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教育职称---在《智慧教室》环境下小学数学教学的实效性研究

来源: 长沙中视澜庭教育咨询有限公司  日期:2018-02-24 13:54:31  点击:78 
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1.相关概念的界定
1.1智慧教室环境简介
智慧教室(Smart Classroom)是在科技化大环境下,教育设施发展与改进的新需求。以其智能化、交互性、丰富性的特点弥补了传统的"黑板+粉笔"和多媒体投影教室的不足,创造新型的教学课堂。智慧教室结合iPad、分屏投影、iteach教学平台等硬、软件技术,构建了"高体验"和"强交互"[1]式并存的教学环境,鼓励教师运用创新性的教学方法,充分发挥学生学习的独立自主性,在传授知识的同时提升学生的信息素养,培养学生的合作学习及沟通交流的能力,促进学生创新力的发展。
1.2智慧教室主要的组成部分
(1)环境设备
智慧教室中的环境设施主要包括用于教学的iPad、Apple TV、WiFi以及分屏投影等设备,其中,iPad具有的Airplay功能实现音视频、照片、演示文稿等文件的无线实时播放。将智慧教室环境的所有教学iPad置于同一WiFi中,便可以通过该功能将任一iPad画面投影至Apple TV上,既有利于教师开展多种多样的教学活动,又能促进学生的合作与分享。
(2)平台支持
强大的应用平台能够起到很好的辅助作用,它能够有效的帮助教师更好的设计教学活动、收集教学数据。在智慧教室环境中主要有辅助课堂教学的iteach课堂互动平台、支持教学资源的个性化研发iBooks数字教科书服务平台、满足即时性评价与反馈需求的iExam互动测试系统等。
1.3智慧教室环境的教学特征
在与传统教室具有很大不同,智慧教室中的教学设计与教学过程具有以下特征:
①教学设计灵活多样,学习过程丰富有趣。智慧教室环境支持教师采用够造体验情境、学生自主体验、小组协作交流、分享体验成果等多种教学方式相结合的设计模式,将学生作为学习主体,调动其积极性、学习兴趣与学习投入度,从而达到提高学生成绩及发展学生能力的目标。与传统课堂只有黑板和粉笔限制教师教学手段相比,智慧教室能够更好地辅助教师完成多样化的教学。
②教学内容丰富生动,获取知识快速便捷。文本资源、多媒体资源、交互式教材等多种资源类型使智慧教室环境中的课堂教学内容更丰富生动。iPad、双屏投影、无线投影等工具和技术使教学内容更具多样性地呈现在学生面前。呈现内容清晰,并从视、听、触等感官对学生造成多方位的刺激,増强学生的注意力和对学习材料的理解。
⑤教学交互与评价及时且全面。与传统课堂单一的师生交互相比,智慧教室中的教学交互则更为全面,它除了师生交互还包含生机交互、生生交互等形式。同时,在智慧教室环境的支持下,教师可采用即时性评价、同伴评价、组间评价等多种方式达到“以评促学”、“以评促教”的目的,学生通过多种评价的反馈及时对自身知识查漏补缺,提高课堂学习效果,教师则可了解学生对知识点的掌握情况,从而及时调整教学策略。
同时,一体化的教学平台使教师能够整体把握课程建设的方向,在智慧教室环境下的教学中,教学的资源与活动要求教师根据自身的教学需求进行设计。而一体化的教学平台可以为教师提供更加直观、系统的设计视角,有利于把握智慧教室课程建设方向,更有效率的完成课程建设工作。
1.4新课标对小学数学教学提出的要求
数学文化是人类文化的重要组成部分,数学思维是现代社会每一个公民应该具备的基本素养。《义务教育数学课程标准(2011)》下简称为新课标)指出:在数学课程中,在各学段中,安排了四个部分的课程内容:"数与代数""空间与图形""统计与概率""综合与实践"。另外,在学生的能为培养方面,应当注重学生的数感、符号意识、空间观念、几何直观、数据分析观念、运算能力、推理能力和模型思想,为了适应时代发展对人才培养的需要,数学课程还要特别注重发展学生的应用意识、自主学习意识、小组协作意识和创新意识。[2] 《新课标》明确了信息技术在数学教学中的地位和作用,现代信息技术与数学课程的有效整合可以提高教学效率帮助学生更好的进行能力培养,这就意味着数学课程教学面临着新的挑战。
 
 
 
2.智慧环境下小学数学教学的设计研究
本章主要对智慧教室环境下小学数学空间与图形教学设计进行讨论,教学的过程不仅与理论支撑、教学环境、实际教学过程有关联还考虑学习内容本身的体系结构、儿童空间思维发展的规律以及教学和学习的特征,本章结合多方面因素对智慧教室环境下小学数学空间与图形的教学实效性进行设计研究。
2.1基于交互活动的体验式教学策略设计
在这部分知识的教学中教师普遍存在一些障碍,因为空间与图形部分知识不够直观,导致教师不易进行展示,从而在教授过程中,学生无法亲身体验,不能积累学习的经验,最终导致学生无法理解。小学生身体和智力处在发展比较快的阶段,对于空间观念知识的学习具有自身的特点,小学生的空间思维发展具有较强的层次性,经验积累和动手操作是对空间与图形部分知识最好的教学方法;智慧教室环境下借助iPad等教学工具可实现多种交互,资源即时传输,方便学生进行操作体验和经验积累,并且每一个学生都可以进行个性化的操作,在学生端可以进行直观的体验积累经验。基于交互活动的体验式教学策略综合考虑教学内容学习者的特征并结合智慧教室的相关功能而提出来的,在具体的教学实践过程中具有较强的实践化及,具体环节如下:
(1)够造体验情境
构造体验情境,该体验情境要与自身的教学目标与教学内容相契合,学生在情境中进行思考,寻求解决问题的方法。由于小学空间与图形知识大多贴近生活,那么教师可W尝试创作一些生活情境,另外,立体图形部分教师可以借助电子包和电子黑板来呈现H维立体效果。例如,教师可以利用电子书包的录屏功能录制简短的图形形成与变换过程小视频进而提出问题,帮助学生积极思考;教师可以结合实际生活向学生提出问题,通过电子书包的局域网传输及及时反馈功能实现与学生的互动。
(2)学生自主体验
学生的体验和经验才是学习空间与图形知识的起点,教师在给予情境、抛出问题之后要让学生进行自主学习体验,这一阶段学生进入短暂的自主学习状态,教师可以通过电子书包的局域网传输功能将相应的学习材料传输到每一个学生的电子书包客户端,学生结合想过的学习资料进行自主学习,学生在自主学习的过程中教师可W进行发问,学生带着相应的问题进行自主学习,学习效率会相应的高一些
(3)小组协作交流
进行过上一个阶段的自主学习之后,每一个学生都应该有了一些相应的思考,下一阶段教师组织学生进行小组协作学习,在小组协作的过程中,学生可表达自己的观点,同时学习别人的观点,从而加速实现知识的整合与构建。课堂上头脑风暴式的交流更能激发学生的参与度和积极性,学生就某一问题展开激烈的讨论,教师再给予必要的点拨。在协作交流的过程中学生利用自己手中的电子书包组合展示自己的成果,能够提高协作学习的效果。
(4)分享体验成果
最终每个小组或个人都会产生自己的成果,在分享成果阶段,学生将自己的成果通过电子书包上传至电子黑板,教师进斤展示,学生可W加W补充讲解,在讲解的过程中可充分发挥电子黑板多点触控的功能,多角度随意旋转图形更加形象的说明问题,促进学生对空间与图形知识的理解。
 
 
 
 
 
2.2教学内容分析
小学数学空间与图形知识主要包括四个方面:图形的认识、测量、图形的运动、图形与位置。"[3]知识体系经历了从现实情境抽象出图形的过程,从整体到局部、从立体图形到平面图形再到立体图形展开学习,通过设计观察、操作、思考、想象等活动,发展学生的空间观念,从图形的形状、图形的大小、图形的运动、图形的位置等多角度刻画图形,注重对于所学内容的理解与应用。[3]我们选取五年级的学生并对其进行智慧教室环境下历时两个月的教学研究,教授的主要内容:认识长方体(含正方体),利用空间想象,动手展开与折叠所认识的图形,分析研究长方体露在外面的面,求解长方体(正方体)表面积,体积(容积)的认识,求解长方体(正方体)体积,探索不规律体积的测量方法。
2.3教学实施过程
本教学试验准备实施时,数学教师与研究员需周期性的研讨,探讨教学设计。首先数学教师给出该课程整体的教学设计思路,研究员结合智慧教室的相关功能给出建议,以期在新媒体环境下提高教学的效率,探索合适的教学策略。随后任课教师与研究员共同进行课程资源的建设,并将资源上传到智慧教室云平台上,以备上课时使用。在进行课堂教学的过程中研究员进行试验数据收集,观察课堂各个环节的情况。课程结束之后,研究成员与该课程教师即时的交流,总结反思,改进教学。
 
3.智慧教学环境下小学数学空间与图形教学成效研究
(1)成绩测试结果分析
运用智慧教室中满足即时性评价与反馈需求的iExam互动测试系统,对实验班试验前后的成绩进行统计分析,研究总结在智慧教室环境下学生的学习成果。
(2)问卷调查结果分析
对试验班级实验前后分别进行问卷调查,比较试验班级学生实验前与实验后在自主学习能力、协作能力、创新能力等方面的差异。
(3)课堂观察结果分析
任课老师根据课前设计的教学设计方案进行授课的过程中,研究员对试验班级实验前后进行课堂观察,记录每一个教学环节的时间段,对学生课堂参与、提出或回答问题、合作与交流、课堂练习、知识技能的掌握等六个维度进行对比分析。
 
4.对课程总结和展望
智慧教室环境下对小学生数学教学的时效性研究来看,这种教学方式使学生更易理解空间与图形方面的知识,其通过多样化的教学活动实现个性化学习让每一位学生都获得关注,极大的调动了学生的积极性,其轻松实现的小组协作学习促进学生发挥自己的想象力和创造力,同时智慧教室教学系统为学生推送的大量的资源为学生进行自主学习奠定了基础,这种教学更有利于培育小学生敏感的主动的获取信息的意识
本研究只针对课堂上的教学,智慧教室也应该进行户外可的应用。另外,在智慧教室环境下也可以将学生的心理、学习动机、兴趣等作为进一步的研究方向。

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