基于大数据实施智慧教育培养创新人才_以江苏省南通第一中学为例

基于大数据实施智慧教育培养创新人才——以江苏省南通第一中学为例

文 | 田雪林 马天明

教育信息化是一个长期的发展过程，有其客观路径及规律，具有时代性和阶段性的特征。在物联网、云计算、大数据等新一代信息技术的推动下，世界上多个国家已将智慧教育作为其未来教育发展的重大战略，以培养学习者协作能力、创新能力、解决复杂问题的能力以及终身学习的能力。

江苏省南通第一中学以建设高品质示范高中为契机，全面实施基于大数据的智慧教育工程，积极推进人工智能技术在教育教学中的应用，探索具有自身特色的“智慧教育”发展之路。2011年，学校在课堂教学中广泛使用交互式电子白板，建成了南通市第一间微格教室；2012年，开展数字化教学实验；2014年，高标准建成南通市首家数字化校园，全面实现数字化教学和管理；2015年，在高三数学备课组开展基于大数据的精准教学实践；2016年，全校推广使用学业大数据系统，全面实施精准教学和个性化学习；2017年，高一年级4个班级试点智慧课堂，为全体师生配备智能终端，基于大数据、云计算等技术的智慧课堂正式进入实施阶段；2018年5月，“人工智能+数学”课程基地被江苏省教育厅批准纳入省级建设计划。学校教师不断学习，主动迎接新技术挑战，借助互联网、智能终端设备和各类教育平台，积极开展智慧教学实践，逐渐领悟“智慧教学”的真谛。

一、智慧课堂，助推课堂形态高效转变

2014年，学校建成了数字化学习平台和两个电子书包教室，开始电子书包教学实验，积累了许多数字化教学经验。随着社会的发展进步，人工智能技术、大数据技术、云计算技术等先进技术渗透到教育教学中。2017年，学校在高一年级挑选了4个班进行智慧教学实验。学校部署了智慧教学云平台，这4个班的教室里均安装了智慧教学设备，师生都配备了平板电脑，便于开展全科化、常态化智慧教学。课前，教师通过云平台推送预习内容，让学生以在线提交、拍照上传、班级空间等方式及时反馈预习结果，这样教师备课针对性更强。课中，教师把授课内容推送到学生平板电脑，让学生通过在线答题、拍照上传、抢答等方式积极参与课堂互动，做到学习机会均等，让学生真正成为学习的主人。课后，教师在线布置作业，推送学习资源，通过录制微课、语音互动、拍照解答等方式及时答疑解惑，让学生学习更主动、更积极。这些举措让平板电脑真正成为了学习工具，使泛在学习在南通一中的校园里成为现实。

案例一：平板电脑成为课堂教学的基本工具

一天，物理学科杨老师精心准备了“动能和动能定理”预习任务，通过智慧校园云平台推送

给全班学生，晚上杨老师检查并批改了学生的练习结果，知晓学生存在的主要问题。第二天上课时，杨老师手持平板电脑，重点讲解了学生掌握不牢的学习内容。她一边讲解一边娴熟地操作着，时而分享屏幕，时而推送课堂练习，学生面前的平板电脑也同步切换。在一帧帧页面变化中，有关动能和动能定理的定义、表达式、实际应用等重要知识点，通过文字、图片、动画等形式生动而形象地传授给学生。与传统课堂模式不同的是，杨老师通过平板电脑实现了学生的即时互动。课堂上，除了分享教学内容外，还穿插着课堂练习，学生通过平板电脑或在线作答或拍照上传反馈学习效果，教师手中的平板电脑立即显示练习的正确率和错误点，立即进行有针对性的纠错。“过去的课堂，教师提问，只有少数学生有回答的机会，我不能精准把握学生对教学内容的掌握情况。但现在有了‘智慧课堂’教学系统的支撑，学生的学习机会均等，每个学生的学习和练习效果都能清晰而准确地显示出来，便于我灵活地调整教学策略，教学效率和质量都明显提高。”杨老师说。

不仅是课堂的教学互动，一部小小的平板电脑还集纳了学生笔记、习题测试、作业批改等教学功能。在约30分钟的课堂讲解结束后，杨老师布置了巩固练习，这些原本是放学后回家才能完成的“家庭作业”，现在可以当场测试、当场批改。例如，计算一只小球落地时的动能，学生做完后拍照上传，交互式电子黑板上，立即出现倒计时画面和学生名单。答题完成后，系统自动计算正确率，“正确答案为20焦耳，15人回答正确，错误答案主要集中在10焦耳和15焦耳……”杨老师当场批改作业，再进行有针对性的辅导。“应用平板电脑教学系统不仅让我们体验了科技的魅力，而且提高了学习效率。课堂上我们不必再忙于抄笔记，每位教师的教学课件和书写的内容都存在我们的平板电脑里，特别是一些重难点内容，我们只要轻点‘保存’可随时温故。”学生薛某如是说。课后作业课堂上就解决了，学生有了更多的自主学习时间，学习更轻松。

在智慧课堂上，学生真正从知识的被动接收者转变为学习的主人，自主学习能力明显增强，由原先的“忙于听讲、记笔记、做作业”变为“自学探究、提出问题、交流讨论”，课堂形态发生了根本性转变。

案例二：微课常态化辅助教学

微课以其短小的特点适合网络传输和碎片化学习，学生只要花几分钟时间就能完成一个知识点的学习，因此备受教育界推崇。教师利用平板电脑录制微课，或上传到云资源平台，或发布在班级空间，辅助学生自主学习和答疑解惑。且看高一（12）班徐老师如何用微课辅导学生。

数学课后，徐老师布置了三道作业题，有一道关于诱导公式的题目比较难，许多学生通过智慧校园云平台的班级空间、私信、语音通话等方式向徐老师请教。徐老师发现大多数学生没有理解函数的周期性导致对诱导公式理解困难，于是就录制了几分钟的微课讲解三角函数的周期性，并上传到班级学习空间，推送给所有学生。以前第二天才能面对面解决的问题，现在借助智慧教学系统得以迅速解决，学习效率显著提升，“学习新知—反馈纠正—巩固提高”的学习周期明显缩短。

经过近一学期的平板电脑教学，学生也有自己的体会。高一（3）学生王某的话很有代表性，她认为：“有了平板电脑教学系统后，教师的授课内容能同步到我们的平板电脑上，大家的学习机会都一样。我们的课堂练习也能快速地提交给教师，让她及时掌握我们的学习情况；课后，我们碰到不懂的问题还可以在班级空间里请教，能得到教师及时的指点，接受教师推送个性化的学习内容，弥补薄弱之处。”学生发展情况是检验智慧教学成效的重要标准，4个平板电脑教学班级的学生不仅学得轻松，而且在高一年级的三次考试中成绩也优于其他班级。

案例三：答题器助推课堂教学即时精准诊断

对于平板电脑教学班以外的其他班级，学校为每个学生配备了多功能智能卡，与智慧教学系