信息技术支撑初中数学智慧教育的案例设计

张语函 王春晖 钟永江

进入21世纪以来，信息技术飞速发展，并且影响着我们生活的方方面面，成为当今世界发展的重要驱动力。大数据、物联网、云计算等信息技术的应用已经成为我们生活中的常态，与此同时在信息技术的推动下教育也正在发生变革，先进的教育、学习理念大量涌入，浅层的记忆、理解、迁移已不再成为促进个人发展、提高个人竞争力、推动社会发展的核心力量，知识时代在不忽视基础能力的前提下，更强调智慧发展，从数字教育转向由信息技术支撑下的智慧教育已是教育发展的必然趋势。在智慧教育理念的指导下，初中数学教育必将发生巨大变化。

● 智慧教育

“智慧教育”是近几年来教育界热议的一个话题，2012年祝智庭等在《智慧教育：教育信息化的新境界》一文中指出：“信息时代智慧教育的基本内涵是通过构建智慧学习环境（Smart Learning Environments），运用智慧教学法（Smart Pedagogy），促进学习者进行智慧学习（Smart Learning），从而提升成才期望，即培养具有高智能（High-Intelligence）和创造力（Productivity）的人，利用适当的技术智慧地参与各种实践活动并不断地创造制品和价值，实现对学习环境、生活环境和工作环境灵巧机敏的适应、塑造和选择。”由此，联系实际应用，笔者对智慧教育总结如下，是引领教育发展方向的一种教育理念，其本质目的在于培养学习者的创新能力、批判能力、问题解决能力等高阶思维能力，即让学习者会思考，有智慧。

那么如何培养有智慧的人？这就要求在整个智慧教育的过程中，所有参与的主体都是智慧的，教师要拥有智慧教育理念，从学生角度出发，作为引导者、帮助者促进学生智慧发展，来为学生构建智慧的学习环境，创建智慧的学习资源。学生在智慧的教师指导下、智慧学习环境的帮助下，勇于探索、大胆创新，极大地促进个人智慧发展。智慧教育是关注学生个性、能力、知识、品德等全面发展的教育，它是有生命的教育、真正关怀人的发展的教育。智慧教育不再是枯燥乏味的传授，而是让整个教育有了生机，有了活力。学生在智慧教育中是轻松愉快的，他们可以彰显个性、可以协作探究、可以发明创造，智慧教育并没有忽略知识教学，而是将知识转化、升华，将其转化为能力进而升华为智慧。

● 初中数学智慧教育

数学学科是初中教育中主要的基础学科之一，初中数学具有内容抽象、应用广泛、推理严谨和结论明确等特点。在智慧教育理念的指导下，我们希望通过初中数学学科的学习来培养数学思维能力，具体来说是希望可以培养学生的逻辑思维能力、探究推理能力及解决生活中实际问题的能力等高阶思维与学习能力。而在传统的教育理念下，教师只注重“教”，忽视了学生的主体地位，教师灌输知识，学生被动学习，无意中将教学目标转换成考试取得好成绩。在这种理念下，很难培养学生的高阶思维与学习能力，也很难让学生有智慧，会思考。而学习源于思考，没有思考就不会有疑问，更不会进一步去学习！

要想培养学生的数学思维能力，让学生有智慧，就要改变这种传统的教育理念，重视学生的主体地位，使学生真正成为学习的主人，提倡个性化学习，鼓励学生自主探究，积极探索，充分发挥学生学习的积极性与主动性，让学生通过探究实践去感受知识，掌握知识，从而培养学生的数学思维能力！具体来说，初中数学教师要想培养学生的数学思维能力，首先要找到切入点，可以利用信息技术创设更直观生动的情境，提出问题或布置任务等来引起学生兴趣，让学生对内容产生好奇，主动去探究;其次是要引导学生的探究，教师要注意引导学生去思考而不是指导学生，要让学生自己去思考，形成自己的思维;再次是，教师要要求学生对过程进行反思总结，并对学生的探究过程做一点评。学生在探究过程中透过现象看到问题的本质，这样思考的过程会强化训练思维，让学生变得有智慧，真正做到智慧教育。

● 信息技术支撑下的智慧学习环境

随着信息技术在教育领域的迅速发展，初中数学教学也焕发了新的生机和活力。初中数学智慧教育离不开智慧的学习环境，而智慧的学习环境的构建离不开信息技术的支撑。信息技术在数学教学中的运用，可以便捷直观地为学生提供大量的数学学科资源，最大限度地利用现代化的信息处理技术复原数学的原貌，有利于学生去模仿，去探究，养成个性化的数学学科思维。

在智慧学习环境下构建智慧课堂，学生主动说、主动学、主动探，教师只是组织者和指导者，智慧课堂是工具、资源丰富有力的课堂，学生可以用有针对性的工具和资源去发现问题、解决问题;智慧课堂是充满批判争论的课堂，批判能力是智慧人才应具备的重要能力，每一次思维的交流、碰撞，每一次的质疑批判都是新观点、新理念、新知识产生的契机，完全的“拿来主义”是在扼杀发明创造;智慧课堂是凸显个性的课堂，学生有时间、有场所展示个人风采，每位学生都有擅长的领域，每位学生的学习机会都是平等的;智慧课堂是可打破时空限制的，学生可将正式学习、非正式学习有机融合，随时随地想学就学，随时随地都能构建一个课堂，这样学生的学习是无缝的、持续的。学生在这样有生命的课堂中，个人智慧才会得到充分发展。因此，以pad为支撑的电子书包环境特别适合初中数学的智慧教育。

● 案例设计

本案例为吉林省长春市第103中学赵菁老师在智慧教育理念的指导下设计完成的，并已经应用于实际教学中。课程采用翻转课堂教学模式，在应用电子书包和电子白板的教室环境中，依托可支持微视频观看和讨论问题的学习网站展开教学。

《平行线的专题学习》教学设计

1.教学内容分析

“平行线”是空间与图形领域的基础知识，学习它会为后面的学习三角形、四边形等知识打下坚实的基础。学习这部分内容旨在加深学生对“角与平行线”的认识，建立空间观念，更重要的是让他们在活动的过程中交流分享自己的成果，体验成功的乐趣，提高运用数学的能力。

2.设计内容概述

基于智慧教育理念，为了支持学生个性化学习，针对本节教学内容录制两种不同形式的微课，用于学生课前观看学习。学生可以根据自身的学习情况选择复习平行线定义、判定方法、性质及它们对应的几何语言以及判定和性质的综合运用。为了有利于学生的个性展示，在本课中设计了同修任务和实践任务，通过检测任务的完成情况来了解学生知识的掌握情况。在同修任务中规范学生几何语言的书写，并且采用多种方法解题，采取互批的形式实现辅导个性化;实践任务即一个生活问题的解决，回顾了课前复习的平行线的判定方法，让学生在同一问题情境中采取不同的方式解决问题。两个任务的内容设置均体现了方法和结果的开放性。根据这堂课的教学目标在同修任务中设置一道可以添加多种辅助线的问题，让每位学生都可以有不同的方法或观点的体现，充分尊重每位学生学习方式的不同。在课前每一小组都有任务分工单，让学生自行填写，让学生学习的过程成为他们展示自己个性的过程。最后如果学生可以顺利达成以上任务，备用挑战任务又可考查不同层次学生的掌握情况。

3.学习对象分析

八年级的学生已经学习了平行线的有关知识，应该掌握平行线的定义、判定方法和性质及它们对应的几何语言，并能够综合运用上述知识解决实际问题。同时对于几何证明的有关知识有了一定的基础。这个年龄段的学生掌握了一定的信息技术操作水平，思维敏捷，勇于探索并解决问题。

4.教学目标制定

知识与技能目标：掌握平行线的相关内容和规范的几何书写;能熟练灵活地综合运用平行线的判定和性质解决实际问题。

过程与方法目标：经历同修任务（证明）、实践任务等数学活动过程，发展合情推理能力和演绎推理能力，能有条理地、清晰地阐述自己的观点.学会从数学的角度提出问题、理解问题、并能综合运用所学的知识和技能解决问题，发展应用意识。

情感态度与价值观目标：体验数学活动充满着探索与创造，感受数学的严谨性以及数学结论的确定性，培养学生进行质疑和独立思考的习惯。

5.教学重难点

重点：综合运用平行线的判定和性质解决实际问题及演绎推理过程的表达与书写。

难点：在复杂图形中抽象出三线八角的数量关系，根据图形特点合理添加辅助线的能力。

6.学习环境

电子书包和电子白板的教室环境，可供微视频观看和讨论问题的学习网站。

7.教学活动

课前：学生利用微课进行自主学习，微课主要是提供对所学知识进行讲解的微视频，时长为5～8分钟。

课上：

①检测任务。教师提问学生通过观看微视频再次回顾了平行线的哪些主要内容？学生在自己的电子书包环境里进行检测任务，核对答案，针对出错问题先独立改正，有困难的题目组内解决（讲解员负责讲解）。

设计意图：明确课堂内容学习的形式和要求，初步了解学生的知识掌握情况。根据学生的完成情况选择教学环节和授课内容的难易程度。设置不同层次的试题，引导学生去思考，让学生进行独立改正，组内解答，从被动转向主动，使每一名学生都有成功的体验。

②同修任务：要求每位学生在任务单上自行完成，填好小组序号和姓名，组内核对后选一名同学的答案在教师发起收集图片功能后由操作员上传。由1、2、3小组互评，4、5小组互评。每位学生进行批阅指定小组答案，互评结束每组的汇报员汇报各自小组批阅的情况。教师对汇报进行总结，发表教师观点，对知识点做升华。

设计意图：让学生学会自主探究学习，让他们通过自己的思考来形成团队协作的精神，让不同的意见能够顺利地表达出来。

③实践任务：学生运用电子书包环境中所提供的工具进行独立操作，用所学知识解决任务单中的生活实践问题，探究结束后，组内交流各自的观点汇总到记录员，由汇报员进行小组汇报。

设计意图：此环节让兴奋点各不相同的学生都平等、愉悦地参与到实践中，发挥各自的思维，将课上课下以活动的形式连接起来，形成一个直观操作的、现实的、有趣的实践活动，让学生在脑、眼、手互动的同时个性思维随之发展。

④评价任务：要求学生根据前面任务的完成情况进行投票。

设计意图：在及时评价后设置统一评价，让学生自己设定标准，有利于突出学习过程的个性化，解决策略的多样化。

⑤小结任务： 学生各抒己见，谈收获。

设计意图：使数学知识系统化，让学生的个性得以张扬。