讲座：指向深度学习的课堂教学实践(分数的初步认识)课件.pptx

1、以分数的初步认识为例以分数的初步认识为例什么是深度学习？人工智能教 育深度学习一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。简单的说，机器学习就是通过算法，使得机器能从大量的历史数据中学习规律，从而对新的样本做智能识别或预测未来。一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。自2006年以来，作为机器学习领域中的一项重要课题深度学习开始受到了学术界的广泛关注。到今天，已经成为互联网大数据和人工智能的一个热潮。一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。深度

2、学习通过建立类似于人脑的分层模型结构，对输入数据逐级提取从底层到高层的特征，从而能很好地建立从底层信号到高层语义的映射关系。是目前最接近人脑运作原理的算法。一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。语音识别一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。在线广告一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。无人驾驶一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine

3、 Learning）领域的一个重要课题。图像风格转换 Prisma是一款通过深度学习技术改变图像风格的手机App。在该软件之后，更多图像、视频风格转换（比如像脸书推出的Caffe2Go）、自动音乐作曲等软件被陆续推出。一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。智能写作机 器 人一、深度学习与人工智能 1.机器学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。2016年里约奥运会，华尔街邮报写稿机器人Heliograf开始撰写一些新闻，主要通过人工智能技术快速生成一些简单的信息作为报道，并且在推特上发布。一、深度学习与人工智能 1.机器

4、学习（Machine Learning）领域的一个重要课题。Giiso中国公司自主研发的写作机器人，可以从科技、财经、体育、房产、游戏、军事、时政等22个领域快速写稿的人工智能机器人。Giiso写作机器人自动写文章的时候，编辑只需要设置写作领域和写作字数，设定好写作题目就行，其写作的速度之快，分分钟出文章，让人类望尘莫及。一、深度学习与人工智能 2.深度学习在人工智能领域的里程碑一个下围棋的强化学习智能体一、深度学习与人工智能 2.深度学习在人工智能领域的里程碑4 :1一、深度学习与人工智能 2.深度学习在人工智能领域的里程碑 2016年末2017年初，AlphaGo master在中国棋类网

5、站腾讯围棋上与中日韩数十位围棋高手进行快棋对决，连续60局无一败绩；一、深度学习与人工智能 2.深度学习在人工智能领域的里程碑 2017年5月，在中国乌镇围棋峰会上，AlphaGo与排名世界第一的世界围棋冠军柯洁对战，以3比0的总比分获胜。一、深度学习与人工智能 2.深度学习在人工智能领域的里程碑 在此期间，AlphaGo还战胜了由陈耀烨、唐韦星、周睿羊、时越、芈昱廷五位世界冠军组成的围棋团队一、深度学习与人工智能 2.深度学习在人工智能领域的里程碑 结合了数百万人类围棋专家的棋谱，以及强化学习的监督学习进行的自我训练。早期版本不再需要人类数据。它一开始就没有接触过人类棋谱,仅仅是自由地进行自

6、我博弈，即自己成为自己的老师。只经过短短3天的自我训练，就以100：0的战绩强势打败了此前战胜李世石的旧版AlphaGo。经过40天的自我训练，又打败了AlphaGo Master版本。后期版本二、深度学习与教育人工智能中深度学习概念与教育领域用的深度学习意义有很大区别。马云鹏什么是深度学习？二、深度学习与教育二、深度学习与教育深度学习是指在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，并将它们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，作出决策和解决问题的学习。何玲,黎加厚二、深度学习与教育所谓深度学习，就是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战

7、性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。郭 华二、深度学习与教育必须满足以下几个要点：深度学习是教学中的学生学习而不是一般的学习者的自学，必有教师的引导和帮助；深度学习的内容是有挑战性的人类已有认识成果；深度学习是学生感知觉、思维、情感、意志、价值观全面参与、全身心投入的活动；深度学习的目的指向具体的、社会的人的全面发展，是形成学生核心素养的基本途径。具体到数学学科，深度学习又是指什么呢？二、深度学习与教育二、深度学习与教育教育领域中深度学习的研究重点在中小学各学科教育设计改革之中。马云鹏二、深度学习与教育数学学习中的深度学习，不应停留于“动手”，而应更积极地去思考

8、；不应满足于一知半解，而应通过长时期思考想得更清晰、更深入、更全面、更合理；不应局限于按照别人的指引去学习，而应主要通过自己的总结和反思不断上升到更高的层面。郑毓信二、深度学习与教育理解学习 批判性学习 知识迁移 解决问题积极参与 长期思考 素养发展三、为什么要深度学习？在“百度一下你就知道”的时代，如果教学的目的还只是传递和接受知识，教学存在的价值何在？在“百度一下你就知道”的时代，若教师还只作为知识的拥有者和传递者，那么，教师还有存在的价值吗？教师在何种意义上是无可替代的？在“百度一下你就知道”的时代，学生凭什么要通过艰苦的学习去掌握课本上“枯燥”“死板”“无趣”的知识？教学如何让学生体会

9、知识的价值和意义？我们必须要思考：郭 华深度学习及其意义三、为什么要深度学习？当AlphaGo大胜围棋职业九段选手李世石的时代，只传递知识的教学自然不行，它的反面，不关注知识的价值而只形式化地关注探究、创新和体验的教学，同样不行。信息时代把我们以前本应有但被忽略了的思考与实践，凸显出来，逼迫我们给出答案，深度学习的研究应运而生。郭 华深度学习及其意义四、深度学习的实施策略（1）为学习者提供“脚手架”，有效的脚手架通过提供提示与线索来帮助学习者自己解决问题。（2）提供学习机会，让学习者通过理解外化、协作、对话，表达正在发展的个人理解。（3）学习科学已经反复证明了反思在深层理解学习中的重要性。（4

10、）在适当阶段提供可视化学习支持。从可视化的角度来看，教学过程经历了两个阶段，即抽象知识具体化的过程，以及将具体知识进行抽象概念表达的过程。温 雪 “促进深度学习过程的教学策略”四、深度学习的实施策略 清楚地表述，有效地互动。努力增强学生在“反思”方面的自觉性。经常提及这样三个问题“什么？”“为什么？”“如何？”注意做好“纠错教学”。郑毓信教授对此也给出了一些具体的建议：五、指向深度学习的课堂教学实践就我们的教学而言，为促成学生的深度学习，需要教师的深度教学，而教师的深度教学有赖于我们对教学内容的深度思考，对学生学情的深度掌握，对教学过程的深度设计，对学习过程的灵活调控。以“分数的初步认识”为例

11、五、基于深度学习的教学实践“分数的初步认识”教学设计与思考相比于自然数、小数而言，学生对分数的认识、理解和接纳，要困难得多。五、基于深度学习的教学实践“分数的初步认识”教学设计与思考分数是一个“数”?3 34=0.754=0.75433 37 70.430.4373五、基于深度学习的教学实践“分数的初步认识”教学设计与思考在学生“初步认识分数”时，我们究竟应该怎样做，才能尽可能地让这些困难在学生之后的学习中最少地发生呢？五、基于深度学习的教学实践“分数的初步认识”教学设计与思考1.多角度、多维度学习、理解分数的内涵2.追溯自然数、分数、小数的起源五、基于深度学习的教学实践1.分数的多元多维内涵

12、张丹：分数的两个基本维度和四个具体方面两个维度：比、数四个具体方面：比率、度量、运作、商五、基于深度学习的教学实践1.分数的多元多维内涵u 比率：即部分与整体的关系、部分与部分的关系。l 部分与整体把单位把单位1 1平均分成若干份，表示这样的一份平均分成若干份，表示这样的一份或几份的数叫分数或几份的数叫分数给后续认识假分数带来了困难！五、基于深度学习的教学实践1.分数的多元多维内涵u 比率：即部分与整体的关系、部分与部分的关系。l 部分与部分比的另一种表达（或）记录形式。比的另一种表达（或）记录形式。甲有8张邮票，乙有5张邮票，甲的邮票是乙的8/5。数量比份数比把6个桃平均分成3份，其中一份是

13、这6个桃的几分之几？五、基于深度学习的教学实践1.分数的多元多维内涵u 商：分数是两个整数相除的结果。当两个整数相除，不能除尽时（即商不是整当两个整数相除，不能除尽时（即商不是整数），商可以用分数来表示。数），商可以用分数来表示。五、基于深度学习的教学实践1.分数的多元多维内涵u 度量：分数可以理解为分数单位（单位量）的累积数起源于数，量起源于量u 动作（运算）：即将对分数的认识过程转化为一个运算的过程。苏教版三年级下册求一个整体的几分之几是多少五、基于深度学习的教学实践2.自然数、分数和小数的起源u 自然数起源于“比较”u 分数源于“分”的需要u 小数是十进制延伸的产物五、基于深度学习的教学

14、实践3.分数初步认识的教学设计与思考u 从“量”的准确表达开始，激发产生“新数（分数）”的需求。“量”与“率”的统一人教版分数初步认识只提到率，未谈及量。北师大版分数初步认识只提到率，未谈及量。苏教版分数初步认识先讨论量，再过渡到率。五、基于深度学习的教学实践3.分数初步认识的教学设计与思考u 从“量”的准确表达开始，激发产生“新数（分数）”的需求。“量”与“率”的统一分数的再认识-“量”与“率”分化自然数的认识过程也同样如此。小红有2个苹果，小明有6个苹果，小明的苹果是小红的3倍。自然数：6 62=32=3两个量相除两个量相除分数：把6个苹果平均分成3份，1份是6个苹果的1/3。3 3份中的

15、份中的1 1份份=311 12=?2=?五、基于深度学习的教学实践3.分数初步认识的教学设计与思考u 从“数”的完整表征入手，感知分数“率”的内涵儿童理解的3层次框架表征为两个相互独立的自然数表征为“部分与整体”的关系表征为两个相关的数，理解分数能够小于、等于、大于1。五、基于深度学习的教学实践3.分数初步认识的教学设计与思考u 从“数”的完整表征入手，感知分数“率”的内涵21更多体现的是运算操作的过程性先把1块蛋糕平均分成2份，再每人1份。在学生经历操作活动，从“量”的准确表达的角度理解1/2所表示的含义后，引导学生理解1/2在“率”的层面的内涵也是必须。五、基于深度学习的教学实践3.分数初

16、步认识的教学设计与思考u 从“数”的完整表征入手，感知分数“率”的内涵21这时“部分与整体”的关系，是具体的、显性的。分数的再认识-把6个桃平均分成3份，1份是1/3。6231?？小红有6个苹果，小明有2个苹果，小明的苹果是小红的多少倍？自然数：求一个量是另一个量的多少倍6 62=32=3五、基于深度学习的教学实践3.分数初步认识的教学设计与思考u 从“量”的逐步累积出发，感知单位分数的度量价值。几大版本教材中，分数的引入，都是从分物品的角度进行的。学生更易从“部分与整体”的角度来理解分数。苏教版五下分数的意义苏教版三上认识几分之几五、基于深度学习的教学实践3.分数初步认识的教学设计与思考u 从“量”的逐步累积出发，感知单位分数的度量价值。“分数的初步认识”到底认识到哪里?北师大版三下分数的初步认识