山東省壽光市第一中學(262700) 董江春

在人工智能時代,智慧課堂教學在各種科學技術支撐下達到了線上與線下、課內與課外、虛擬與現(xiàn)實的全方位、多角度、跨時空的應用效果,真正展示出課堂教學的無窮智慧。

1 智慧課堂的概念界定和體系架構

1.1 智慧課堂的概念界定

所謂智慧課堂,就是以提高課堂教學效果和提升學生核心素養(yǎng)為目標,借助于先進的人工智能技術所構建的智慧、活力、高效的課堂。智慧課堂基于 “云—臺—端”智能化服務平臺,打造信息化、數(shù)據(jù)化、交互化、虛擬化、智能化學習環(huán)境,實現(xiàn)線上線下相互融合、課內課外相互融合、虛擬現(xiàn)實相互融合,讓學生獲得更好的學習體驗。其中,智慧課堂的 “云—臺—端”為課堂搭建科學的軟硬件環(huán)境,如圖1所示。

圖1 智慧課堂的“云—臺—端”功能框架

1.2 智慧課堂的體系架構

智慧課堂的體系架構是由各種先進的人工智能技術、師生、管理者組成以及完整的教學流程構成的一種新型的智能化課堂,如圖2所示。

(1)智能資源服務層

該層是智慧課堂的基礎服務層,其中包含了智慧課堂所需要的課堂標準、教育管理信息、題庫系統(tǒng)、電子教材、動態(tài)數(shù)據(jù)等各種資源基礎。該層采用大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、動態(tài)推薦等關鍵技術,為整個智慧課堂的正常運行奠定堅實的資源基礎。

(2)智能評測服務層

該層提供智慧課堂的考核評價,對于智慧課堂中的各種過程性動態(tài)數(shù)據(jù)進行搜集、整理、分析,改變傳統(tǒng)的評價方式,使得教學評價變得更加智慧化、科學化、全程化。

圖2 智慧課堂的體系架構

(3)智能終端服務層

該層為智慧課堂的各類型用戶分別提供有針對性的個性化終端服務,管理者、教師、學生、家長都可以通過臺式電腦、智能手機等各種各樣的終端應用工具來訪問智慧課堂,獲得個性化的教學管理體驗。

(4)智能教學應用層

該層對智慧課堂的整個流程都提供應用支撐,做好課前的教學規(guī)劃、學生預習工作,課中的教學組織、動態(tài)測試,以及課后的總結反思、作業(yè)布置等一系列的工作。

2 高中數(shù)學智慧課堂教學模式的特征

2.1 感受體驗情境化

高中數(shù)學課堂教學中包括眾多的概念、定理、公式等,單純憑借學生自身進行學習,不利于深入掌握相關知識。而借助智慧課堂,采用各種智能化技術,讓學生在圖文并茂的生活化數(shù)學情境之中進行學習,能夠激發(fā)學生的學習積極性,讓學生獲得生活化的數(shù)學體驗,從而能夠深入掌握復雜抽象的數(shù)學概念、定理、公式等。

2.2 抽象探究模型化

借助高中數(shù)學智慧課堂,引導學生構建數(shù)學模型,將會使復雜的問題簡單化,抽象的問題具體化。

3 高中數(shù)學智慧課堂教學模式的構建

以高中數(shù)學概念課為例,進行高中數(shù)學智慧課堂教學模式的構建。

3.1 高中數(shù)學智慧課堂教學模式總體設計

數(shù)學智慧課堂旨在提升學生的數(shù)學能力,發(fā)揮學生的主體地位。

在課前,學生預習將要學習的數(shù)學知識、自行參與測試,教師則明確學生的預習內容,科學合理地做好教學設計;在課中,最大限度地發(fā)揮出智慧課堂的人機交互作用、小組合作作用,通過師生、生生之間的良性互動,讓學生深入掌握數(shù)學知識;在課后,教師布置個性化的作業(yè),并提供針對性的答疑點評,達到查漏補缺的目的,同時通過網絡觀察學生的課后復習進度并適時予以指導,切實保證教學效果。

3.2 高中數(shù)學智慧課堂教學模式總體流程

高中數(shù)學智慧課堂教學模式總體流程如圖3所示。學習方式包括：情景導入、確定目標;自主活動、獲取新知;相互展示、互動學習;總結復習、課外深化。教學流程包括：問題驅動、獲得體驗;探索實踐、溫故知新;學習新知、能力鍛煉;布置作業(yè)、總結升華。技術支持包括：資源共享、環(huán)境搭建;協(xié)作交流、學習知識;相互展示、實時監(jiān)測;智能點評、個性答疑。

圖3 高中數(shù)學智慧課堂教學模式總體流程

4 高中數(shù)學智慧課堂教學模式的應用步驟

4.1 問題驅動,獲得體驗

在高中數(shù)學智慧課堂中,采用各種智能化技術以及豐富的線上資源,設置具體的數(shù)學問題來驅動教學。問題驅動的方法包括：講述數(shù)學故事和數(shù)學史,設計數(shù)學實驗,講述生活中的數(shù)學案例,等等。

4.2 探索實踐,溫故知新

在問題驅動的基礎上,教師引導學生進行探索實踐,讓學生通過自己動手操作來深入掌握數(shù)學知識。學生可以利用電子白板、幾何畫板等數(shù)學工具來探索實踐,在動手操作中內化所學知識。

4.3 學習新知,能力鍛煉

通過引導學生對新知識的學習,讓學生更好地鍛煉自己的能力。教師借助于移動終端設備開展小組互動學習,并通過智能抽題、智能挑人、限時測試、隨機搶答等方式,鍛煉學生在規(guī)定的時間內隨機應變的能力。

4.4 智能點評,個性答疑

教師結合學生的學習情況,進行智能點評和個性答疑,讓學生深入掌握數(shù)學概念。與此同時,為滿足不同水平學生的學習需求,教師可以向學生推送相應難度的作業(yè),使學有余力的學生拓展學習。學生也可借助智慧課堂導出課堂教學資源,及時進行課后測試,整理自己的錯題庫,形成錯題資源,從而使自己更好地得到反思,提高自己的學習能力。