教研教学智能解决方案——人工智能与初中数学的深度融合
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人工智能与初中数学的深度融合
教研教学智能解决方案
教研教学智能解决方案
国家：教师信息技术应用能力提升工程2.0
• 基础信息化→学科信息化 • 硬件→应用 • 教师教→学生学
区域与学校：两提升与一全面
X
• 校长信息化领导力 • 教师信息化教学能力 • 全面促进信息技术与教育教学融合创新发展
教研教学智能解决方案2.0
X
• 教师信息技术应用能力提升2.0课程体系
基于学科理解的课程单元教研
• 《平面直角坐标系》 • 《实数和二次根式》 • 《不等式与不等式组》 • 《相交线与平行线》 • 《二元一次方程组》 • 《三角形》
不同教学场景的学科教学知识 • 信息化+传统课堂：五大教
学环节如何设计 • 如何做好期末复习 • 如何上好一节几何专题复习
为什么数学所特有的魅力 对好多学生来说常常难以 感受呢？
• 兴趣是最好的老师 • 趣味动画短视频学生
喜闻乐见，符合学生 认知规律和心理特征
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣 2. 优化课堂教学手段 3. 改进教与学的方式 4. 培养解题迁移能力
抽象概念可视化：解决一 根粉笔很难解决的问题
改变（Transformation）
模块三：课堂 ——情境化教学资源
X
基础同步视频：勾股定理章节引入视频 基础同步视频：变量与函数课本知识讲解视频
课堂播放场景
精讲拔高视频：将军饮马问题
中考压轴视频：一次函数与几何
机房课场景
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣 2. 优化课堂教学手段 3. 改进教与学的方式 4. 培养解题迁移能力
阶段一：期待学生达成的结果
阶段二：评价学生达成结果的证据 阶段三：教学活动设计
例：代数变形的最优方式取决于代数对象的结构和变形的目的
2. 不同于常见的题库：双向细目聚类题目，以少驭多 X
• 双向细目考评目标
• 例如：依据一元一次方程的定义判断一个方程是不是一元一次方程
测试
诊断
纠正
3. 不同于常见的数据收集：收集认知数据500亿条
教师专业能力发展
• 《布鲁姆教育目标分类学》解读 • 《翻转课堂的可汗学院》学习 • 《重理解的课程设计 (UbD) 》学习
模块三：课堂——促进信息技术与教育教学深度融合 X
SAMR模型
重新定义（Redefinition） 修改（Modification）
改善（Enhancement）
增强（Augmentation） 替代（Substitution）
课
融合信息技术的创新教学模式
• 如何用微课突破教学难点 • 如何利用机房实现查漏补缺 • 如何基于微课进行补充提问 • 如何进行分层教学 • 教育信息技术支持下的翻转
课堂常态化教学
融合信息技术的初中数学典型课例分析
• 概念课《旋转》课堂实录及评课 • 解题课《正方形与弦图》课堂实录及评课 • 解题课《课题学习：最短路径》课堂实录及评课
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣 2. 优化课堂教学手段 3. 改进教与学的方式 4. 培养解题迁移能力
学会一道题，学会一类题： 培养学生举一反三的解题 迁移能力
• 解题思维可视化 • 动态演示 • 解题攻略可迁移
模块三：课堂 —— 人工智能助力教师全面提升
• 智能教学助手
模块二：教师 ——信息化教学能力研修提升
X
• 教师全面提升信息化教学能力，需要多维度的专业课程
学科知识 教学法知识 信息技术知识
TPACK模型（Koehler&Mishra于2005年提出）
X
科技学科教 学知识
科技教 学知识
科技 学科 知识
学科 学知教 （P C K识
）
模块二：教师 ——信息化教学能力研修提升
XBaidu Nhomakorabea
洋葱数学的引擎可以分析出学生容易快进（红色箭 头）和回退（紫色箭头）的对应视频内容，从而理 解学生在学习过程中的心理和认知变化。这些数据 通过搭建教学视频的时序分析聚合模型计算产生。
这条曲线记录了该视频每一秒钟被 每个学生的观看情况数据。通过分 析不同片段的差异和学生的认真程 度，能够得到每个学生在学习过程 中有价值的信息，用于教学分析和 自适应推送决策
模块四：学生 ——个性化学习
X
• 自主选择学习内容，人工智能查漏补缺
不一样的人工智能与教学的深度融合
有什么不一样
X
1. 不同于常见的知识类资源 2. 不同于常见的题库
3. 不同于常见的学习行为数据收集
1. 不同于常见的知识类资源
X
——Understanding by Design （追求理解的课程设计法）
• 抽象概念学生难懂 • 静态图形限制想象 • 板书复杂费时费力 • 实验操作不变展示
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣
2. 优化课堂教学手段
3. 改进教与学的方式
4. 培养解题迁移能力
基于教学视频，探索以学 生为本的教学模式：
• 自主学习 • 先学后教 • 三环五步 • 翻转课堂 • 学思达等
通过分析不同学生在视频后的答 题情况，可以推测出那些没有做 对相关题目的学生可能是因为跳 过了视频中的哪几处关键讲解
在没有监督的情况下，学生平均能 够认真观看完视频82%的内容，说 明视频对学生的吸引力很强
深度融合的人工智能
X
丰富的教学课程
已应用：
数学 物理
研发中：
语文
X
小学 初中
初中
高中
英语
化学
X
以校为本创新教师研训
基于课堂变革教学模式
智能驱动提升信息素养
• 信息化管理工具
教育信息化2.0 行动计划
校长 学生
• 信息化研修课 程
教师
课堂
信息技术应用 能力提升工程
2.0
• 智能化学习平台
• 信息化教学资源
以学习者为本，为教学者赋能
模块一：校长 ——提升信息化领导力
X
• 校长信息化管理工具：教学情况 + 研修情况
教研教学智能解决方案
教研教学智能解决方案
国家：教师信息技术应用能力提升工程2.0
• 基础信息化→学科信息化 • 硬件→应用 • 教师教→学生学
区域与学校：两提升与一全面
X
• 校长信息化领导力 • 教师信息化教学能力 • 全面促进信息技术与教育教学融合创新发展
教研教学智能解决方案2.0
X
• 教师信息技术应用能力提升2.0课程体系
基于学科理解的课程单元教研
• 《平面直角坐标系》 • 《实数和二次根式》 • 《不等式与不等式组》 • 《相交线与平行线》 • 《二元一次方程组》 • 《三角形》
不同教学场景的学科教学知识 • 信息化+传统课堂：五大教
学环节如何设计 • 如何做好期末复习 • 如何上好一节几何专题复习
为什么数学所特有的魅力 对好多学生来说常常难以 感受呢？
• 兴趣是最好的老师 • 趣味动画短视频学生
喜闻乐见，符合学生 认知规律和心理特征
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣 2. 优化课堂教学手段 3. 改进教与学的方式 4. 培养解题迁移能力
抽象概念可视化：解决一 根粉笔很难解决的问题
改变（Transformation）
模块三：课堂 ——情境化教学资源
X
基础同步视频：勾股定理章节引入视频 基础同步视频：变量与函数课本知识讲解视频
课堂播放场景
精讲拔高视频：将军饮马问题
中考压轴视频：一次函数与几何
机房课场景
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣 2. 优化课堂教学手段 3. 改进教与学的方式 4. 培养解题迁移能力
阶段一：期待学生达成的结果
阶段二：评价学生达成结果的证据 阶段三：教学活动设计
例：代数变形的最优方式取决于代数对象的结构和变形的目的
2. 不同于常见的题库：双向细目聚类题目，以少驭多 X
• 双向细目考评目标
• 例如：依据一元一次方程的定义判断一个方程是不是一元一次方程
测试
诊断
纠正
3. 不同于常见的数据收集：收集认知数据500亿条
教师专业能力发展
• 《布鲁姆教育目标分类学》解读 • 《翻转课堂的可汗学院》学习 • 《重理解的课程设计 (UbD) 》学习
模块三：课堂——促进信息技术与教育教学深度融合 X
SAMR模型
重新定义（Redefinition） 修改（Modification）
改善（Enhancement）
增强（Augmentation） 替代（Substitution）
课
融合信息技术的创新教学模式
• 如何用微课突破教学难点 • 如何利用机房实现查漏补缺 • 如何基于微课进行补充提问 • 如何进行分层教学 • 教育信息技术支持下的翻转
课堂常态化教学
融合信息技术的初中数学典型课例分析
• 概念课《旋转》课堂实录及评课 • 解题课《正方形与弦图》课堂实录及评课 • 解题课《课题学习：最短路径》课堂实录及评课
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣 2. 优化课堂教学手段 3. 改进教与学的方式 4. 培养解题迁移能力
学会一道题，学会一类题： 培养学生举一反三的解题 迁移能力
• 解题思维可视化 • 动态演示 • 解题攻略可迁移
模块三：课堂 —— 人工智能助力教师全面提升
• 智能教学助手
模块二：教师 ——信息化教学能力研修提升
X
• 教师全面提升信息化教学能力，需要多维度的专业课程
学科知识 教学法知识 信息技术知识
TPACK模型（Koehler&Mishra于2005年提出）
X
科技学科教 学知识
科技教 学知识
科技 学科 知识
学科 学知教 （P C K识
）
模块二：教师 ——信息化教学能力研修提升
XBaidu Nhomakorabea
洋葱数学的引擎可以分析出学生容易快进（红色箭 头）和回退（紫色箭头）的对应视频内容，从而理 解学生在学习过程中的心理和认知变化。这些数据 通过搭建教学视频的时序分析聚合模型计算产生。
这条曲线记录了该视频每一秒钟被 每个学生的观看情况数据。通过分 析不同片段的差异和学生的认真程 度，能够得到每个学生在学习过程 中有价值的信息，用于教学分析和 自适应推送决策
模块四：学生 ——个性化学习
X
• 自主选择学习内容，人工智能查漏补缺
不一样的人工智能与教学的深度融合
有什么不一样
X
1. 不同于常见的知识类资源 2. 不同于常见的题库
3. 不同于常见的学习行为数据收集
1. 不同于常见的知识类资源
X
——Understanding by Design （追求理解的课程设计法）
• 抽象概念学生难懂 • 静态图形限制想象 • 板书复杂费时费力 • 实验操作不变展示
模块三：课堂 ——教学资源的价值
X
1. 激发学生学习兴趣
2. 优化课堂教学手段
3. 改进教与学的方式
4. 培养解题迁移能力
基于教学视频，探索以学 生为本的教学模式：
• 自主学习 • 先学后教 • 三环五步 • 翻转课堂 • 学思达等
通过分析不同学生在视频后的答 题情况，可以推测出那些没有做 对相关题目的学生可能是因为跳 过了视频中的哪几处关键讲解
在没有监督的情况下，学生平均能 够认真观看完视频82%的内容，说 明视频对学生的吸引力很强
深度融合的人工智能
X
丰富的教学课程
已应用：
数学 物理
研发中：
语文
X
小学 初中
初中
高中
英语
化学
X
以校为本创新教师研训
基于课堂变革教学模式
智能驱动提升信息素养
• 信息化管理工具
教育信息化2.0 行动计划
校长 学生
• 信息化研修课 程
教师
课堂
信息技术应用 能力提升工程
2.0
• 智能化学习平台
• 信息化教学资源
以学习者为本，为教学者赋能
模块一：校长 ——提升信息化领导力
X
• 校长信息化管理工具：教学情况 + 研修情况