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人工智能时代高校数学教师开展智慧教学的思考

李夏云 陈暑波
  
科创媒体号
2025年232期
湖南城市学院理学院 湖南 益阳 413000

摘要:人工智能迅速发展,高校数学智慧教学不断深入推进。本文介绍高校数学教师开展智慧教学的内涵、价值和智慧教学方法的应用现状,分析智慧教学面临的挑战,探讨解决策略,以其推动高校数学教师开展智慧教学的发展。关键词:智慧教育;智慧教学;人工智能

0 引言

2018 年,教育部《教育信息化 2.0 行动计划》明确提出实施“智慧教育创新发展行动”,这标志着国内的智慧教育发展进入新的阶段,智慧教育成为领航教育信息化 2.0 融合创新发展、促进实现教育现代化的重要途径。国家教育信息化政策的推进,使智慧教学成为教育信息化行动计划的主旋律。2020 年,教育部提出要把人工智能新技术运用到高校课程教学研究实践中。这助推智能信息技术与高校数学智慧教育领域的融合,智慧教学逐渐成为高校数学教师教学改革的重要方向。

1 人工智能时代智慧教学的内涵与价值

祝智庭[5]认为智慧教学是发展学生的智慧,利用人工智能技术促进学生个性化、智慧化发展;是把重复性、单调性、规则性的工作交给智能技术,把创造性、情感性、启发性的工作交给教师,实现“人机双师”的教学形态。蒋晓明 [1]认为智慧教学是教育信息化发展的新境界,是教育理念和教学方式转型升级的新样态,是推进教育现代信息化改革发展的必由之路。王祝华[2]表明智慧教学是教育信息化时代智慧校园背景下高校数学理论课发展的创新实践。智慧教学是基于社会改革发展趋势,总结教学的发展规律和顺应人工智能时代科学技术创新发展的实践需求下提出来的,具有智能化,信息化,数据化,精细化的特点,能够有效提升教育教学的质量,转变传统的教学模式,增强教育的生机与活力。

人工智能时代,高校数学智慧教学具有个性化学习、时空突破、实时反馈和资源共享等价值。李庆钰[3]借助人工智能,教师能够根据学生的个体差异,动态调整教学方案,实时监控学习进度并提供精准反馈,从而增强学习效果。智慧教学打破了传统课堂的限制,学生能够随时随地通过多样化的数字资源自主学习,灵活调整学习节奏。数字化与共享化的教学资源使优质资源得以跨校共享,进一步优化了教学质量和资源配置。

2 高校数学教师在开展智慧教学过程面临的挑战

大批一线教师在数学课程教学中开展了智慧教学方法探索, 取得了不错的成绩。通过利用雨课堂、云班课开展了混合式智慧教学方法研究。课前,教师制作和发布预习课件,学生不受时空限制随时学习,教师查看预习情况;课上,学生通过投票、弹幕、课堂测试等方式,积极参与课堂讨论,教师实时获得教学效果反馈;课后,教师根据学习数据,精准掌握学生学习效果,完善教学内容和设计,实现精准教学。结合课前—课上—课后三环节配合,激发了学生学习兴趣,调动了学生学习积极性,提高了学生的互动参与度,改善了教学质量。利用超星学习通平台开展自主探究能力培养的智慧教学方法研究。将课程分为若干单元,每个单元通过设置

探究型任务、演示学习方法、自学简单知识点、引导自主研究、多维度考核评价开展教实践探究型任务、演示学习方法、自学简单知识点、引导自主研究、多维度考核评价开展教实践,

提高了课程学习效率和质量,收效较好。利用在线平台,采用线上线下结合的方式,科学融入课程思政元素,强化信息技术与教育教学的深度融合,重塑智慧教学模式。 学生课前开展线上自学,教师课上开展重难点讲解和探讨。通过线上线下结合、虚拟和现实 融合,实现智慧教学。利用该平台开展教学活动实践,通过案例任务分解、学生独立探究、师生互动 促进学生自主学习,通过项目驱动、学生协同探究、教师指导、学生汇报及形成性评价,充分提升了学生的学习兴趣和实践能力。

2.1 数学教师智慧教学信息化素养不足

人工智能时代高校数学教师开展智慧教学为教育创新带来了诸多机遇,但在其实施过程中,依然面临着一些不可忽视的挑战。这些问题影响智慧教学的效果,限制了其在高校的全面推广。开展智慧教学,教师本人的信息化素养直接影响教学的实施效果。许多教师由于技能的缺乏、认知水平不高,在数字化教学环境中达不到智慧教学的要求,无法充分运用这些技术工具来增强教学的互动性和个性化;素养的不足影响课堂教学的连贯性,降低学生的学习积极性,使教学效果打折扣。 还由于部分教师对人工智能潜力和应用价值认识不足,仍依赖传统的教学模式导致他们对智慧教学的推进持观望态度或抗拒心理。由于技术的陌生感和不适应感使得教师难以快速适应融入智慧教学环境,从而无法有效激发学生的自主学习能力。因此,教师不仅无法充分发挥智慧教学模式的优势,还可能在实施过程中遇到技术障碍,影响教学效果。

2.2 部分学生适应能力比较差

智慧教学的核心在于自主学习和个性化教学,要求学生有较高的自我管理和自主学习能力。但学生在智慧教学过程中差异显著。部分学生能够快速适应自主学习的节奏, 充分利用智慧平台提供的资源进行学习;而另些学生则习惯于传统的被动学习模式,难以独立规划学习进程。这写差异使得智慧教学在应用中效果参差不齐。对于自主学习能力差的学生,由于缺乏明确监督和指导可能导致迷茫,无法合理分配学习时间,最终导致学习效果不佳。另外,部分学生对智能平台的使用也存在技术障碍,特别是在使用复杂的人工智能学习系统时,可能会遇到操作问题,这进一步影响了他们的学习体验和效果。智慧教学的要求与学生学习能力存在不匹配,限制了一些学生充分利用这一模式的优势。具备较强自学能力且熟悉智能技术的学生能够更好地适应并受益于智慧教学。而技术不熟悉的学生,可能因缺乏足够的技术设备或学习资源,学习效果大打折扣。这些差异影响教学公平性,可能加剧学生之间的差距。

2.3 智慧教学过程的评价方式不够完善

学生的成绩构成一般由线上学习部分、小组协作、任务达成和少量其他部分组成。线上学习部分根据学生个体学习情况生成,代表单个学生的学习情况。线上学习过程赋予学生高度自主性,但也形成了无法有效监督的特点。实际教学过程中发现,部分学生线上学习成绩较高,但并未认真开展课前学习,存在刷课、代刷课的情况。甚至部分认真开展线上学习的学生,线上学习成绩不如找人代刷课程的学生成绩高,给认真学习的学生带来了不公平,对其学习积极性产生不利影响。在课程教学阶段采取小组协作完成任务,开展班级分享,同小组互评、教师评分和其他专家评分结合的方式进行任务达成度评价。这部分评价是对小组总体表现的评价,如其中混有个别不积极参与课程任务的同学,教师不容易辨别,即使学生组内采用二次分配,往往学生因为不愿意破坏同学间的和谐而平均分配,这样就造成这部分成绩与学生实际学习效果并不匹配的情况。这样,就出现成绩与学生实际学习情况不符的情况,可能让不认真学习的学生浑水摸鱼获得较高的成绩,因此而弱化学习成绩对学生学习的推动作用,甚至引起对成绩公平公正性的质疑[4]。

3 关于智慧教学面临的挑战的相关改进策略

数学教师角色由教学的组织者转变为教学的引导者。智慧教学的教学过程要由知识需求向智慧需求转变、由注重成绩向注重发展转变、由教会本位向会学本位转变[5]。这些转变,对教师在教学中的角色、教学能力等提出了新要求。

首先教师要不断提升自身智慧教学能力,教师能遵循教学理论,以现代信息技术为手段,整合教学资源,设计、实施和评价教学活动, 实现促进学生全面发展的最终目标[6]。 掌握智慧教学的基本理论,熟悉和把握智慧教学情境;掌握和强化信息技术应用能力,提高教学资源的整合能力;优化教学设计,追求教学卓越;要达到对智慧教学持续改进和引领教学改革的目标。

其次教师要更新教学理念。遵循教育教学规律,以现代教学理念为指导,树立以“学生为中心”的理念,激发学生好奇心、想象力和探求欲。通过智慧教学启发、引导、 辅助学生自主建构知识,在尊重和关注学生的个体差异和个性发展需求的基础上,根据教学内容和环境形成灵活的、生成性的教学,促进学生自主学习能力提升。 智慧教学是积极应用信息技术的教学,凸显教师数字化素养的教学实践。教师熟练掌握各种智慧教学工具和智慧教学平台的使用,实现实时录课、平台自主建课,并有效应用技术创设智慧教学情境、洞悉学生的学习过程和智慧生成关键点、提供适时的个性化学习干预、全方位收集学生的外显学习行为和内隐智慧生成过程数据、 分析学生学习能力的达成度。

再其次教师要对教学资源进行整合。教师要利用多个平台,进行所需教学资源的查询和选取,在学情分析的基础上进行教学资源整合,无论是课前预习任务推送、课后知识掌握情况检测,还是课堂教学过程,教师都需要各种教学平台发布授课过程中筛选和积累的相关教学资料,将学科前沿、工程实践经验等与数学教学内容有机融合,并不断更新和完善,以适应学生的不同需求。教师要建立和优化教学资源库,以满足自身教学的实际需要,实现优质 教学资源的共享,拉近不同区域、院校之间的教学差距,提高教学质量。 教学设计中,教师要具备将教学内容和信息技术有效融合、合理设计,焕发信息技术在教学中的生命力。智慧教学的教学设计应以学生为中心,根据学生认知规律和发展需求因材施教,在学时分配和课程内容上合理重构和拓宽。教师需要从教学资源的推送、学习情境的创设、教学内容的构建、教学方法的优化、训练题目的强化等方面精心设计,引导学生 开展探究式学习,激发学生学习的内驱动力。智慧教学的实施围绕教学目开展线上、线下教学活动,以问题为导向, 通过师生互动、生生互动等,促进学生的深度学习。课前预习和课后测试以提升学生自主学习的能力。教师在课堂上需要充分利用现代化教学手段,采用灵活多样的教学方法,创设与课程内容相关的学习情境,活跃课堂气氛,使学生成为课堂的主体。激发学生学习的积极性和主动性,培养学生的各种能力。

最后完善教学评价、提升学习反馈效果。确定课程目标要求,通过大数据分析,实现动态伴随式的学习评价,贯穿于整个教学环节,包括教师评学生、组长评组员、组内互评、组间互评等。从平台资源观看、学习态度、合作与沟通能力、测试成绩 等方面进行评价。教师要具备能够科学地解读数据评价报告的能力,获取学生对重难点知识的掌握程度、学生自身学习进步的幅度和课程目标达成等信息,有针对性地进行教学反思,优化教学设计,实现持续改进。终结性评价以期末考试的形式进行。通过过程与结果相结合的评估体系,教师能够更好地掌握学生的学习状况,进行针对性的指导与辅导,帮助学生实现知识的持续积累和应用。

4 结语

人工智能背景下,智慧教学改革势在必行,高校数学教师开展智慧教学,诸多方面存在不足。广泛开展教师智慧教育思想培训、认真研究智慧教学方法和模式、加大学校智慧教学政策支持力度,将促进智慧教学在高校数学课程中的快速推进。

参考文献

1]蒋孝明,马永强.思想政治理论课教学信息化发展的进路分析[J].未来与发展,2021,45(08):90 -94

2]王祝华.智慧校园环境下高校思想政治教育的实践创新[J].中国现代教育装备,2020,(11):24- 27.

[3]李庆钰“互联网+”背景下高校英语智慧课堂构建探索[J].湖 北开放职业学院学报,2024,37(10):156-157,1

[4] 李娟,罗少敏,赵宏龙,秦庆东,周琴.高校教师开展智慧教学的现状与思考[J].教育研究,2025:21-24.[5]祝智庭,彭红超.创新发展技术赋能的智慧教育:访 我国智慧教育开拓者祝智庭教授[J].教师教育学报,2021,8(4):21-29.

[6]李亚霞,高士兴.智慧教育视域下的智慧教学研究综述[J]. 甘肃高师学报,2020,25(6):76-79.

作者简介:李夏云(1972 - ),人,副教授.陈暑波(1980 - ),邵阳人,教授

资助项目:省教育厅教学改革项目-以学科交叉融合为导向的“数学+”复合型人才培养研究(项目号:HNJG-20231010)

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