信息技术背景下的初中数学教学研究——“翻转课堂”的实际应用

劳萍飞

随着信息技术的发展,各类教育技术和互联网资源开始逐渐应用于初中各学科的课程教学之中;数学教学也受到了教育信息化的影响,教师的教育视野在多种教学工具、多元教学模式的冲击下不断拓展,学生对数学学习参与、数学应用实践的发展需求也在持续提升。因此,传统的数学课堂教学样态已然不再适用于当前的教学工作,教师要求新求变,就要不断聚焦“促进学生思考探究、引导学生自主学习、推动学生思维发展”等方向,优化和调整传统的知识教学方式。“翻转课堂”拓展了学生数学学习的场域,延伸了数学学习的链条。文章立足教育信息化的大背景,对“翻转课堂”这一新模式进行了深入的分析,并结合初中数学教学的现实情况重点探讨了信息技术背景下推广初中数学“翻转课堂”的应用方法。

一、 当前初中数学课程信息化教学的困境

(一)教师信息技术应用能力不强

尽管现阶段多媒体、智能软件等各类信息技术开始逐渐受到初中教师的青睐,但是部分初中数学教师的信息技术应用能力尚且处于初级的水平,导致原本技术助力课程改革、教学改革的潜力无法全部发挥出来。具体表现为:第一,教师结合信息技术打造配套教学模式、创新教学机制的综合能力不足,部分教师只会制作简单的电子课件、使用搜索引擎查找学习资源、利用常用的通信软件来辅助教学,但无法对网络资源进行有效整合、熟练并精通各类软硬件工具的操作。第二,教学理念的落后导致教师对新技术的接受和应用难以达标。部分教龄长、年龄大的数学教师习惯于进行口头式、书面化的课程教学,习惯于在课堂上进行数学教学,难以跟上技术更新和教育思潮的变化,只能够在课堂上以各类简单的多媒体图文作为辅助教学的内容。这种种问题都极大地影响了数学课程的信息化、智能化发展,教师需要找准改革切入点,转变思路提高综合应用能力。

(二)“翻转课堂”教学设计较为落后

以“翻转课堂”的新型教学模式作为契机来强化信息技术在数学课程中的融合应用,是提高教师信息化专业素养、推动课程改革发展的一个良好的契机;目前部分初中教师开始尝试探索“翻转课堂”的形式,将“翻转课堂”与数学单元模块教学结合起来。但从总体上看,初中数学“翻转课堂”的教学设计水平依然较为落后,其中的原因如下:首先,数学教师对“翻转课堂”的内涵、基本特点以及主要流程的理解把握还不够深刻,缺乏教学实践的经验,部分教师都是在“摸着石头过河”,更加偏向于保守地采用“传统课堂+翻转课堂”混合的形式进行教学,导致效果不佳。其次,教师对“翻转课堂”的教学方向、各个环节的具体细节把握还不够,容易出现“微课质量粗糙,教师指导缺位,课堂互动不足”等问题,甚至有些班级还会出现“教师绝对主导控制翻转课堂,压缩学生自主学习空间”“课堂学习随意化,缺乏教师指导与规范”的极端化情况。无论哪种情况,都背离了“翻转课堂”的育人初衷,教师需要做好充分的学习和准备、抓好“翻转课堂”的每个环节与细节,提升总体设计水平。

二、 初中数学“翻转课堂”教学模式的含义与主要特点

(一)“翻转课堂”的内涵

“翻转课堂”又称为“颠倒课堂”,从本质上来说是为了重构学生的学习与探究流程、把“知识传授”与“知识内化吸收”的两个场域进行了翻转:在以往的课程学习中,学生需要在教室里上课,学习新知识,然后回家完成作业和练习;而在“翻转课堂”之下,学生则是在课外进行在线学习,然后在课堂上集体讨论、探究学习并完成学习任务。而这样的“翻转课堂”打破了以往学生的学习形态,师生角色、课堂内容、作业形式等都发生了巨大的变化;相较于传统的教学模式,“翻转课堂”使得学生成为学习的主导者和推动者,学生自主学习探究的空间变得更大了。

(二)数学“翻转课堂”的主要特点

相较于传统数学教学模式,“翻转课堂”具有诸多变化,如表1所示。

表1 传统课堂与翻转课堂对比

从“传统课堂”与“翻转课堂”的对比进行深入分析,可以发现“教师教”与“学生学”之间的几个新的变化趋势,而这种变化也反映出了“翻转课堂”的主要特点。

第一,教师需要完成的教学服务任务不断拓展丰富。由于师生之间的角色发生了变化,课程教学的时间被重新分配,教师需要做好“设计微课、课前准备、营造学习氛围、深化课堂互动、进行智能评价”等多方面的工作;而要做好上述工作教师就要综合应用信息技术,以保证学生能够较好地完成课前在线学习、课中实践探究的活动。

第二,学生的“集体自主学习”与“任务问题指向的课上学习内容”形成了有机呼应。在课堂教学内容方面,学生通过前期的在线学习有了一定的知识基础,因此“翻转课堂”下更加注重引导学生共同合作、参与解决各项数学学习任务(项目)或综合性问题,使得学生能够发挥出集体合力、提高合作交流的能力,应用数学知识来开展探究活动。

第三,师生关系得到了重塑。传统数学课堂强调以教师为核心进行“一对多”“单向式”的教学,但是“翻转课堂”充分引导学生自主进行前期的在线学习,同时在课堂上鼓励师生之间进行密切的互动,并且要求教师进行评价与激励,使得学生的学习地位大大提高、个性化和特色化学习成为可能。

三、 以信息技术赋能初中数学“翻转课堂”的价值

(一)丰富拓展教学维度

从数学“翻转课堂”的特点可以发现,信息技术可以帮助教师完成各项教学服务的任务:既可以以“多媒体”“微课”等形式辅助教师展示更加立体多样、浅显易懂的数学学习内容,实现对教学资源的整合,又可以帮助教师在课堂上展示数学问题,营造学习情境,辅助学生开展探究学习。这样有效拓展了数学教学的广度与深度,促进了数学课程内涵发展。

(二)强化多元互动交流

以多种智能通信软件、在线学习平台为依托,教师可以在学生的前期自学阶段、中期课上学习阶段以及课后评价阶段都与学生建立起密切的联系,师生之间能够通过技术途径进一步增进学习交流,教师也能更好地开展指导服务。此外,学生个体之间的合作学习也在技术的加持下变得更加简单、直接、高效了,借助各种技术功能与模块,学生能够更好地强化沟通合作,建立知识框架。

(三)提升自主学习能力

利用技术制作微课,学生需要在课前自行观看、完成任务;在课堂上利用技术来展示数学问题,推进学生深入探究,辅导学生进行自主学习。此外,通过长期性的翻转课堂推广,学生也能够借助互联网和各类技术工具来辅助自己进行数学学习,进一步提高学生的综合学习能力。

四、 信息技术背景下推广初中数学“翻转课堂”的应用方法

(一)课前自学,布置设计微课任务

要有效构建智能化、信息化的数学翻转课堂,教师需要注意以微课的形式来引导学生进行前期的自学活动;与课堂上用于教学、课后的拓展学习视频不同,翻转课堂之中的微课视频更加注重服务于学生的前期学习,内容精简、时长较短、信息量富集、明确指向课时教学的目标,旨在引导学生能够高效快速地掌握重难点知识。因此,教师在设计微课时也要注意突出优点,按照学生学习认知的逻辑、常规的学习习惯来筛选、制作微课,同时以任务单的形式引导学生进行前期学习尝试。

例如,在浙教版数学七年级上册“一元一次方程的解法”一课的课堂教学前,教师可以引入微课视频,引导学生首先建立“解一元一次方程就是通过运算将方程变形为x=a(a为已知数)”的认知;然后教师可以引导学生复习“等式的基本性质”,通过变形转化将“4x=3x+50”等例题同加同减、合并同类项最终得出x=50。之后教师可以继续深入讲解“移项”的概念,通过原方程和新方程的对比来简明易懂地展现移项的步骤方法,使得学习要点一目了然(如图1)。

图1

学生需要把每个步骤的名称、具体的计算过程写出来,记录在学习任务单上,方便学生自己改错;微课最后再将本课的重难点知识进行集中梳理和小结,学生需要完成在线学习笔记、与任务单一同交由教师检查。教师既可以使用“希沃白板”等软件配合课件来自己制作微课,也可以参考借鉴各类MOOC平台、微信公众号上的微课资源;最后教师将微课上传到家长群中,将课件按页整理成文档,方便学生重复学习观看。完成微课学习任务是学生参与翻转课堂的重要前期准备,教师一定要加以重视。

(二)任务引导,激励学生集体思考

在学生完成前期学习,掌握基本的数学知识点与解题步骤之后,课堂上的时间则更多的是预留给学生进行自主实践探究的。教师要注意通过多媒体等教学信息设备的辅助来推动学生集体深入学习探索,引导学生开展正确合理的学习活动步骤,使得不同学生的思考、学习需求都能够得到满足。

在这里,数学翻转课堂上教师能够设计和引入的学习任务形式多种多样。一种是与学生前期微课学习的内容进行联动。还是以“一元一次方程的解法”课程教学为例,教师可以组织学生开展复习任务,要求学生思考并写出“解一元一次方程的主要步骤与对应的数学原理”,以“趣味比赛”的形式带动学生激活思维,形成知识框架:移项对应了“等式的基本性质”,合并同类项则对应了“合并同类项法则”等。学生写出答案后教师收回,并对比思维导图(如图2),看谁写得又全又对。

图2

(三)技术加持,提高重点学习效率

在数学翻转课堂之中容易出现一种情况,那就是学生在课堂上进行自主学习往往会出现“总是犯同一种错误”的问题,而这一类错误一般都是单元课时学习的重难点;部分学生在课堂上花费了大量精力进行学习,但总是无法取得让人满意的效果,其原因就在于此。因此,教师还要注意通过技术的加持,聚焦数学学习中的难点、易错点,带动学生提高学习的效率。

在这里教师可以在多媒体教室内或者利用学习平板和智能机完成数学课程。以浙教版数学七年级下册“二元一次方程组”的课时教学为例,通过“科大讯飞智慧课堂”“班级优化大师”等软件来设计学习任务,让学生在线计算并解答问题,教师不仅可以在后台通过直观的数据图来观察学生的“解题准确率”“平均每道题的完成时长”,同时还可以看到学生的解题步骤和过程。比如,部分学生在完成学习任务的过程中容易出现错项和漏项的问题,教师则可以将错误习题截图,与标准解题步骤进行对比并投屏展示,帮助学生重新复习解二元一次方程组的知识点。此外,教师还可以利用智能学习机上的“错题本”功能,一方面,借助AI技术让系统在学生完成课上任务前就自动识别出本课的“高频出错知识点”并进行提醒;另一方面,也可以让学生将错题拍照、使用“笔记”功能写下正确步骤和答案,形成“一人一档”的在线错题库,这既方便了学生后续复习查找,同时也提高了课堂的学习效率。

(四)智能评价,优化数学互动反馈

有效开展评价工作是数学翻转课堂下充分体现教师服务效能的一项重要指标,而信息技术背景下的数学翻转课堂强调“大数据、互联网技术加持下的综合智能评价”,教师要注意探索和优化符合初中数学教学实际的智能评价方法和手段,使得评价更加聚焦学生核心素养的培育,关注学生数学学习的过程,突出趣味性与多样性。

在这一方面,教师要做好以下几项工作:第一,明确“翻转课堂”下更加适配的数学教学评价指标,尤其要关注“学生数学学习习惯的培养”“数学自学积极性与总体水平”“课上自主思考、思维探究的学习能力”“小组学习合作的能力”等指标。第二,在评价方式上,做到“定量+定性”“结果+过程”,整合收集学生在课前、课中和课后学习的各项痕迹与资料(如微课任务单、课上练习、课后作业等),利用“教师主观评价+学生自我评价+AI智能系统分析”的方式,全面展示学生个体、分层学生群体的学习问题和进步之处,保证评价服务能够真正给学生带来激励、参考的作用。第三,为了更好地评价课堂教学的效果,教师应当将翻转课堂教学进行全程录屏(课上监控+课件录屏),既为督学人员、其他教师留下分析材料,又方便自己进行回顾观察反思教学的问题,以改进后续的翻转课堂教学流程。

五、 结论

总而言之,随着教育信息技术的不断发展,“翻转课堂”的内涵也在不断地丰富,智能化的翻转课堂开始出现在师生的视野之中。教师要注意参考和借鉴“翻转课堂”的教学要求,借助信息技术来充分发挥出“翻转课堂”的优势与特点,引导学生自学,布置学习任务,提高学习效率,优化智能评价,以此促进学生的全面发展。