“疫情与教育”成果公报

“疫情与教育”成果公报

课题编号:2020YZJ074

一、题目：疫情期间AI技术支持下构建高中数学智慧课堂的研究

二、内容摘要：随着互联网、大数据、AI等现代教育技术的广泛应用，教学环境与工具将会变得越来越智能化，课堂的围墙也越来越模糊。受新冠肺炎疫情的影响，学校推迟开学，采取“停课不停学”的方式进行线上教学，这丰富了高中数学课堂的教学模式。为了提高高中数学课堂的教学效果，让传统的数学课堂变成智慧课堂，本文进行了AI技术支持下的线上教学与线下教学的优势和不足的探索。AI技术支持下的线上教学的优势和不足的分析，为构建高中数学智慧课堂奠定了基础。线上教学和线下教学都有优势和不足，二者呈互补的状态，二者不会相互替代。将AI技术支持下的线上教学与线下教学有机的融合于高中数学教学，能够弥补传统高中数学枯燥乏味的不足，也能够增强师生之间的互动，提高学生参与数学课堂的积极性和主动性，有助于教育教学改革工作的发展。

三、关键词： AI技术  线上教学 线下教学  高中数学智慧课堂

四、引言

莘县莘州中学鲍莹莹主持的课题名称:

疫情期间AI技术支持下构建高中数学智慧课堂的研究

课题编号:2020YZJ074

参与人:

韩兴兵，张桂虎，程利涛，吕晓飞，王运娟，熊永杰，任风焕，孙秀娟，朱雪玲。

课题基本情况介绍：

2020年春天，疫情肆虐，全国范围春季开学被迫延期，为了不影响学生的学业，教育部提出“停课不停学不停教”的号召。我校也积极响应号召，在确保防控工作正常进行的同时，有效开展线上教学。为了尽可能提高线上教学的效果，我们认真钻研了AI技术支持下的线上教学方法，使用了各种各样的软件，比如“每日交作业”、“钉钉”以及“腾讯课堂”等。线上教学改变了线下教学模式枯燥无味的现状，锻炼了学生的自主学习能力，凸显“以学生为主体”的教学理念，实现了网络背景下的因材施教。但是也具有一些不足，比如线上学习中存在情感淡漠的现象、无效学习的可能性加大。为了弥补AI技术支持下的线上教学的不足，构建高中数学智慧课堂，本课题结合线上教学和线下教学的优势和不足，研究如何真正实现AI技术支持下的线上教学与线下教学的完美融合,保证高中数学教学水平的全面提升。 

五、成果内容

第一部分：问题缘起

一场突如其来的疫情把全国的学生困于家中，暂时无法踏入学校的大门。疫情期间我校落实“延期不停教、延期不停学”要求，在严抓疫情防控的同时，有序组织全校师生开展在AI技术支持下的线上教学。同时随着互联网、大数据、人工智能等现代教育技术的广泛应用，教学的创新将是一个永不停歇的过程，教师的卓越也是一个终身的过程。

这要求我们对线上教学有一个更深入的了解，这次疫情期间的零接触线上教学弥补了线下教学枯燥的现状，打破了传统教学模式下的时间和空间的限制以及突出培养学生的自主学习能力的优势；但大规模的线上教学毕竟前所未有，也暴露了线上教学的不足，学生过分自主学习造成无效学习，在某些程度上也阻碍了师生互动。因此二者不可互相替代，线上教学和线下教学相融合的教学模式将会成为一种常态。

基于现在学生的家庭具备智能手机、平板以及电脑等智能工具，另外关于线上和线下教学的融合的研究仍然很少，我们几位教师决定以“疫情期间AI技术支持下构建高中数学智慧课堂的研究”为课题进行研究，将线上教学与线下教学有机的融合于课堂教学，从而追求更好的教学效果。

第二部分：研究内容与方法

本课题研究的内容是面对疫情,如何真正实现AI技术支持下的线上教学与线下教学的完美融合,让学生感受到高中数学课堂丰富多彩，构建高中数学智慧课堂。为了更好地实现线上教学与线下教学的完美的融合，我们先探索AI技术支持下的线上教学与线下教学优势和不足。

本课题研究采用问卷调查法、行动研究法、文献法、教育实验法。问卷调查法是指教师以问卷调查的形式了解疫情期间学生的学习效果及教师的线上教学情况。行动研究法是指教师研究高中数学教学在AI技术支持下如何取得最好的学习效果。文献法是指搜集与线上教学、线下教学有关的文献资料（包括文字、声频、视频等具有理论价值和资料价值的材料）。教育实验法是教师在两个同层次班级的数学课中分别采用线上教学模式、线上线下混合式教学模式教学，并通过堂清检测比较两个班级学生的学习效果。

第三部分：研究结论

经过一段时间的AI技术支持下的线上教学实践，教师与学生通过网络传递知识和交流思想。在线上教学实践中教师从开始的仓促教学到现在的从容应对，从开始的形式单一到如今的形式多种多样。这些对教师教学水平的提升都有很好的推动作用。疫情期间AI技术支持下的线上教学呈现出了一些优势。

1.线上教学克服了时间和空间的界限，延展了教学的范围。传统的课堂教学模式以班级为单位，以教室为空间载体，受时空的限制，不太灵活。而线上教学凭借着AI技术实现了跨时间、跨地域的学习和交流，弥补了线下教学的不足。例如，“线上教学视频的回看”就是其突破时间限制的一个很好证明。在高中数学线上教学实践中可以采用钉钉和腾讯课堂直播方式讲授知识，这两种直播方式都有生成回放视频功能。教师通过回看自己的教学视频，不断地进行教学反思，从中获得成长。通过反复的观看视频，学生可以对知识点进行反复推敲，对于课堂的参与从体验转向了更深层次的思考。重复学习可以更好的巩固所学到的知识。

2.线上教学呈现了多种形式的学习方式，拉近了师生的距离，变机械传授为灵活交流。学生对新的教学方式充满了好奇心，这有助于刺激学生的求知欲。疫情期间我们使用的AI教学工具有腾讯课堂、钉钉、小猿搜题等软件，这些软件在线上教学实践中可以实现师生互动。钉钉和腾讯课堂有共享屏幕、答题卡、连麦、签到等互动功能。互动环节能够激发学生在线上课堂积极表现的热情并对一部分不能积极参与线上教学活动的学生具有很好的约束督促作用。

3.线上教学培养了学生自主学习的能力。空中课堂置师生于虚拟的网络世界，不再像传统课堂教学那样手把手的教学，面对面的讲解。但是，这种所谓的“弊端”却从另一个方面起到了很好的作用，线上教学使学生对教师的依赖大大降低，独立的学习空间让学生学会了自己去理解、分析和解决数学问题。

4.作业反馈及时。教师每天在“每日交作业”小程序布置作业，并把作业分享到班级微信群里。学生做完作业后把作业按时提交到“每日交作业”小程序里。这样教师能很清楚地看见交作业的名单和未交作业的名单，也可以更便利更高效地进行作业批改，并将作业情况及时反馈给学生。

5.在线测试便捷。传统教学模式下的考试，可谓“兴师动众”。从出题到安排考场，从监考到上传试卷，从阅卷到讲评，各种环节都需要调用人员。在线上教学实践中，老师可以很机动地安排在线测试，可以是每日练，周练，单元测试，某一个知识点的考查等。通过多种考试形式，老师及时把握学生的学习情况。例如：通过七天网络布置检测题，教师阅卷完毕后能清晰地看到每道题目的得分率。在钉钉线上教学实践中，教师通过“云课堂”制作试卷，实现“堂清”、“日清”、“周清”、“月清”。

随着信息技术的快速发展，AI技术支持下的线上教学应运而生。加之疫情的突袭，AI技术支持下的线上教学如火如荼。线上教学虽然具有诸多传统课堂教学不具备的优势，但也存在着一些不足。

1.线上教学缺乏对学生有效的管理。因为线上教学不是现场教学，所以教师无法面对面的约束学生。在线上教学实践中部分学生的自我约束能力较差，听课的时候注意力不集中，出现玩游戏、聊天、中途离开课堂等现象，这些都会降低教学效果。

2.空中课堂的学习氛围不浓。在线上教学实践中，教师不能像线下教学那样在教室里来回巡视，因此教师无法直观面对学生的学习状态，更无法开展现场问答或者小组讨论。师生之间、生生之间的互动与交流远远没有现场教学的效果好，空中课堂没有传统的以教室为空间单位学习的那种热烈的学习氛围。

3.线上教学课堂学生学习效率偏低。空中课堂没有教师的现场教学，教师不能及时发现学生存在的问题并及时做出指导，学生在解决一些数学题目和理解数学知识时容易走弯路，比如数学知识理解不正确、解题思路错误等等。教师每天都布置线上作业，要求学生及时进行提交，但部分学生在作业时出现敷衍、抄袭作业或借助搜题软件完成作业等等。这样通过作业反馈的效果是无效的，教师不能通过学生的作业及时发现学生真正存在的问题。

4.线上教学对学生的视力影响较大。教师凭借电脑、手机等设备进行线上教学，长时间的线上学习会对学生的视力产生不可小觑的负面影响。尤其是高中学生，各学科都采用线上教学的方式，这就意味着学生每天使用电脑或者手机的时间至少8小时。视力健康是身体健康的一个方面，高中教学不仅要承担“教书”的责任，更应有“育人”的担当，培养“德智体美劳”全面的人才，始终是高中教育的第一要务。

线上教学作为一种教学方式改革的全新模式，存在着上述不足，使得教学效果远远偏离期望值。对比线上教学，在线下教学过程中，教师对学生的监督作用更加显著，教师在整个教学过程中对学生潜移默化的影响是线上教学模式无法企及的。然而传统的线下教学模式将教师与学生形成主客对立的关系，在授课过程中学生个体的差异性易被忽视，同时学生自主学习的能力得不到锻炼，因而线下教学模式更不能满足不同层次学生的个性化需求。

简而言之，线下教学的优点恰是线上教学的不足，线下教学的

缺点也正是线上教学的优势。两者各有千秋，相互不可替代。因此 “线上”+“线下”混合式教学模式值得我们去探索，并在实际教学活动中不断应用，不断完善。

“互联网+”时代，信息化手段成为中学教学改革的重要方向。为中学数学的教学改革提供了全新的切入点；在网络时代成长起来的“00后”学生“当仁不让”地成为教学改革的合适对象。开展“线上”+“线下”混合式教学对切实提高高中数学课堂效率具有重要意义。“线上”+“线下”混合式教学模式既不是彻底将课堂推向云端，也不是“线上”与“线下”的简单机械相加，而是通过课前引导预习、线上自主学习、课堂重点难点讲解、线上线下深度讨论、过程性评价等方式，将传统的以“教师讲授”为主的模式转向以“学生自主学习为主”的模式，提高学生自主学习的能力，锻炼学生独立思考的能力，使其养成良好的学习习惯，从而取得最优化的学习效果。虽然困难和挑战还有很多，但融合式教学模式将是未来课堂教学发展的趋势。

第四部分：政策建议

第一，整合优化教学资源。

这次疫情使我们看到了大数据下的网络教学资源共享的优势，如中国大学MOOC、ICC平台，以及聊城教育资源公共服务平台等，但是我们不可一味地选用他人资源而迷失了教学方向，应该根据自己对教学内容的理解，充分考虑原有的教学基础以及学情，适度适量整合优质资源，达到智慧课堂目的。这就要求我们一线教师具备筛选教学资源的能力，使优质、丰富的教学资源为教师所用、为学生所用。

第二，推进新技术应用，加强教育“新基建”建设。

线上教学和线下教学的融合离不开AI技术的支持，线下教学这种单一教学模式在我国教学史上时间悠久，影响较深。对于线上教学，在疫情的推动下，我们虽然不断实践、不断深入，但是还远远不够。“互联网+”对于新技术在教学中的应用提出更高的要求。“线上”+“线下”混合式教学需要任课教师结合课程特点进行科学合理的组织设计，把线上和线下贯通起来。疫情期间的线上教学反映了我们国家网络基础建设不是很完善，加快网络基础建设、加大网络的覆盖面，为学生开通免费学习通道的政策应该尽快完善，疫情的存在推动了网络技术的发展速度。

第三，新一轮教育变革——线上线下相融合。

线上教育可以实现教育资源的共享利用，线上教育将教育空间延伸至云端，丰富了课程容量，教育的发展势必会迈向线上线下相融合的广阔天地。2020年可能会成为开启教育理念、教学技术和学习方式的改革之门的关键一年。因此，形成“传统教育为核心、AI技术和线上教育为两翼”的“一核双翼”全新教学模式，逐步利用网络教学资源库，通过在线管理教学，确保学校教育的可持续性与教育的个性化的策略有待于进一步完善，利用智能技术重塑高中教育形态有待于进一步推行。