教育信息化2.0背景下基于智慧校园建设的课堂构建

王 娜

（武警工程大学，陕西 西安 710086）

0 引言

以大数据、物联网、人工智能等先进信息技术为支撑的“智慧校园”建设，是将校园、学习、生活的保障等充分融合的一体化环境条件建设。理念指引实践，以数学课程教学为例，在“智慧校园”条件下，教师应该如何实践“以教师为主导、以学生为主体”的教学理念打造“智慧课堂”，如何将培养学生的数学思维和科学素养呢？

1 明确智慧课堂的内涵

1.1 以建构主义学习理念指导顶层设计

在智慧课堂构建的基本理念上，依据的是建构主义学习理论进行顶层设计。建构主义学习理论是互联网时代的核心教育理论，是网络环境下教育教学设计的核心理念，为智慧课堂的构建奠定了坚实的理论基础。

1.2 利用新一代信息技术构建智慧学习环境

在智慧课堂的支撑技术上，核心是基于动态学习数据分析和云、网、端的运用。采用现代化的分析工具和方法，对教学过程中生成的海量数据进行加工、挖掘和分析，基于数据处理和分析进行教学决策，区别于传统的教学评价模型和方法。

1.3 用新技术破解传统教学中的难题

传统课堂教学中长期存在不足，如始终以教师为中心、忽视学生主体地位、基于经验预设教学、难以实时评测、师生互动不够、缺乏课内外协作互助等，但如今都借助于智慧课堂信息化平台，以有效地解决过去的难题。

1.4 实施全过程精准化、个性化教学

在智慧课堂的实践应用上，实施课前、课中、课后的智慧教学全过程的应用。通过多元化、个性化作业推送、批改和数据分析，实施针对性辅导和分层作业，真正实现因材施教。

1.5 促进学生核心素养有效发展

智慧课堂的构建在形式上是利用新一代信息技术全面变革传统课堂教学的结构、形态，建立大数据时代的信息化课堂教学模式，提升课堂的信息化、智能化水平。在运用最新的信息技术创设的智慧学习环境下，提高课堂评价决策和交互协作能力，实现智慧的教和智慧的学，从而使每个学习者都能沿着符合个性化特征的路径成长，得到有效、充分的智慧发展。

2 理清智慧课堂的教育目标

2.1 教育资源的有效获取与存储

智慧课堂教育资源是指经过数字化处理，可以在计算机或网络上运用的教学资源。智慧课堂教育资源一般包括网络课程、声像资料、电子教案、数字化素材库等。智慧课堂教育资源的有效获取与存储是每一位教育工作者应具备的基本能力，也是每一位教师信息素养的集中体现，这不仅优化教学，也能促进师生共同发展。

2.2 实现零距离、高效的课堂互动

目前，智慧课堂推行的交互式教学系统打破了传统课堂教学的模式，真正意义上实现了“互动课堂”的概念。这种教学系统以互动为教学设计的中心切入点，依据现代多媒体、互联网、物联网、大数据、云计算等新技术与多种互动教学工具，进行一对一、一对多、多对一的观察交流、教学分享。

2.3 打破时空界限，转被动学习为主动学习

随着社会的发展，现在的学生不仅生活条件改善了许多，而且教学设备越来越先进，教学资源也越来越丰富。教学模式也由原来以老师教授为主的说教模式转变为多样化、个性化的教学，学生的学习也从以前的被动接受学习到现在提倡的主动探究学习。受到数字时代的冲击，电子技术和网络技术的进步，为人们提供了全新的学习手段和设备，从根本上改变了人们获取知识和信息的途径和手段。学生的学习方式可以不用依赖教师的讲授与课本，而是利用数字化平台和数字化资源，进行合作式、讨论式和自由式的自主学习。学生可以自由选择学习内容，打破时空界限。

3 智慧课堂实例

智慧课堂的教学准备花费时间较长，对教师要求较高。

在课前预习阶段，借助智慧教室平台，教师推送预习任务书，学生学习完成预习任务，针对性地课前提问。此阶段要求教师在备课时提前根据教学目标完成10分钟左右的微课制作，要求学生自主学习，独立探求知识点，初步达到了解的认知水平。

在课中内化阶段，以学生为主体，通过分组讨论、协作学习，举一反三、总结归纳等方式，结合智慧课堂应用平台，抢答、发弹幕等等手段，提高学生参与热情，将一元讲授式课堂变成多元讨论交流，帮助学生学会学习。同时，适时穿插与课堂内容相关的政治教育元素，帮助学生树立正确的三观，扣好人生第一粒扣子。

在课后巩固阶段，利用微练习强化知识，借助应用平台自我定位分层微测试，将习题解答式和问题研讨式作为练习主要形式；上传实例，开阔学生视野，丰富学生知识。

基于OBE理念的智慧课堂示例片段，以《工程数学》课程“最大似然估计”一节为例：

“最大似然估计”教学实施流程（各步骤根据授课内容不同，可灵活调整）：

（1）通过任务牵引，完成课前自主学习。

课前通过智慧教室应用平台“雨课堂”发布预习任务。教师根据教学目标设定任务，利用“雨课堂”推送微视频，预习资料，以及尼日利亚和阿根廷足球比赛、枪手射击比赛、摸球问题三个具体实例，让学生通过观看视频，阅读预习资料完成自学内容，利用三个具体实例，分析、归纳、总结估计问题的估计思想。

（2）结合探究讨论，突出课中成果实现。

第一步：课中首先讲评学生课前自主学习情况，进一步针对学生课前归纳、总结的结果展开讨论。引导学生得出最终对最大似然估计的思想达到统一认识——“一次试验就出现的事件（应该）有最大的概率”。（4分钟）

第二步：讲解最大似然估计的概念，鼓励学生自己用数学语言描述最大似然估计，培养学生的数学表达能力。（3分钟）

第三步：根据讲解内容，组织学生进一步讨论，什么时候可以用到最大似然估计的思想？引导学生利用课前的预习资料里“机器学习”的相关应用背景来讨论，可以利用雨课堂分组来进行。针对学生在讨论过程中遇到的问题，教师进行解答。通过各组代表发言，教师总结引导，得出问题（1）的结论——“模型已定，参数未知”。（5分钟）

第四步：在上述结论的基础上，教师引导，学生分组进一步讨论如何来用最大似然估计来对具体问题中的未知参数进行估计？

教师设问：“我们主要是要利用最大似然估计的思想来解决问题，因此看看其思想对应到题设中什么是‘一次试验就出现的事件’？”“出现的事件怎么来表示呢？”“什么是‘概率最大’？”，一步步诱导学生总结出最大似然估计方法的解题基本思路。教师设计的层层递进的问题链能帮助学生实现未知理论与已备知识的深层对话，不仅生动形象，惟妙惟肖，而且活跃思维，培养了逻辑思维能力和空间想象能力。（7分钟）

第五步：发布小组任务：以离散型随机变量的参数估计为例，让学生根据板书上总结的思路，总结具体解答步骤。各组讨论形成统一意见后提交，可以随机点名的形式抽取小组代表发言，活跃课堂气氛，防止学生思想懈怠。而后教师对各组发言进行总结，并统一利用最大似然估计方法的解题步骤，强调似然函数等相关概念。此部分解题步骤可板书，强化解题思路，加强学生理解，为后续问题的讨论提供借鉴。（10分钟）

第六步：对问题进行延展：推广至连续型随机变量呢？或者待估参数为两个呢？引发学生思考讨论，最终总结出上述几种情况的参数估计方法步骤。（5分钟）

第七步：抛出案例“海艇噪声估计问题”，让学生利用第六步总结的步骤解决。随机点名学生上传解题结果，进行学生互评，总结解题易出错的点。（6分钟）

第八步：当讲授完本节课知识点后，让学生与大家分享本节课的收获。如果学生积极性高可以自由模式，如果大家不好意思可以采用随机挑人，以游戏的形式结束本节课的学习。（4分钟）

（3）利用项目实施，实现课后成果评价。

通过智慧教室应用平台“雨课堂”布置作业——利用最大似然估计的方法解决某地涉恐人数估计问题，可以让学生拍照上传自己的作业，与传统交作业方式相比，学生更乐意拍照上传。同时发布课后拓展资料，鼓励学生以小组的形式完成作战效能评估的建模案例求解，开阔学生视野，提高应用能力。

教师对教学过程进行反思，通过反思调整优化教学设计，促进后续教学。学生根据雨课堂的作业反馈，了解自身学习目标达成情况，通过教师辅导答疑有针对性地查漏补缺，从而让每一个学生都高标准顺利达成学习目标，完成能力提升。