而且学生之间并不能对自己的问题展开线上互相沟通和探究。由此可见，中小学生在对课堂之后自主预习时的态度并不端正，敷衍性极强，也不能仔细去了解、探讨数学本身的相关概念。同时，在课前预习过程当中，学习者即使产生了对定义的不认识，也缺乏合理运用线上的交流互动功能，与同伴和教师开展积极的线上交流。这就使得高中学生对数学概念的掌握仅仅是简单的机械练习，在掌握过程中并未把新的数学概念和原来的认识方法进行联系，而且未能将新旧学科理论加以融会贯通，从而形成了实质性的联系。

2.学校的资源整合不力，知识相对固化

俗话说，“月盈则亏，水满则溢”。老师也没能注意到如果讲解内容过多，会导致学生产生懈怠心态，非常不利于提高学生的智力发展水平和培育学生的创造力。另外，微视频的教学内容设计并没有创新性，教师只强调学生对数学概念的掌握，却忽视了对于学生学习兴趣、能力的培养。而在“抛物线的图像与方程”这堂课程中，由于老师们所给出的微视频只是将四十多分钟的课堂教学内容进行了一次压缩，也就造成了微视频教学内容过多，学生们无法消化吸收。同时，由于微视频的教学内容也是平平淡淡，并没有创新点子，而且“抛物线”的概念也都是老师通过微视频直接灌输给学生的，不仅导致了学生们对本节课程的教学兴致低下，而且还缺少了对抛物线的概念和抛物线的特性及其相互关联的深入思索。

3.教学过程程序僵化，课堂讨论不深入

经过教学考察中，可以看出，在智慧教学下，将高中数学概念课教学设计得更加程序化。在智能课堂教学上，老师不管数学概念课程的难度怎样，都是首先邀请数学小组代表去前面进行一个示范分享，而忽视了大多数学生的课前自主练习状况，也使数学概念的教学过程日趋形式化。例如，在“空间几何体”与“双曲线及其标准微分方程”课中，老师经过智能教学数据分析后发现，前者的学生课前自主检测问题完成率显然要优于后者，而老师们在课堂教学过程中所采取的方式却是大致相同的，从而忽视了数学概念的困难程度和学生主动学习的成效。

4.教学软硬件不完善

经调查研究表明，有部分学校互联网流畅性比较差，这会直接影响老师和学生打开微视频，下载教材、分享解题思路、上交学习作业等学习活动，特别是当几个班级在一起使用时，由于互联网的流畅性还不好，非常影响学生学习效果和老师教学时状态。另外，由于学校现有的智能App的教育功能还不全面，如教师批阅与修改功能还不够全面，现阶段仅支持对选择题的智能批阅与修改，而对于填空题、计算题等和解的答题，仍要求由老师自动批改等，都要在以后的实施过程中需要不断补充和完善[4]。

五、将智慧课堂技术运用于高中数学概念课程上的经验方法

1.优化课堂教学设计

老师可从改善课内学习资料的内容、培养学生在课前线上思考问题的意识两个方面着手。在教学资料建设上，首先针对微视频的建设可以针对本校学生的实际情况，成立一个准备组，大家分成单元录制微视频，在组中先集中准备，找到了这节概念课程的关键点、困惑点、问题点，然后大家就可以集中商议怎么准备，怎样录制。同时，在录制的微视频中也一定要注重趣味性，并要将难以掌握、容易混淆的知识点给学生们进行相应的提示。然后，对自主学习目标的制定，不但要注重于内容概念的呈现，而且还要有方法策略上的引导，并且针对不同的知识点也要制定不同的练习方式。最后，对于课中自主学习测试题以及其他材料的使用也应少而精，以防止学习者出现厌烦的机械复习心理状态，从而产生了对课前概念的机械复习方式。另外，还应实现个性化推送服务，以避免产生“优级生吃不饱，中等生吃不好”的情况[5]。

2.建立科学的教学评价机制

新课程标准也强调课堂教学评估不能只集中在终结的能力考核上，更应重视学生的学习质量、学习态度，以推动学生数学课程与基础素质的形成。所以，在智慧教学下，在数学概念课中，应形成科学合理的考核激励机制，充分发挥智能教学信息化对课程考核带来的信息统计分析、即时监测、设置学员成长信息袋的有效途径。将考核目标由强调学业成果的考核转化为强调知识能力提升的考核，既要包含学生学习活动中自学能力、学习能力、知识掌握的变化与提升的考核，又要包含对学生能够主动思考、认真思考、主动沟通、注意力集中、认真求实的学习态度的考核。因此，在对每个学生进行课程评估时，既要有形成性评估，也要有终结性评估，但又不能仅以同一本考卷来评判学校。虽然这种终结性评估确实促进了学习者的对知识记忆和掌握能力，却并不助于培养学习者的创新和学习。同样，评判主体也要多元化，不要只是局限于老师，也可能是学生自己或同学。科学的教学评估制度，可以通过考查学生学习的效果来考察老师课堂教学的效果，从而诊断学生在学习与老师课堂教学过程中的优点和缺点，并切实实现以评估促进教育改革，来拓宽学生的思考深度，从而推动学生的智力发展。

3.完善教学软硬件系统

首先，做好校园的构建。对于基于智能教室的高中数学新概念课程的学习，采用了"线上+线下"的混合式教学方法。互联网流畅性对于进行线上校园教育有着很大作用，高速的互联网可以为教师提供愉悦的课堂感受，提升他们的课堂效能。因此，这就需要高校应与互联网企业进行配合，提升高校互联网速，以保证教师的正常教和学的交流。另外，学校图书馆和学生宿舍等地都应该实现无线网络覆盖，以确保让学生随时随地学习[6]。

其次，完善的教学系统软件。目前，基于智能课堂的高中数学概念课教育仍处于摸索阶段，在教育过程中还面临着一些问题，但完善的教学系统软件是在智能课堂下实施高中数学概念课程教育的前提条件，同时也是智能课堂教育必须破解的问题。为了保证教育教学系统软件的完备性、方便易用，高校和软件开发商都应该逐步地加大度对教育系统软件的投入与建设，并通过更先进的技术手段，来充实和丰富教育教学软件App的功能，以保证线上教学的操作性与易用性。同时，高校还应主动地和其他正在开展智能教学的院校进行交流和互动，总结其成熟的系统建设经验，并定期聘请专家进行技术辅导，以不断地完善教育系统软件。