摘 要：多媒體技術(shù)是智慧課堂上必不可少的教學(xué)手段，同時(shí)也能提高課堂效率，尤其對(duì)學(xué)生幾何直觀能力的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用.

智慧課堂是現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)晶，也會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步而飛速發(fā)展，但如何提高智慧課堂的硬件利用效率，發(fā)揮智慧教學(xué)優(yōu)勢(shì)，成為目前亟待解決的問題.

關(guān)鍵詞：智慧課堂；互動(dòng)多媒體；幾何直觀

智慧課堂的概念最早可追溯至20世紀(jì)80年代，美國學(xué)者羅納德·雷西尼奧（R.Rescigno）提出的“Smart Classroom”（智能教室）.這一概念最初被定義為在傳統(tǒng)課堂中嵌入個(gè)人電腦、交互式光盤視頻節(jié)目等信息技術(shù)，從而形成智慧課堂.進(jìn)入21世紀(jì)，尤其是進(jìn)入5G時(shí)代后，互聯(lián)網(wǎng)交互技術(shù)成為社會(huì)發(fā)展的一大趨勢(shì)，智慧課堂借助大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)，實(shí)施學(xué)情診斷分析和資源智能推送，開展“云端”學(xué)習(xí)活動(dòng)與支持服務(wù)，進(jìn)行學(xué)習(xí)過程記錄與多元智能評(píng)價(jià)的新型課堂.^［1］智慧課堂是以培養(yǎng)具有高智能和創(chuàng)造力的人才為目標(biāo).在智慧課堂中，除了客觀知識(shí)的識(shí)記、技能的掌握之外，更注重學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng).本文結(jié)合“角的認(rèn)識(shí)”課堂教學(xué)實(shí)例，談?wù)勅绾卫枚嗝襟w交互技術(shù)，提升智慧課堂硬件使用效能，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).

1 課例背景——現(xiàn)實(shí)問題創(chuàng)生真任務(wù)

在蘇教版《義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)四年級(jí)上冊(cè)》第八單元《垂線與平行線》中“你知道嗎”板塊，有關(guān)于“哪只風(fēng)箏飛得高”的知識(shí)點(diǎn)闡述.它提出，在風(fēng)箏線長(zhǎng)度固定的情況下，風(fēng)箏線和地面形成角越大，風(fēng)箏飛得越高.這個(gè)知識(shí)點(diǎn)雖然讓角知識(shí)的應(yīng)用更加生活化，但是缺少一個(gè)學(xué)生通過實(shí)踐得到結(jié)論的過程，于是教師在這里創(chuàng)設(shè)驅(qū)動(dòng)任務(wù)——放風(fēng)箏比賽，通過概念性教學(xué)的方式，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解“哪只風(fēng)箏飛得高”這一知識(shí)點(diǎn).

2 關(guān)鍵工具——?jiǎng)討B(tài)軟件模擬真情境

GeoGebra（以下簡(jiǎn)稱“GGB”）是一個(gè)跨平臺(tái)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件，利用GGB軟件的動(dòng)態(tài)特性，教師制作了一個(gè)風(fēng)箏模擬器，以一定點(diǎn)作為放風(fēng)箏的人，從頂點(diǎn)延伸出定長(zhǎng)線段（30個(gè)長(zhǎng)度單位）作為風(fēng)箏線，以線段另一端（動(dòng)點(diǎn)）作為風(fēng)箏，同時(shí)在定點(diǎn)上延伸出一條水平線段作為地面，制作了一個(gè)風(fēng)箏模擬器（如圖1）.教師在模擬器上設(shè)置了多個(gè)變量，顯示風(fēng)箏點(diǎn)的坐標(biāo)、風(fēng)箏與地面的距離、風(fēng)箏線和地面的夾角角度，風(fēng)箏線的長(zhǎng)度、頂點(diǎn)的坐標(biāo)都是常量.

教師將GGB模擬器安裝在每一臺(tái)智慧平板上，通過小組成員分工合作，移動(dòng)風(fēng)箏這個(gè)動(dòng)點(diǎn)，模擬風(fēng)箏放飛過程，觀察顯示數(shù)據(jù)變化，共同完成探究任務(wù)單.在探究過程中，學(xué)生通過轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)箏，發(fā)現(xiàn)風(fēng)箏高度的變化和夾角變化之間的聯(lián)系.

通過GGB軟件的應(yīng)用，教師不僅將風(fēng)箏放飛的過程動(dòng)態(tài)還原，同時(shí)還幫助學(xué)生看到了風(fēng)箏線和地面夾角的變化、風(fēng)箏高度的變化，通過小組合作探究來進(jìn)一步完成數(shù)據(jù)的填充.模擬器有效排除了現(xiàn)實(shí)生活中的各個(gè)干擾項(xiàng)，讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到有效收集，更加方便了學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析和知識(shí)點(diǎn)的探索，真正體現(xiàn)了人機(jī)互動(dòng)的優(yōu)勢(shì).

3 創(chuàng)新形式——多屏交互解決真問題

智慧課堂中硬件設(shè)備的使用是非常關(guān)鍵的，教師可以打造多個(gè)交互形式，以此來提高課堂效率和學(xué)生學(xué)習(xí)過程中直觀的感受.^［2］

3.1 投屏交互——探究過程實(shí)時(shí)播送

教師利用無線投屏技術(shù)將平板中的內(nèi)容實(shí)時(shí)投到希沃一體機(jī)上.

在探究環(huán)節(jié)，教師讓小組代表將他們的探究動(dòng)態(tài)過程實(shí)時(shí)投送，以達(dá)到學(xué)生實(shí)時(shí)分享探究階段性成果的目的.在探究反饋環(huán)節(jié)，同樣讓學(xué)生代表投屏至一體機(jī)，學(xué)生在學(xué)生端操作，全體學(xué)生都能實(shí)時(shí)觀看他的操作內(nèi)容.

學(xué)生探究分為兩個(gè)階段，第一階段，學(xué)生在小組內(nèi)得到初步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)箏線和地面夾角成90°時(shí)，風(fēng)箏高度最高，為30米；當(dāng)夾角成0°或180°時(shí)高度最低，為0米.從角的特征出發(fā)，學(xué)生了解到兩類角的名稱，即90°的角就是直角，180°的角就是平角.

第二階段，學(xué)生通過投屏在一體機(jī)上反復(fù)動(dòng)態(tài)演示，經(jīng)過學(xué)生思考、探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)夾角在0°～90°之間時(shí)，夾角越大，風(fēng)箏飛得就越高這個(gè)規(guī)律，根據(jù)二年級(jí)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，他們很快知道了這一類角為銳角；當(dāng)夾角在90°～180°之間時(shí)，夾角越大，風(fēng)箏反而越低，這些角稱為鈍角.

通過學(xué)生終端與希沃一體機(jī)的實(shí)時(shí)交互，學(xué)生能夠分階段地發(fā)現(xiàn)風(fēng)箏夾角和高度之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，從而掌握角的知識(shí).小屏利于組內(nèi)觀察、合作探究，大屏利于集體反饋，共同研討.小屏與大屏的實(shí)時(shí)交互彌補(bǔ)了實(shí)物投影過程中實(shí)物裝機(jī)的煩瑣，它更加靈敏、便攜，具有“指哪打哪”的特點(diǎn)，不僅具象化了學(xué)生的探究成果，更讓學(xué)生的探究過程階段清晰、結(jié)構(gòu)分明.不僅如此，GGB軟件控件操作能夠幫助學(xué)生手腦并用，將探究過程中想要表達(dá)的內(nèi)容通過控件表達(dá)出來同時(shí)投屏在電腦上，教師以及其他學(xué)生可以通過該學(xué)生的操作了解該學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的探究和掌握的情況，從而給予相應(yīng)的評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生改變表達(dá)的方式并獲得表達(dá)后的成就感體驗(yàn).

3.2 人機(jī)交互——模擬比賽促進(jìn)認(rèn)知

在認(rèn)識(shí)了銳角和鈍角后，教師需要讓學(xué)生深度認(rèn)識(shí)這兩類角的特征及關(guān)系，于是將兩臺(tái)希沃一體機(jī)上都安裝了風(fēng)箏模擬器.

通過研究，學(xué)生發(fā)現(xiàn)同一風(fēng)箏高度可能有兩個(gè)不同的角與之對(duì)應(yīng)，因此教師要求兩名學(xué)生分別在模擬器上表示相同高度情況下不同的角（一個(gè)銳角、一個(gè)鈍角），比賽哪個(gè)學(xué)生表示得更快.經(jīng)過三輪比賽（25米、20米、15米），發(fā)現(xiàn)都是表示銳角的那一組同學(xué)獲勝了.通過比賽，學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知需要，再通過分析，他們發(fā)現(xiàn)銳角所表示的度數(shù)都比鈍角小，轉(zhuǎn)過的角度越小，需要的時(shí)間相對(duì)就越短.

這個(gè)環(huán)節(jié)中，利用一體機(jī)的觸控優(yōu)勢(shì)，以人機(jī)交互形式進(jìn)行了一次比賽互動(dòng)，學(xué)生能夠在交互過程中鞏固了邊張開的大小也是角的大小的本質(zhì).人機(jī)交互幫助學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)具身認(rèn)知環(huán)境，讓學(xué)生在動(dòng)手操作的過程中深化了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知，同時(shí)還打開了學(xué)生的動(dòng)態(tài)觀察思維，從數(shù)據(jù)變化過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、掌握規(guī)律.

3.3 雙屏交互——靜態(tài)難點(diǎn)動(dòng)態(tài)解決

經(jīng)歷了人機(jī)交互環(huán)節(jié)，兩個(gè)屏幕上均留下了學(xué)生的作品（如圖2）.

不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的兩幅作品之間存在著一定的聯(lián)系.教師引導(dǎo)學(xué)生回顧課前提出的大任務(wù)，在此質(zhì)疑要比“哪只風(fēng)箏飛得高”是否只要比風(fēng)箏線與地面的夾角就可以了.不少學(xué)生認(rèn)為不是，因?yàn)橥粋€(gè)高度可以對(duì)應(yīng)一個(gè)鈍角，也可以對(duì)應(yīng)一個(gè)銳角，但是鈍角其實(shí)是比銳角大的.當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突時(shí)，教師將學(xué)生的兩幅作品利用多屏交互手段合并到了同一個(gè)屏幕上.學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩個(gè)角能夠合并成一個(gè)平角.于是教師引出互補(bǔ)角的概念，同時(shí)告知學(xué)生，同一根風(fēng)箏線與地面可能形成兩個(gè)夾角（一個(gè)鈍角、一個(gè)銳角或者兩個(gè)直角）.然后優(yōu)化測(cè)量方法，提問“如果要比較哪只風(fēng)箏飛得高，你更愿意去量哪類角”.學(xué)生根據(jù)之前量角的經(jīng)驗(yàn)，自然會(huì)選擇較好測(cè)量的銳角，也呼應(yīng)“你知道嗎”板塊中“夾角越大、風(fēng)箏越高”的“主張”.

在智慧教室硬件打造過程中，學(xué)校多數(shù)會(huì)采用雙一體機(jī)模式，但是很多教師只利用了其中一臺(tái)，或者將另外一臺(tái)當(dāng)做電子黑板或者實(shí)物投影儀使用，雙屏環(huán)節(jié)的交互能幫助學(xué)生形成對(duì)比和多維度思考的能力，讓兩個(gè)作品從靜態(tài)的觀察變成動(dòng)態(tài)的對(duì)比，更好地解決了學(xué)生的認(rèn)知沖突，滿足了他們的認(rèn)知需求.^［3］

3.4 云端交互——生成問題互助點(diǎn)評(píng)

學(xué)習(xí)完角的分類后，學(xué)生需要繼續(xù)對(duì)各類角的畫法進(jìn)行學(xué)習(xí)，在畫直角的過程中，教師充分利用了智慧課堂的作業(yè)提交系統(tǒng)，將學(xué)生的作品通過云端數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，然后學(xué)生可以通過云端系統(tǒng)看到其他學(xué)生的作品，再通過比較后，他們會(huì)對(duì)優(yōu)秀的作品打高分，給不規(guī)范的作品打低分，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)其他學(xué)生的打分以及其他數(shù)據(jù)（熱度、提交時(shí)間、評(píng)價(jià)有效分等）進(jìn)行分?jǐn)?shù)呈現(xiàn).在云端數(shù)據(jù)收集的過程中，教師將高分的例子呈現(xiàn)，讓幫它打分的同學(xué)評(píng)價(jià)為什么能給予高分；低分的例子也讓同伴評(píng)價(jià)，以點(diǎn)明其需要改進(jìn)的地方.

利用云端進(jìn)行學(xué)生作品收集以及學(xué)生作品互評(píng)，能讓學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)自己的不足，以更直觀的形式幫助學(xué)生看到自己的最近發(fā)展區(qū)，形成同伴互助的良好氛圍.

3.5 視頻交互——程序知識(shí)拾遺反芻

畫完特殊角（直角、平角）后，需要讓學(xué)生畫出任意角.學(xué)生發(fā)現(xiàn)利用三角尺并不能畫出某個(gè)指定度數(shù)的角，如65°角，因此需要借助量角器畫角.作為一個(gè)程序性知識(shí)，量角器的放置，內(nèi)外圈的讀取等成了學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)，學(xué)生容易將65°角畫成一個(gè)鈍角（115°），教師可以利用云端交互的方式讓學(xué)生互評(píng)發(fā)現(xiàn)，但是這并不能很好地還原學(xué)生錯(cuò)誤的過程，課堂需要的是當(dāng)堂的反芻.課堂上，教師可以利用手機(jī)拍攝功能，將學(xué)生的畫角過程進(jìn)行錄制，指出他讀取角度上的問題（從180°刻度讀角，內(nèi)外圈讀反），再將這個(gè)視頻投屏至一體機(jī)終端，讓其他同學(xué)也對(duì)自己的畫角操作細(xì)節(jié)有了清晰的反芻.

在這個(gè)過程中，教師看到課堂上學(xué)生的生成能夠幫助學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)問題，但是如何去抓住這些生成就需要將手邊的“硬件”和“軟件”有機(jī)結(jié)合，手機(jī)拍攝視頻并投屏分析既滿足了操作簡(jiǎn)便的需要，也能夠方便學(xué)生對(duì)各環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)進(jìn)行加工分析，這一點(diǎn)是靜態(tài)的圖片呈像無法做到的.

4 課堂活動(dòng)——希沃游戲鞏固真知識(shí)

在鞏固知識(shí)的過程中，教師可以選擇希沃白板軟件中的課堂活動(dòng)小游戲，將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)納入其中.學(xué)生以男女分組的形式進(jìn)行比賽，答對(duì)個(gè)數(shù)多者則為勝利者.

希沃課堂小程序能夠利用輕松的氛圍幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固，由于是比賽的形式，能夠有效帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，學(xué)生也能在亢奮的過程中催動(dòng)具身認(rèn)知，產(chǎn)生對(duì)陳述性知識(shí)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力.

在整個(gè)課例中，可以發(fā)現(xiàn)智慧課堂環(huán)境提高了教師課堂教學(xué)的硬件上限，多媒體互動(dòng)的運(yùn)用也實(shí)時(shí)刺激著學(xué)生的感官，讓他們手腦并用，互助成長(zhǎng).但快速的技術(shù)革新也讓新時(shí)代教師面臨著更多的挑戰(zhàn)，如何將這些智慧硬件運(yùn)用到位，不僅需要未來軟件的升級(jí)迭代，也需要教師發(fā)揮匠心，將各個(gè)軟硬件設(shè)施配合使用，讓學(xué)生擁有真正的具身體驗(yàn)，從而幫助學(xué)生形成概念性理解.

參考文獻(xiàn)

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［3］季利利.基于信息化教學(xué)構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)靈動(dòng)課堂的方法研究［J］.天天愛科學(xué)（教學(xué)研究），2023（9）：22-24.