胡雅

摘要：現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了教育的變革，深度學(xué)習(xí)的提出則為教學(xué)理念和教學(xué)方式帶來(lái)全新的視角。智慧教育和深度學(xué)習(xí)在起源及教學(xué)理論方面高度契合。智慧環(huán)境支持深度學(xué)習(xí)需求，智慧平臺(tái)提供深度學(xué)習(xí)素材，數(shù)據(jù)智慧助力深度學(xué)習(xí)決策，智慧教育與深度學(xué)習(xí)融合共生，信息技術(shù)成為深度學(xué)習(xí)的重要支架，促進(jìn)了教師的教與學(xué)生的學(xué)高品質(zhì)地交互發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧教育;深度學(xué)習(xí);融合;支架

現(xiàn)代信息技術(shù)引發(fā)了教育和教學(xué)方式的改變，學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)資源從單一性發(fā)展為多元化，學(xué)習(xí)方式從淺層學(xué)習(xí)發(fā)展為著眼于知識(shí)建構(gòu)與能力發(fā)展的探究式學(xué)習(xí)。智慧教育就是利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，使用智慧教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行智慧學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)則是將人工智能領(lǐng)域的成果引入教育，要求學(xué)生以高階思維的發(fā)展和實(shí)際問(wèn)題的解決為目標(biāo)，以整合的知識(shí)為內(nèi)容，學(xué)習(xí)新的知識(shí)和思想并將他們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)。二者從內(nèi)涵來(lái)說(shuō)有著一定的聯(lián)系，都與信息技術(shù)、人工智能有關(guān)，都重視學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，注重學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生與學(xué)習(xí)資源的雙向互動(dòng)。

將智慧教育與深度學(xué)習(xí)進(jìn)行交互融合，可以促進(jìn)學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方面更加智慧、更加深刻;促使他們發(fā)展更高層次的多元數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，如創(chuàng)新意識(shí)、應(yīng)用意識(shí)、問(wèn)題解決等;促使信息技術(shù)的運(yùn)用成為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的重要元素。

一、學(xué)習(xí)環(huán)境智能化——以智慧教育設(shè)備滿(mǎn)足深度學(xué)習(xí)需求

與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)環(huán)境相比較，智慧教育學(xué)習(xí)環(huán)境具備更加豐富的學(xué)習(xí)方式和多元的資源，能為學(xué)生提供智能化的學(xué)習(xí)工具和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，能進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)，從而使得學(xué)生的深度學(xué)習(xí)具有可視化特點(diǎn)，使得教學(xué)過(guò)程能在動(dòng)態(tài)中向前推進(jìn)和展開(kāi)。

在教學(xué)人教版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》五年級(jí)下冊(cè)“長(zhǎng)方體的認(rèn)識(shí)”一課時(shí)，課伊始，我就用希沃白板制作動(dòng)態(tài)課件，演繹點(diǎn)動(dòng)成線(xiàn)、線(xiàn)動(dòng)成面、面動(dòng)成體的過(guò)程。

我先在屏幕中做出一個(gè)點(diǎn)狀。

師：如果這個(gè)點(diǎn)朝任意一個(gè)方向水平運(yùn)動(dòng)，會(huì)得到一個(gè)什么圖形？

生：得到一條線(xiàn)。（課件直觀演示點(diǎn)通過(guò)向右水平移動(dòng)得到一條水平的線(xiàn)）

師：請(qǐng)繼續(xù)想象一下，如果這條線(xiàn)朝一個(gè)方向水平運(yùn)動(dòng)，會(huì)得到一個(gè)什么圖形？

生：得到一個(gè)長(zhǎng)方形。（課件直觀演示線(xiàn)段通過(guò)向下水平移動(dòng)得到一個(gè)長(zhǎng)方形）

師：還可以繼續(xù)想象嗎？如果這個(gè)長(zhǎng)方形朝一個(gè)方向水平運(yùn)動(dòng)，會(huì)得到一個(gè)什么圖形？

生：得到一個(gè)長(zhǎng)方體，這是立體圖形。（課件直觀演示長(zhǎng)方形通過(guò)向下水平移動(dòng)得到一個(gè)長(zhǎng)方體）

師：通過(guò)剛才的觀察，你發(fā)現(xiàn)了什么？

在這一教學(xué)片斷中，師生在觀察思考、交流互動(dòng)中直觀感受：點(diǎn)動(dòng)成線(xiàn)、線(xiàn)動(dòng)成面、面動(dòng)成體。如果沒(méi)有多媒體的動(dòng)態(tài)效果，從靜態(tài)的圖片中學(xué)生是很難感受三者之間的聯(lián)系的。在我們的日常教學(xué)中有時(shí)會(huì)遇到這樣的現(xiàn)象：學(xué)生對(duì)于靜態(tài)的結(jié)果看似了解了，可是只要把相關(guān)問(wèn)題稍加變化，就無(wú)從下手。出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，原因就在于學(xué)生經(jīng)歷的是表層學(xué)習(xí)，沒(méi)有聯(lián)系性的深層認(rèn)識(shí)。沒(méi)有真正理解知識(shí)，就不會(huì)靈活的應(yīng)用知識(shí)。希沃白板的化靜為動(dòng)功能，將長(zhǎng)方體的重要幾何三要素點(diǎn)、線(xiàn)、面的關(guān)系以直觀、簡(jiǎn)潔的形式呈現(xiàn)，將三者結(jié)構(gòu)化起來(lái)，能促進(jìn)學(xué)生對(duì)幾何基本要素的理解，使他們更好地形成對(duì)數(shù)學(xué)空間幾何的整體性認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念、原理、法則，只有在心理上能組織起適當(dāng)?shù)?、有效的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并使之成為自己知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的一部分，學(xué)生才會(huì)有他們自己對(duì)數(shù)學(xué)的理解。

二、學(xué)習(xí)資源多元化——以智慧教育平臺(tái)提供深度學(xué)習(xí)素材

建構(gòu)主義教育理論的觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)的過(guò)程是學(xué)生借助學(xué)習(xí)資源和外界的幫助，通過(guò)意義建構(gòu)來(lái)獲得知識(shí)的過(guò)程?？梢?jiàn)，學(xué)習(xí)資源和工具對(duì)開(kāi)展有意義的深度學(xué)習(xí)有著重要的作用。電子書(shū)包作為一種新興的教育技術(shù)，在生活情境、數(shù)學(xué)模型、教學(xué)互動(dòng)等素材資源方面可以為學(xué)生個(gè)性化地“推送”必要的工具和資源，恰到好處地在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的各個(gè)領(lǐng)域助力學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化、探究性的學(xué)習(xí)。

（一）依托智慧教育平臺(tái)資源，促進(jìn)“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域的定律直觀化

從學(xué)情角度分析，小學(xué)生一般以形象思維為主，因此在理解抽象的定律方面還存在一定的困難。他們?cè)趶木唧w到抽象的過(guò)程中往往表現(xiàn)得比較掙扎。借助信息技術(shù)的直觀化演繹來(lái)闡明一些定律，可以把抽象的定律形象化。

如教學(xué)人教版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》四年級(jí)下冊(cè)“乘法分配律”一課時(shí)，學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)初步知道a×c+b×c=a×c+b×c這一類(lèi)具體數(shù)量的相等關(guān)系，但抽象出這樣的變量模型卻是比較困難的。因此，在教學(xué)時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)“裝修工人要計(jì)算兩面墻面的總面積”的情境問(wèn)題。（如圖1）

學(xué)生從中可以得出兩種不同的解決方法：

方法一，左面的墻可以看成是長(zhǎng)6米，寬3米的長(zhǎng)方形，右面的墻可以看成是長(zhǎng)9米，寬3米的長(zhǎng)方形，6×3+9×3就是兩面墻的面積之和。

方法二：把兩面墻看成一個(gè)整體，（6+9）×3就是兩個(gè)小長(zhǎng)方形拼成的大長(zhǎng)方形的面積，從圖上可以直觀看出大長(zhǎng)方形的面積就等于兩個(gè)小長(zhǎng)方形的面積之和。

借助希沃白板的拖拽功能將兩面墻進(jìn)行“分”與“合”，這樣的動(dòng)態(tài)過(guò)程實(shí)際就是學(xué)生在基于理解的層面感知乘法分配律的過(guò)程，有助于學(xué)生理解和把握（6+9）×3=6×3+9×3這個(gè)等式的含義。這樣，借助幾何直觀的支撐，再觀察算式特點(diǎn)，學(xué)生就不難概括并抽象出乘法分配律。

（二）依托智慧教育平臺(tái)資源，實(shí)現(xiàn)“圖形與幾何”領(lǐng)域的定理可視化

對(duì)于“圖形與幾何”模塊的知識(shí)，平臺(tái)中的“理想畫(huà)板”工具具有可以設(shè)置和繪制任意函數(shù)的圖像、快速制圖、準(zhǔn)確并動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)圖形運(yùn)動(dòng)軌跡和相關(guān)數(shù)據(jù)的功能，從而讓一些學(xué)生原本難以理解的數(shù)學(xué)定理清晰可視。

人教版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》四年級(jí)下冊(cè)“三角形內(nèi)角和”關(guān)于內(nèi)角和的度數(shù)抽象定理就可以應(yīng)用畫(huà)板軟件直觀呈現(xiàn)。軟件的畫(huà)面有兩個(gè)部分，一部分是可以隨意變形的三角形，另一部分是根據(jù)變形情況可以快速計(jì)算三角形三個(gè)內(nèi)角的度數(shù)和是情況（如圖2）。讓學(xué)生到教學(xué)一體機(jī)前在觸摸屏上對(duì)三角形進(jìn)行拖拽，使圖形動(dòng)態(tài)變換。接著，教師引發(fā)學(xué)生思考并互動(dòng)。

∠1=60° ，∠2=106° ，∠3=14° ;

∠1+∠2+∠3=60°+106°+14°=180。

師：你從操作中發(fā)現(xiàn)了什么？

生：三角形的形狀不論怎么變化，其三個(gè)內(nèi)角的和都是180度。

學(xué)生觀察圖形時(shí)發(fā)現(xiàn)，三角形的形狀不論怎么變化，其三個(gè)內(nèi)角的和都是180度。通過(guò)對(duì)定理的可視化，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，萌發(fā)了探究“是不是所有的三角形內(nèi)角和都是180度”“為什么三角形的內(nèi)角和是180度”這些內(nèi)容的需求。在這樣的問(wèn)題任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，所有的學(xué)生都“卷入”到學(xué)習(xí)之中，他們利用學(xué)具，通過(guò)測(cè)量角的度數(shù)的方法、撕拼的方法、折的方法去驗(yàn)證“所有的三角形內(nèi)角和都是180度”。在這種氛圍中，學(xué)生的思維高度活躍，活動(dòng)參與熱情高漲，精彩觀點(diǎn)、思維碰撞不斷涌現(xiàn)。

（三）依托智慧教育平臺(tái)資源，生成“統(tǒng)計(jì)與概率”領(lǐng)域的數(shù)據(jù)自動(dòng)化

很多教師在教學(xué)統(tǒng)計(jì)內(nèi)容時(shí)經(jīng)常會(huì)有這樣的苦惱：一方面，希望學(xué)生親歷統(tǒng)計(jì)過(guò)程，積累統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展數(shù)據(jù)分析觀念;但另一方面，統(tǒng)計(jì)活動(dòng)需要花耗大量的時(shí)間精力，而且學(xué)生在收集時(shí)也容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤，影響數(shù)據(jù)結(jié)果的分析。應(yīng)用智慧教育平臺(tái)的工具則可以解決以上的問(wèn)題。

在教學(xué)北師版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》三年級(jí)上冊(cè)“可能性”一課時(shí)，根據(jù)教材編排，在以往的教學(xué)中，很多教師通常創(chuàng)設(shè)摸球游戲活動(dòng)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷事件發(fā)生的可能性大小的探索過(guò)程，初步形成數(shù)據(jù)分析意識(shí)，發(fā)展數(shù)據(jù)分析能力。（如圖3）但在學(xué)具的使用和準(zhǔn)備上有著選擇上的兩難，準(zhǔn)備學(xué)具數(shù)量多，雖然參與學(xué)生面比較廣，但且不說(shuō)教師前期準(zhǔn)備學(xué)具的所花的時(shí)間精力太大了，僅學(xué)生的摸球結(jié)果數(shù)據(jù)的收集整理就要花耗大量的時(shí)間，教學(xué)效率自然可想而知。

利用智慧教育的專(zhuān)門(mén)設(shè)置生成工具，如“概率實(shí)驗(yàn)室”中可以模擬擲骰子、投硬幣、抽簽等生活概率實(shí)驗(yàn)，每位學(xué)生都可以實(shí)踐體驗(yàn)可能性大小的探索過(guò)程，而且數(shù)據(jù)匯總快速準(zhǔn)確。這樣的工具對(duì)于研究簡(jiǎn)單隨機(jī)事件及其發(fā)生的概率，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的快速、直觀、自動(dòng)收集計(jì)算。同時(shí)，數(shù)據(jù)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了學(xué)生便捷的個(gè)性化學(xué)習(xí)。（如下頁(yè)圖4）

三、教學(xué)決策數(shù)據(jù)化——以智慧教育數(shù)據(jù)支持深度學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

在智慧教育環(huán)境下應(yīng)用數(shù)據(jù)化手段可以提升學(xué)生評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。教師可以利用數(shù)據(jù)平臺(tái)，根據(jù)課程學(xué)習(xí)的進(jìn)度，隨時(shí)向?qū)W生“推送”相關(guān)的資源進(jìn)行練習(xí)或測(cè)試，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)需要下載學(xué)習(xí)內(nèi)容，再上傳學(xué)習(xí)成果。教師可以借助平臺(tái)的及時(shí)反饋及數(shù)據(jù)分析功能，快速了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況，弄清楚哪些是學(xué)生掌握得比較好的部分，哪些是薄弱點(diǎn)，哪些是易錯(cuò)點(diǎn)，進(jìn)而根據(jù)學(xué)情，有針對(duì)性地補(bǔ)充講解和拓展，從而更好地幫助學(xué)生完成知識(shí)的建構(gòu)、能力的培養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

在教學(xué)人教版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》三年級(jí)下冊(cè)“認(rèn)識(shí)面積單位”一課時(shí)，我讓學(xué)生通過(guò)開(kāi)放的智慧型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行預(yù)學(xué)，提出問(wèn)題：“找一找周?chē)男┪矬w的一個(gè)面分別接近1平方厘米、1平方分米和1平方米？”他們?cè)趩?wèn)題的引導(dǎo)下進(jìn)行思考，選擇情況如下：

（1）大約1平方厘米的物體表面有小指甲蓋面、襯衣鈕扣、橡皮、郵票;

（2）大約1平方分米的物體表面有手掌面、數(shù)學(xué)書(shū)的封面、粉筆盒的正面、普通手機(jī)的屏幕;

（3）大約1平方米的物體表面有兩個(gè)同學(xué)手拉手圍成的一個(gè)正方形面，有課桌面、教室黑板面、一片大地磚的面。

學(xué)生閱讀教材，結(jié)合已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)在平臺(tái)上選擇認(rèn)為正確的答案并進(jìn)行提交，教師通過(guò)應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)分析可以快速得出學(xué)生的答案是否正確。在獲取學(xué)生的答案后我發(fā)現(xiàn)，找到生活中大約1平方厘米和1平方分米的物體表面的正確率分別達(dá)到91%和87%，而對(duì)生活中大約1平方米物體的選擇正確率卻只有51%。這說(shuō)明學(xué)生對(duì)于面積單位有一定的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)于較大面積單位表象的認(rèn)識(shí)卻不準(zhǔn)確、不清晰。于是，我根據(jù)大數(shù)據(jù)情況來(lái)進(jìn)行教學(xué)決策，在建立1平方米的表象時(shí)，一方面強(qiáng)調(diào)在認(rèn)識(shí)1平方厘米、1平方分米的基本上強(qiáng)化數(shù)學(xué)定義的認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)1平方米是邊長(zhǎng)為1米的正方形，并讓他們用自己的方式在小組內(nèi)互相說(shuō)一說(shuō)或者表示1平方米有多大，使他們通過(guò)學(xué)具、實(shí)物等表象豐富認(rèn)知;另一方面，通過(guò)猜想和實(shí)踐“如果像1平方米的地面上大約可站多少個(gè)像咱們?nèi)昙?jí)的小朋友？”讓學(xué)生經(jīng)歷估測(cè)和實(shí)踐，體驗(yàn)并感受：1平方米可以站14位三年級(jí)的小朋友。這樣，就讓學(xué)生真實(shí)經(jīng)歷了對(duì)面積單位的概念與表象從模糊到清晰的過(guò)程。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，利用前測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的特質(zhì)，教師能夠更明晰地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)問(wèn)題和學(xué)習(xí)效果。不僅如此，數(shù)據(jù)分析還能從學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)參與度、思維與能力發(fā)展、學(xué)業(yè)成績(jī)等多個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比解析，從而做出客觀的評(píng)價(jià)，為下一階段的教學(xué)決策做出重要的依據(jù)。

綜上所述，智慧教育和深度學(xué)習(xí)融合的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和解決問(wèn)題能力。教學(xué)中，我們要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)智慧、高階思維，使其朝著全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的方向發(fā)展;要努力創(chuàng)建智慧型的學(xué)習(xí)時(shí)空環(huán)境，提供智能化的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行數(shù)據(jù)化的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，探索符合時(shí)代發(fā)展要求的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略。

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（責(zé)任編輯：楊強(qiáng)）