劉澤鳳

摘要：三通兩平臺(tái)歷經(jīng)多年建設(shè)與應(yīng)用，突破了教育信息化應(yīng)用模式，建立了全社會(huì)參與的新機(jī)制，為教育信息化打下來(lái)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著近幾年人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)快速發(fā)展應(yīng)用，已經(jīng)對(duì)教育行業(yè)帶來(lái)諸多變化。信息技術(shù)與學(xué)科融合的根本目的是化解教學(xué)難點(diǎn)幫助學(xué)生學(xué)會(huì)不易理解的知識(shí)或不易掌握的技能技巧。這其中涉及到兩個(gè)重點(diǎn)，一是把握當(dāng)前信息技術(shù)的主要技術(shù)門(mén)類、技術(shù)應(yīng)用及方式、技術(shù)缺陷等，二是要把握教學(xué)難點(diǎn)與具體實(shí)踐方式，包括家長(zhǎng)老師學(xué)生的三方協(xié)同，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能學(xué)會(huì)，家長(zhǎng)能輔導(dǎo)，教師能講透。本文將結(jié)合教學(xué)需求和當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展，提出解決信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)用問(wèn)題的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用構(gòu)架、人工智能、大數(shù)據(jù)、算法、用戶學(xué)習(xí)畫(huà)像

1.探究背景

三通兩平臺(tái)歷經(jīng)多年建設(shè)與應(yīng)用，突破了教育信息化應(yīng)用模式，建立了全社會(huì)參與的新機(jī)制，為教育信息化打下來(lái)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著近幾年人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)快速發(fā)展應(yīng)用，已經(jīng)對(duì)各行業(yè)帶來(lái)了積極的變化，目前教育行業(yè)也迎來(lái)了諸多變化。AI教育引領(lǐng)下的智能APP、教育網(wǎng)站以及各企業(yè)社會(huì)組織提出的智能教育、教育信息化等解決方案也層出不窮讓人看得眼花繚亂?？茖W(xué)技術(shù)變?yōu)樯a(chǎn)力需要完整的應(yīng)用策略與應(yīng)用實(shí)踐，新信息技術(shù)剛開(kāi)始發(fā)力教育效果還無(wú)法評(píng)價(jià)，AI技術(shù)本身也有一些已知和未知的缺陷。應(yīng)用架構(gòu)是描述系統(tǒng)功能和技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方式，是實(shí)踐信息技術(shù)與學(xué)科深入融合的基礎(chǔ)工作，本文將結(jié)合教學(xué)需求和當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展，提出解決信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)用問(wèn)題的對(duì)策。

2.探究目的

信息技術(shù)與學(xué)科融合的根本目的是化解教學(xué)難點(diǎn)幫助學(xué)生學(xué)會(huì)不易理解的知識(shí)或不易掌握的技能技巧。這其中涉及到兩個(gè)重點(diǎn)，一是把握當(dāng)前信息技術(shù)的主要技術(shù)門(mén)類、技術(shù)應(yīng)用及方式、技術(shù)缺陷等，二是要把握教學(xué)難點(diǎn)與具體實(shí)踐方式，包括家長(zhǎng)老師學(xué)生的三方協(xié)同，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能學(xué)會(huì)，家長(zhǎng)能輔導(dǎo)，教師能講透。

3.探究思路

本文將對(duì)當(dāng)前主流和迅速發(fā)展的教育信息技術(shù)形式匯總整理，與教師日常教學(xué)工作一一匹配，并參照信息技術(shù)與學(xué)科融合等方面的研究成果。

3.1當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

信息技術(shù)，是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。隨著近年來(lái)應(yīng)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步革新，推動(dòng)著人工智能和大數(shù)據(jù)快速發(fā)展。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合根本是智能算法和大數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合。

大數(shù)據(jù)與人工智能的實(shí)踐就是算法，算法是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述，是一系列解決問(wèn)題的清晰指令。因此我們對(duì)信息技術(shù)的評(píng)價(jià)主要集中在算法、數(shù)據(jù)、還有人工智能系統(tǒng)的整體協(xié)同能力上面。

3.2當(dāng)前AI教育產(chǎn)品主要技術(shù)模塊

（1）語(yǔ)音技術(shù)：語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、聲紋識(shí)別、語(yǔ)音交互等語(yǔ)音交互基礎(chǔ)理對(duì)學(xué)生的發(fā)音特點(diǎn)進(jìn)行了定制優(yōu)化，滿足多種教學(xué)場(chǎng)景下對(duì)語(yǔ)音技術(shù)的需求。

（2）圖像技術(shù)：圖像識(shí)別、圖像分析、圖像合成、面部識(shí)別等圖像處理技術(shù)對(duì)改善教學(xué)質(zhì)量，緩解教師批改作業(yè)壓力，輔助提高教學(xué)效率，打破家長(zhǎng)無(wú)法輔導(dǎo)作業(yè)訂正和答疑的訴求。

（3）AI智能題庫(kù)：科學(xué)采集AI系統(tǒng)教學(xué)數(shù)據(jù)，同步記錄答題行為與結(jié)果，智能和動(dòng)態(tài)評(píng)估學(xué)習(xí)能力，實(shí)時(shí)生成個(gè)性化學(xué)習(xí)方案。

3.3當(dāng)前常用的信息技術(shù)教學(xué)模塊

通過(guò)三通兩平臺(tái)多年建設(shè)與應(yīng)用，形成了一些切實(shí)有效的工具輔助日常教學(xué)工作，隨著慕課、一師一優(yōu)課、一課一名師等一批無(wú)邊界課堂開(kāi)設(shè)，和國(guó)家教育資源平臺(tái)的使用，優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源供給量大大增加。

（1）PPT：教材配套和名師編寫(xiě)的教學(xué)課件，在日常教學(xué)中起到了基礎(chǔ)作用，將重點(diǎn)難點(diǎn)通過(guò)PPT音視頻、多媒體形式表現(xiàn)，更加形象易懂。

（2）幾何畫(huà)板為代表的軟件工具：基于仿真技術(shù)的各種實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，簡(jiǎn)單高效的幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，并且極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生探索的興趣，降低了實(shí)踐的門(mén)檻和難度，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.4教師日常工作

教師日常教學(xué)工作主要集中在開(kāi)學(xué)前教學(xué)計(jì)劃、備課、上課、作業(yè)布置與批改、學(xué)情監(jiān)測(cè)、教研與學(xué)習(xí)等方面。信息技術(shù)可以有效地降低教師備課壓力，借助智能化工具應(yīng)用最先進(jìn)的知識(shí)成果，把老師從傳統(tǒng)課堂解放出來(lái)，投入到有創(chuàng)造性的教學(xué)工作，調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)信息技術(shù)也更有利于教師進(jìn)行學(xué)情監(jiān)測(cè)，能夠讓教學(xué)活動(dòng)更加高效、有趣、有針對(duì)性。

4.應(yīng)用架構(gòu)探究

目前通過(guò)分析市場(chǎng)主要信息技術(shù)與教育融合的解決方案發(fā)現(xiàn)，暫時(shí)還沒(méi)有一個(gè)全面有效的應(yīng)用平臺(tái)，不過(guò)欣喜的看到一些特別優(yōu)秀的針對(duì)教學(xué)過(guò)程中細(xì)分領(lǐng)域的方案和實(shí)踐。本文希望通過(guò)梳理教師實(shí)際需求和信息技術(shù)相互匹配，組合優(yōu)秀的應(yīng)用模塊建立信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合的應(yīng)用架構(gòu)。

應(yīng)用架構(gòu)起到了統(tǒng)一規(guī)劃、承上啟下的作用，向上承接了教育部《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》具體實(shí)踐，向下規(guī)劃和指導(dǎo)各個(gè)信息技術(shù)子系統(tǒng)的定位和功能。

4.1 應(yīng)用構(gòu)架綜述

（1）知識(shí)點(diǎn)切入：信息技術(shù)與課堂教學(xué)融合，主要以學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)為切入點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。在各門(mén)學(xué)科教學(xué)過(guò)程中，利用云課件共享技術(shù)運(yùn)用名師優(yōu)秀課件導(dǎo)入形式切入知識(shí)點(diǎn)。

（2）多種感官學(xué)習(xí)：通過(guò)信息技術(shù)和教學(xué)仿真軟件與課堂教學(xué)融合，為學(xué)生提供多種感官參與學(xué)習(xí)營(yíng)造探索的氛圍，充分讓學(xué)生眼、耳、口、手、腦并用，提升實(shí)驗(yàn)效率、減少探索制約，便利學(xué)生實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，邊想、邊做、邊練感知事物、領(lǐng)悟概念、掌握原理。

（3）智能題庫(kù)監(jiān)測(cè)：通過(guò)習(xí)題檢驗(yàn)課堂學(xué)習(xí)成果，對(duì)錯(cuò)誤部分推送教輔分系統(tǒng)，主動(dòng)給學(xué)生提供相關(guān)內(nèi)容課程短視頻，提高學(xué)習(xí)效率，減少時(shí)間浪費(fèi)。

（4）智能教研：為教師打通交流機(jī)制，通過(guò)云共享云交流

4.2信息技術(shù)應(yīng)當(dāng)規(guī)避的技術(shù)缺陷

（1）大數(shù)據(jù)殺熟現(xiàn)象日益明顯，數(shù)據(jù)分析定向推送技術(shù)應(yīng)用時(shí)受算法制約，會(huì)出現(xiàn)信息逐步走向狹窄，背離了我們的初衷。擴(kuò)大教學(xué)數(shù)據(jù)和試題數(shù)據(jù)挖掘量，升級(jí)數(shù)據(jù)分析算法，既要對(duì)薄弱知識(shí)點(diǎn)鞏固學(xué)習(xí)，又要全面客觀依照課標(biāo)要求輔助學(xué)習(xí)。

（2）AI智能作業(yè)系統(tǒng)，核心是題庫(kù)建設(shè)與智能分析算法融合，長(zhǎng)期固定題庫(kù)會(huì)造成學(xué)生認(rèn)知單一，不利于對(duì)知識(shí)點(diǎn)深度學(xué)習(xí)。實(shí)現(xiàn)題庫(kù)試題智能隨機(jī)變化衍生新試題尤為重要，通過(guò)神經(jīng)元算法試題衍生才能增加教學(xué)活力。

5.應(yīng)用場(chǎng)景展望

5.1智慧教育

未來(lái)當(dāng)學(xué)生走進(jìn)課堂的時(shí)候，在老師的指導(dǎo)和講解下學(xué)生充分理解知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵，家長(zhǎng)輔助，并提出自己的問(wèn)題。教師積極地引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的想法，大數(shù)據(jù)平臺(tái)時(shí)刻運(yùn)算著學(xué)生的課堂行為，并有針對(duì)性的給學(xué)生發(fā)送作業(yè)。通過(guò)大數(shù)據(jù)題庫(kù)和智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生自主查缺補(bǔ)漏。

5.2游戲化學(xué)習(xí)、創(chuàng)意與實(shí)踐學(xué)習(xí)

我們一直常說(shuō)實(shí)踐出真知，寶貴的課堂時(shí)間，難能讓孩子完全獨(dú)立自主的思考和探索，老師的引導(dǎo)雖然是捷徑，但有些時(shí)候卻制約著孩子的思考。以幾何畫(huà)板為代表的軟件工具仿真實(shí)驗(yàn)，可以讓孩子們?cè)谕嬷袑W(xué)，在學(xué)中玩，可以將想法創(chuàng)意立刻實(shí)踐，這樣能讓孩子們更加深刻的理解知識(shí)點(diǎn)。

6結(jié)論

根據(jù)本文提出的信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合的應(yīng)用架構(gòu)，可以更加方便快捷的化解教學(xué)難點(diǎn)，通過(guò)從教師、學(xué)生、家長(zhǎng)三方需求側(cè)出發(fā)，完成了老師日常工作全流程的智能化技術(shù)匹配，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生和家長(zhǎng)的無(wú)邊界學(xué)習(xí)和查缺補(bǔ)漏與答疑解惑。切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，深化信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合，是《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》的一次實(shí)踐。

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