电子书包环境下小学数学复习课的教学模式设计

 

  从计算机、互联网、多媒体等数字化技术逐步进入校园，到交互式电子白板、虚拟仿真实验等应用，再到当前移动终端、物联网、云计算等新一代信息技术的发展，教育教学中应用的信息技术由数字化走向智能化，成为促进教育教学变革的重要动因之一。小学数学课程标准(2013)提出“把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具，致力于改变学生的学习方式。”纵观信息技术在数学中的应用，金坚敏认为信息技术强大的信息承载功能，能激发学生学习兴趣(如利用多媒体动画创设问题情境，引发学生认知冲突)；利用信息技术呈现数学课程内容，能化抽象为直观，突破教学重难点(如利用Flash动画或者几何画板动态演示教学中难以理解的内容)；信息技术的交互功能，能帮助学生实现自主学习(如基于资源的自主探索等)。当前越来越多的技术工具正进入数学课堂，但Law在她的研究中发现数学教师经常使用信息技术开展的教学活动是操练技能或程序、课堂讲授、推理数学概念和原理。如何使用信息技术创新数学教学活动是信息技术与数学教学融合的关键问题。2010年，上海市虹口区试点教育部“开展数字化课堂环境建设和学习方式变革”项目；2012年上海市闵行区启动“基于数字化环境的学习方式变革”项目(以下简称“闵行区电子书包项目”)，成为当前区域推进规模最大的电子书包项目；同年，陕西省电子书包项目、江苏省南京市“网络与数字化环境下的教学实验”项目启动，国内电子书包项目发展进入新一轮以区域推进为主的发展模式。调查发现，电子书包区域推进项目均以语文、数学、英语作为主要试点学科。然而当前电子书包项目的探索实践与国际上的实验几乎同步，没有完整的可借鉴的应用经验。在一项针对电子书包实验学校教师的访谈中，语文、数学等学科的教师均表示在试点应用中遭遇着电子书包与学科教学整合的困惑，还处于不断摸索的阶段。已有研究多从课堂教学应用层面，强调授导互动、主题探究与合作学习。较少有研究聚焦具体的学科及其课型，探索电子书包环境下的创新应用模式。为深入电子书包在学科教学中的应用，闵行区电子书包项目在二期(2013年度)推进中以探索电子书包学科教学模式为重点建设内容，各实验学校在区项目组协调下开展探索实践。本研究即是项目组成员在上海市闵行区罗阳小学(闵行区电子书包项目实验学校之一，以下简称“罗阳小学”)与实验教师共同研究的成果之一，以小学数学复习课教学为研究对象，开展电子书包环境下小学数学复习课教学模式的设计与应用。

  复习课教学的目的是对某一阶段(一单元、一学期或更长)所学的知识进行系统巩固，以利于形成能力，使已获取的知识在熟练的情况下进行综合运用。复习课是小学数学课堂教学的重要课型之一，如何上好小学数学复习课，“理”“练”“评”“测”是基本要求。“理”是对所学知识的系统梳理，帮助学生形成清晰的知识网络；“练”是让学生在有针对性的练习过程中概括提升、灵活应用；“评”是对学生学习过程的评价，强调以评促学；“测”是通过课前测验让教师了解学生的学习情况，根据暴露的问题设计课堂教学内容，或根据课内测验了解复习课教学效果。围绕这四个方面，小学数学复习课教学实践中出现了不同的教学应用模式。但纵观当前小学数学复习课教学，在实践中也存在着以下问题。

  (一)“理”不到位

  小学数学教材作为一个整体，知识、单元之间有着紧密联系。复习时，教师要将看似孤立、分散的知识进行系统梳理。在日常教学中“理”有着不同的方式，或贯穿于问题的解答与分析；或由学生自主整理，加以教师的指导形成知识体系。在教学实践中，长期存在教师以讲解作为教学的主要形式，缺乏对重点、难点、易错点的点拨，缺少对知识结构的梳理，复习课成为新授课的“重复”。

  (二)“练”过度且不具针对性

  “练”是复习课中学生提升、应用所复习知识的有效途径，但大量、反复的机械操练会使复习课变成单纯的练习课。“题海战术”不但会使学生缺乏基于练习反馈的思考与知识梳理，也会因师生之间、生生之间缺少合作与互动而使课堂气氛变得沉闷。同时复习课中的练习强调针对性与系统性，如何恰当地安排有层次性、综合性的练习是上好一节复习课的关键。

  (三)“测”无及时反馈

  “测”的目的是通过测验发现问题并及时解决问题。为了更有针对性地确定复习课的重点、难点，课前测验学生所反映的问题是教师确定课堂教学内容的信息来源之一；为更清楚地了解复习课教学效果，课内测验结果是发现学生仍存在问题的重要途径。但由于测验结果无法及时汇总，教师无法全面了解学生知识掌握情况，结果信息更无法及时反馈给学生，学生失去纠正错误的最佳时机。

  (四)学生被动学习

  为保证教学进度，课堂上知识的梳理常常由教师代劳，学生缺少自主归纳、整理的时间，缺乏合作探究的机会。长此以往，学生会对教师产生依赖，不利于自主学习能力及其他综合能力的培养。同时课堂未给学生创设一个展示交流的空间，难以发挥学生在学习中的主体作用。

  (一)电子书包应用环境

  电子书包的构建涉及移动终端、教育内容、服务平台三个核心要素。教室应用环境下还包括教室环境建设，如课堂交互显示设备(如电子白板等)、无线网络设备、课桌椅及其布局等。本研究中使用华为、三星等平板(罗阳小学率先在上海市闵行区实行BYOD模式)、Aischool电子书包系统开展试验，同时实验班级配备电子白板，配置一个无线路由器，两个无线AP，能支撑50台左右的平板接入网络。Aischool电子书包系统支持教师的备课与讲课、学生的学习及评价，包括备课中心、授课中心、评测中心等模块。其中授课中心为教与学提供电子教材、屏幕广播、学生演示、课堂练习、资源推送、主题研讨等功能，是支持课堂互动教学的课堂交互系统(主要功能如下页图1所示)。课前的备课中心，课后的评测中心、教学分析功能、云图书馆等作为课堂交互系统的补充，提供相应服务以支持教学全流程应用，拓展课堂教学空间。

    (二)电子书包环境对教与学的支撑作用

  在以上电子书包应用环境下，师生基于移动终端、教育内容、服务平台可开展丰富的教与学活动。具体而言，电子书包环境对教与学的支撑作用可归纳为丰富课堂授导教学、创设探究学习环境、拓展课堂学习空间三个方面。

  1. 丰富课堂授导教学

  电子书包走进课堂教学，对课堂教学的优化体现在多个方面。首先电子书包可整合各类数字化学习资源(如多种类型媒体资源、学科工具等)，丰富课堂教学形式，从而支持教师知识陈述、例证、呈现情景。其次信息技术的快速计算功能使信息聚合成为可能，电子书包提供的“课堂练习”功能可快速汇总学生反馈或答题结果，为教师提供答题报表信息。基于这些报表信息，教师可诊断学生学习情况，动态地调整教学内容；也可了解每个学生现有的知识水平、思维模式等，为教学过程中的动态分组提供数据支持；也便于教师据此为接受能力不同的学生提供个性化指导服务。同时电子书包创设了信息对称的学习空间，将促进课堂内信息的共享，学生使用移动终端可便利地获取来自网络(如资源库、在线专家等)、教师、同伴的信息；学生可便利地提供信息，此时课堂展示内容不仅仅由教师提供，通过“学生演示”功能学生也拥有了表达个人想法、展示个人思维的机会；学生通过“主题研讨”等功能可便利地交流信息，完善师生交互平

台，支持师生、生生之间的双向交互。

  2. 创设探究学习环境

  人际沟通技能、团队协作精神、创造性问题解决是企业所需人才能力结构中的前三项能力。探究学习环境让学生在合作过程中亲历问题解决过程，在主动参与中完成知识学习与能力发展。电子书包创设的信息对称的学习空间即创设了这样的探究学习环境，学生在人手一学习终端及网络联通的环境下，可与同伴一起开展探究学习。例如探究型课程《探究影响饮用水水质的因素》一课中(该案例具体信息可访问：http://e5.mhedu.sh.cn/tvideoinfo/Tvideo Info/show F.do?s=1&video Id=56)，学生以小组形式设计、实施实验，合作探究影响饮用水水质的因素。课前学生使用学习终端完成实验设计及准备工作；课中使用学习终端记录实验过程与结果，基于实验数据快速生成实验图像，并通过图像直观对比数据差异而得出小组结论。

  3. 拓展课堂学习空间
  课堂学习时间是有限的，电子书包的应用将连接课前、课中与课后，从时间维度拓展课堂学习；基于电子书包的移动特性，课堂将不再局限于教室，从空间维度拓展课堂学习。仍以《探究影响饮用水水质的因素》一课为例，课前学生查找资料、设计实验是课内顺利完成实验及分析的基础工作，此时学生的学习已前移到教室外。

  一个完整的教学模式至少应该有四个要素构成：理论基础、功能目标、实现条件、活动程序。电子书包环境下的小学数学复习课教学模式将围绕着小学数学复习课教学目标(梳理知识、查漏补缺、提高知识应用能力、培养自主复习能力)，在一定的教学理论指导下，依靠教学实现条件(如课堂教学组织形式、电子书包技术支持环境)，按照一定的活动程序以达成教学目标。

  (一)教学理念与理论指导

  1. 翻转课堂的启示

  2011年，翻转课堂引发全球范围内的研究热潮，成为课堂教学变革新风向。翻转课堂将知识学习过程的知识传授和知识内化两个阶段颠倒过来，即知识传授在教室外，知识内化在教室内，突破了时空限制，较好地解决了在知识内化环节学生需要克服学习中重点难点时教师往往不在现场的问题。翻转课堂从“先教后学”到“先学后教”，课堂教学主结构也由教(教师讲授)、练(学生操作与练习)、评(教师评阅作业及提供测试)转变为学(自主学习)、测(学生通过在线练习诊断存在的问题)、研(师生共同研习问题)。信息技术助力下的翻转课堂实现了教学流程的颠覆性变化，突破了思维限制，跳出了原有的课堂教学应用框架。教学流程的改变随之也带来教师身份发生了“质”的变化，教师从单纯的知识传授者变为导学者、助学者、促学者、评学者，回归到学生最需要的本原角色；学生也从被动的知识接收者成为协作、探究活动的主动参与者，成为课堂研习问题的主体。因此透过翻转课堂我们可以看到，要进行信息化学习教学创新必须实现三个突破，即突破时空限制、突破思维限制、改变教师角色。

  2. 问题情境的创设

  问题情境结构的基本组成成分包括新的、未知的知识(以解决产生于问题情境中的问题)；主体的认知需要(思维的动机驱动)及主体的认知可能性(学生的创造能力和已有的知识水平)。在教学中创设问题情境是把新知识渗透到具体的情境中(如有趣的故事或场景)，以情境中的问题解决为需要，促使学生原有知识与必须掌握的新知识发生冲突，由此激发学生获取新知识和探索新事物的兴趣。这种通过问题情境的创设而建立起的学生思维的内部条件，将为教学过程和学生发展提供驱动力，促使学生在意义建构中达成知识学习目标。创设问题情境的具体办法有：现场试验或演示的方法；借助实物、图片、模型等直观手段模拟、仿真方式；提出学生依靠现有知识难以正确完成的作业；对学生的典型错误进行分析等。

  (二)教学环节与流程

  在以上教育理念指导下，围绕复习课教学，经过与学科教师研讨/设计教学课例，教师试教，修订/完善教学课例，提炼教学环节与流程的过程，初步形成如图2所示的复习课教学流程，整个教学以课前、课中为分界。

  1. 课前测验，发现问题

  教师根据复习内容设计相应的课前测验，并发布于电子书包的评测中心；学生使用移动终端完成测验并提交；此时教师可通过评测中心的统计功能及时汇总测验结果，了解学生对复习内容的掌握情况，根据发现的知识薄弱点确定复习重点、难点及易错点，在此基础上设计课堂教学内容。

  2. 课堂导入，引出课题

  上课伊始，教师通过师生对话、讲述故事、玩游戏、猜谜语等方式进行复习回顾，自然引出课题，强调本堂课的教学目标。

  3. 师生活动，解决问题

  根据课前测验发现的问题，教师设计系列问题情境，让学生在自主探索、合作探究、成果交流过程中解决课前测验存在的问题，自主整理复习知识结构。在整个过程中，教师要根据活动中学生暴露出的问题，提供有针对性地指导及相关知识的补充阐释。该环节可以是多个问题解决的循环过程，这取决于教师对课堂活动的设计。(1)提出问题，布置任务。教师根据课前测验结果梳理出复习知识要点，通过问题情境的创设让学生在完成学习任务的过程中解决问题。课堂导入之后，教师随即呈现明确的活动任务、清晰的活动步骤以及成果要求，以为学生开展活动提供支架。(2)自主探索，合作探究。在活动支架的帮助下，学生基于移动终端开展小组学习活动。一般而言，小组合作过程中会指定一位组长负责小组活动的协调，如任务的分配、活动进度的控制等。整个过程教师要给予学生充分的探究时间，并及时关注各组活动进展及遇到的问题，以提供有针对性的指导。(3)成果交流，评价总结。学生个人或小组指定。代表汇报学习任务的完成情况，以口头表述、操作演示等方式交流对学习任务的思考、加工及结果。教师结合学生交流情况及学生活动、交流过程中捕捉到的信息，通过师生对话、学生成果再现、教师讲解、板书等方式加以评价和总结，重点对学生在自主探索、合作探究及成果交流过程中所反映出的思维方式等问题提供有针对性的教学补救。

  4. 变式练习，应用巩固

  在课前练习基础上，教师设计变式练习，检测经历以上解决问题过程后学生对复习内容的掌握情况；同时教师可提供与变式练习有关的微视频(建议视频长度在1分钟以内)，为有需要的学生在完成变式练习过程中提供自主学习的资源，落实课内分层教学。整个操作过程为：教师发布变式练习及微视频资源，学生借助微视频资源完成练习并提交；此时教师根据学生练习反馈情况(主观题是由系统自动汇总形成的分析图表；客观题由教师浏览学生提交内容后发现典型的错误)，提供有针对性的讲解；如果学生掌握情况良好，可直接进入下一个教学环节；如果个别学生存在错误，可要求学生课后通过题目解析完成修订。通过变式练习，学生将灵活应用复习知识；而练习中及时的汇总反馈，将在学生解决问题的最佳时机给予帮助。

  5. 回顾小结，知识梳理

  在学生经历问题解决及变式练习之后，学生对复习内容有了进一步地认识与掌握。此时教师以图示、板书等方式回顾小结，展示知识梳理结果，让学生对复习知识有整体把握，构建完整的知识结构。

  6. 布置作业，拓展迁移

  根据课内测验结果及下一阶段将要学习的与之相关联的知识，教师根据学生个体差异布置作业。对复习知识掌握比较好的，则可拓展迁移，提供更高层次的练习或拓展资源；对仍留有疑问的学生则可提供有针对性的练习及作业辅导。

  (三)实现条件

  1. 课堂教学组织形式

  课堂教学组织形式调节着课堂教学中的各种关系结构，在数学课堂中使用丰富的教学活动组织有助于学生通过主体实践体验数学学习过程。《课堂教学方法(理论篇)》中将课堂教学组织形式归为四类：个别学习、分组教学、伙伴协作学习及班级授课。其中班级授课即传统的以教师讲授为主的组织形式，学生基本都面向教师成排而坐；个别学习是学生根据自己的学习进度开展学习活动，如学生独立完成教师布置的练习；分组教学是以2人以上为单位围坐在课桌周围的课堂教学活动组织形式；伙伴协作学习也是多人参与的组织形式，但强调学习过程中要与同伴一起(至少2人)共同完成一项任务。在电子书包环境下的小学数学复习教学中，教师可根据实际需要来流畅地应用多种教学组织形式以达成教学目标。

  2. 技术支持

  在以上设计的教学模式中，电子书包环境在教学各环节中发挥的作用。

  本文以罗阳小学二年级数学第五单元复习课《几何小实践》为例说明以上模式的应用。这节复习课的目标是学生能回忆和掌握角的分类、三角形的分类、三角形和四边形的定义；理清三角形按角分类的并列关系和四边形与长方形、正方形之间的包含关系。

  (一)教学实施过程

  在电子书包环境下，本堂单元复习课的教学实施流程描述如下所示：(1)课前测验，确定单元复习要点。教师在Aischool电子书包系统的评测中心发布关于第五单元基础题测试，找到知识薄弱点。确定本节复习课的要点是理清三角形分类中的并列关系和四边形与长方形、正方形之间的包含关系。(2)猜谜复习，激趣引入。教师借助三个谜语引入复习，帮助学生巩固对三角形、正方形的认识，复习长方形，以及正方形和四边形之间的关系。在有趣猜谜的基础上，教师自然引出课题：理清图形之间的关系。(3)小组讨论，图形分类。教师布置学习任务：“帮图形找家”，要求学生根据所列出图形(锐角、直角、钝角三角形、长方形、正方形、四边形、五边形、八边形)的边的特点、角的特点进行分类；并将所列出的图形填入给定的三个集合圈中。随后学生5人一组开展小组讨论，由组长在学习终端上记录图形分类，填入集合圈；在学生探究过程中，教师提供必要的引导以降低学生学习难度。(4)交流汇报，归类整理。教师选择三个小组，分别汇报一个集合圈。以小组1为例，教师将小组1汇报学生的屏幕投影到电子白板，展示该组的讨论结果；同时小组代表以口头表述方式汇报第一个集合圈(三角形按角分类)填写的结果，此时教师配合板书呈现。在汇报结束后教师继续创设问题情境，追问“三种三角形能交换位置吗？”“能和其他两种集合圈互换吗？”，通过师生语言交互方式完成辨析。最后师生共同总结：该集合圈中的三个图形是并列关系。交流结束后，教师通过板书方式呈现归类结果。(5)变式练习，反馈交流。教师将变式练习发布给每一位学生，在学生独立完成练习后，教师与学生借助系统汇总反馈情况，交流练习的解答，让学生通过练习、总结概况提升本堂课的复习内容。(6)回顾小结，知识梳理。教师结合板书，回顾本节复习课的内容。通过小结三个集合圈再次向学生梳理三角形分类中的并列关系和四边形与长方形、正方形之间的包含关系。(7)图形转化，拓展迁移。教师在评测中心发布课后测验及测验解析微视频，供学生再次查漏补缺；同时发布游戏：六角形变长方形(你能在这个六角星上剪两刀，把剪出来的三部分拼成一个长方形吗？)，让一部分学生课后使用平板操作探究，向学生渗透割、补的数学方法，让学生了解转化的思想，为学生后续学习打下基础。

  (二)案例分析

  从小学数学复习课教学“练”“评”“测”的基本要求出发，本堂单元复习课通过课前测验，教师明确了单元复习要点，从学生实际需求出发设计教学；借助学习终端，让学生亲历探究图形分类活动，在教师指导下自主整理形成单元复习知识体系；通过课堂变式练习及其即时反馈，让学生在有针对性的练习情境中灵活应用复习知识并及时获取教师帮助；借助学生演示，学生拥有更多的表达展示机会，充分发挥了课堂中的主体作用；课后测验及解析视频的提供让学生能差异化地开展课后学习。结合这些技术的应用，教师在设计学习活动、选择教学组织形式、定位自身角色等方面也做了相应的调整。在学习活动设计方面，结合单元复习要点，从学生的认知水平出发，教师通过图形归类这一活动的设计，让学生创建探究、表达展示，配合教师的展示讲解、获取反馈、监控学习进度，在活动中解决问题。在教学组织形式选择方面，图形的分类对于二年级小学生而言是有难度的，通过小组合作的设计，学生通过互相讨论产生思维碰撞，共同攻破难点。在教师角色方面，问题解决过程中的引导、交流展示后的回顾梳理，教师已然成为导学者、助学者。电子书包的应用，让本堂单元复习课中的学生有合作探究的机会，有自主归纳、整理的时间；教师能获取多种反馈信息与生成内容，更有针对性地设计、实施教学。课后测验结果显示，本堂单元复习课较好地落实了单元复习目标。

  本研究从小学数学复习课教学基本要求与现状入手，结合电子书包环境对教与学的支撑作用，设计小学数学复习课教学模式；该教学模式突破时空限制、突破思维限制、改变教师角色，是对电子书包学科教学模式研究的一次有益探索。透过该教学模式及应用案例也可发现，课前测验内容的设计、根据测验结果对课堂教学活动的设计、课内变式练习的设计、课堂管控与及时地指导，均对教师提出更高的要求。电子书包环境下教学模式的设计与应用，要求从学科立场出发设计教学，这是从学生有效学习的视角发挥电子书包教与学价值的前提；要求转变教师的教学理念，跳出传统应用框架，这是创新教与学的核心；要求提升教师电子书包与学科教学整合的能力，这是推进应用的关键。当然一个教学模式的研究需要遵循教育设计研究方法在迭代的应用实践中加以完善，本研究团队将依托闵行区电子书包项目学科基地建设，在本文教学模式设计基础上开展该模式的应用研究，以不断完善设计。

 

[1] 祝智庭.以智慧教育引领教育信息化创新发展[J].中国教育信息化，2014，(5)：4-8.

[2] 金坚敏.例谈信息技术在数学中的应用维度[J].中国电化教育，2010，(3)：87-88.