基于平板電腦的小學(xué)科學(xué)互動課堂

梁瑞紅 周曉清

我國科學(xué)課程大綱中強調(diào)“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”，并且親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑[1]。傳統(tǒng)的科學(xué)教育過分強調(diào)用傳授方式講解科學(xué)的結(jié)論[2]，學(xué)生們僅僅是“讀科學(xué)” 而非“做科學(xué)”[3]。

隨著移動終端的普及以及移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模覆蓋，平板電腦、智能手機等移動終端也逐漸進入基礎(chǔ)教育領(lǐng)域。以iPad為代表的平板電腦具有便攜性、移動性、交互性、靈活性、富媒體、富資源、富工具等多重特性[4]，為學(xué)生“做科學(xué)”提供了良好的技術(shù)支撐。主要表現(xiàn)為三點：（1）為學(xué)生以“做科學(xué)”為主的探究活動提供工具支持[5]；（2）基于互動平臺的課堂即時反饋和評價[6]；（3）提供多感官、多通道的認知刺激[7]。

《測量水的溫度》是人教版義務(wù)教育課程標準實驗教科書《科學(xué)課》三年級下冊的內(nèi)容。本課借助iPad便攜性、移動性、交互性的優(yōu)勢，以小組合作探究的形式開展大量“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)活動，從技能操練到知識學(xué)習(xí)，教學(xué)逐步推進，整堂課在一對一數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺的支撐下，不斷進行即時的教學(xué)反饋。

教學(xué)目標

科學(xué)概念：學(xué)生理解溫度的概念、不同溫度的水的溫度變化規(guī)律。（難點）

過程與方法：學(xué)生學(xué)會規(guī)范地操作溫度計。（重點）

教學(xué)環(huán)境

教師配備Mac和iPad，學(xué)生自帶iPad并保證每個小組至少一臺，教室覆蓋了高速的無線網(wǎng)絡(luò)，配備了AppleTV，師生的終端可以通過無線網(wǎng)絡(luò)即時投射到大屏幕上。

1. 平臺

本課采用香港大學(xué)自主研發(fā)的一對一數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺iClass，提供了文字、繪圖、測試、音頻、小組互評等多種類型的活動（如圖1），來增強課堂的互動和反饋，學(xué)生通過終端提交作業(yè)或作品，教師通過網(wǎng)頁登錄平臺進行即時教學(xué)反饋。

2. 工具

3. 資源

（1）Keynote演示文稿，呈現(xiàn)教學(xué)重難點內(nèi)容。

（2）“正確使用溫度計操作步驟”的微視頻。

教學(xué)過程

活動一：情境導(dǎo)入

教師出示兩杯水：一杯冰水和一杯熱水，先與學(xué)生們玩一個“猜！猜！猜！”的游戲。教師請一名學(xué)生用手去觸摸這兩杯水的杯壁，讓大家根據(jù)這位學(xué)生自然反應(yīng)出的動作和神態(tài)，來猜猜這兩杯是什么水，并根據(jù)學(xué)生的回答進行引導(dǎo)。

設(shè)計意圖：這一環(huán)節(jié)并未用技術(shù)進行輔助，因為并不是所有的教學(xué)環(huán)節(jié)都必須使用技術(shù)。

活動二：認識溫度計并學(xué)習(xí)規(guī)范使用溫度計的方法

在科學(xué)實驗中，溫度計的使用必須遵循操作的規(guī)范性，才能測量出相對準確的水的溫度。教師利用Keynote在大屏幕出示問題，并要求學(xué)生進入iClass平臺自學(xué)微視頻“正確使用溫度計操作步驟”。該微視頻由以下部分組成：（1）溫度計是由什么構(gòu)成的？（2）怎么拿溫度計？（3）怎樣正確使用溫度計？（4）怎樣準確讀出溫度計的刻度？

設(shè)計意圖：溫度計的操作規(guī)范是一種技能的學(xué)習(xí)，短小精悍的微視頻能夠幫助學(xué)生樹立規(guī)范操作的意識。

技術(shù)運用：運用iClass能存儲小視頻的資料夾功能，學(xué)生可以在小組內(nèi)自定步調(diào)地觀看微視頻，充分體現(xiàn)平板電腦能夠支持個性化學(xué)習(xí)的特征。

活動三：檢測各組是否正確掌握溫度計的使用方法

學(xué)生以小組為單位，完成“規(guī)范操作溫度計知識小競賽”的課堂小測，他們需要在規(guī)定時間內(nèi)完成作答，并將答案及時上傳到iClass平臺上。教師通過Mac上的瀏覽器打開iClass課堂小測的答案統(tǒng)計表（如圖2），每個小組的答題情況一目了然，教師可根據(jù)答題情況，有針對性地與學(xué)生進行交流分析。

從答題反饋統(tǒng)計表上，可以了解到第二組（Student29）全部對了，說明他們對“正確使用溫度計”掌握得比較好。第三小組（Student32）全部做錯，主要是由于技術(shù)操作失誤的原因，接下來可以進行單獨輔導(dǎo)。全班重點講解第4、5題。

設(shè)計意圖：對溫度計的操作規(guī)范進行鞏固。

技術(shù)運用：通過iClass的小測功能將答題情況圖形化、動態(tài)化，可以立即反饋各小組對知識點掌握的情況，教師能進行有針對性的講解。

活動四：練習(xí)測量常溫水，比比看誰做得規(guī)范

學(xué)生小組內(nèi)分工測量常溫水的溫度，教師巡視，抓拍同學(xué)們的操作姿勢，將圖片通過AppleTV無線傳輸?shù)酱笃聊簧?，對操作?guī)范和不規(guī)范的兩個小組進行對比分析。出現(xiàn)異常的小組進行反思，教師點評學(xué)生的分析并進行總結(jié)。

設(shè)計意圖：通過練習(xí)用溫度計測量常溫水，來檢測學(xué)生是否正確掌握使用溫度計的方法。

技術(shù)運用：利用iPad的照相功能，抓拍學(xué)生測量水溫的不同操作方法，利用AppleTV的無線投影功能，在屏幕上展示出正常數(shù)據(jù)與有差異的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分析原因。

活動五：連續(xù)測量不同溫度的水

學(xué)生分小組連續(xù)測量4杯水的溫度，再進行水溫變化的分析。要求學(xué)生按照大屏幕上沙漏計時器指示的時間，按照1、2、3、4號杯的順序，每隔2分鐘測量一次每個杯子的水溫，每次測量不同溫度水的順序要統(tǒng)一。操作員根據(jù)教師出示的Keynote數(shù)據(jù)統(tǒng)計表格，將測量數(shù)據(jù)依次記錄下來。

連續(xù)四次測量不同溫度的水的任務(wù)完成后，每組的iPad操作員將表格生成為溫度折線圖，通過屏幕截圖生成圖片保存到iPad相冊中，然后上傳到iClass繪圖活動上。

教師點撥：從你們小組的水溫變化折線圖中，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？

生1：熱水的水溫呈下降趨勢。

生2：冷水的水溫呈上升趨勢。

生3：自來水的溫度變化不大。

生4：溫水的水溫呈下降趨勢，但沒有熱水的變化大。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生掌握規(guī)范使用溫度計的操作要領(lǐng)，并根據(jù)數(shù)據(jù)來分析溫度的變化規(guī)律。

技術(shù)運用：運用Keynote數(shù)據(jù)統(tǒng)計表格，制作出能清晰展示水溫變化的趨勢折線圖，學(xué)生能將探究得到的數(shù)據(jù)及時可視化，并進行全班共享，“做科學(xué)”有了工具的支持。

活動六：探究各小組水溫變化折線圖中的共同規(guī)律

教師在屏幕上完整展示各組的水溫變化折線圖（如圖3），并要求學(xué)生放下iPad，集中聽講。

師：請同學(xué)們仔細觀察屏幕上各小組上傳的折線圖，看能否從各組的數(shù)據(jù)中找出水溫變化的共同規(guī)律？

學(xué)生分小組匯報所發(fā)現(xiàn)的溫度變化規(guī)律，教師對異常數(shù)據(jù)進行點撥：第7小組的數(shù)據(jù)為什么和其他小組的差異比較大呢？什么原因造成呢？學(xué)生猜測：第7組測量熱水的溫度出現(xiàn)先降后升再降的現(xiàn)象，可能是操作溫度計不規(guī)范所造成的，也可能因為第7組的座位離空調(diào)最近，空調(diào)會影響其水溫的變化。

設(shè)計意圖： 引導(dǎo)學(xué)生觀察折線圖的數(shù)據(jù)并討論分析，解決本節(jié)課“不同水溫變化規(guī)律”這一學(xué)習(xí)難點。

技術(shù)運用：運用iClass的繪圖功能，同時展示各小組的水溫變化圖，讓學(xué)生們有機會從各小組的探究結(jié)果中發(fā)現(xiàn)共同規(guī)律。

活動七：拋出新問題讓學(xué)生課后延伸思考

教師對本節(jié)課小結(jié)，并引發(fā)學(xué)生課后猜想：如果我們一直等到今天下午放學(xué)，熱水的溫度能一直下降到0°嗎？為什么？要使它下降到0°，有什么方法呢？

設(shè)計意圖：讓學(xué)生利用已經(jīng)掌握的知識，解決新的問題，進行知識的遷移和整合。

技術(shù)應(yīng)用：運用iClass的文字活動功能，讓學(xué)生深入討論他們探究后的發(fā)現(xiàn)，并做進一步的猜想和延伸。

教學(xué)反思

本節(jié)課重點發(fā)揮了平板電腦的交互性、便攜性等優(yōu)勢，為學(xué)生提供了大量的學(xué)習(xí)活動操作，讓學(xué)生從技能訓(xùn)練到規(guī)律認識都能親身體驗和發(fā)現(xiàn)。整堂課信息量大且節(jié)奏緊湊，學(xué)生參與積極性很高，學(xué)習(xí)興趣濃厚，在教學(xué)過程中，他們能基于自己的發(fā)現(xiàn)與教師進行良好的課堂互動。

1.“做科學(xué)”要以學(xué)生的學(xué)習(xí)活動為主

在傳統(tǒng)的課堂中，學(xué)生學(xué)習(xí)新知識或操作技能，一般是通過教材或是畫圖實物投影，課堂是靜態(tài)的?；趇Pad的平板電腦課交互性強，學(xué)生的活動在整節(jié)課中占據(jù)主導(dǎo)地位。借助iClass教學(xué)互動平臺，學(xué)生可以自定步調(diào)地自學(xué)，教師可以通過課堂小測以及學(xué)生實際操作圖片的對比展示與分析，對知識點進行加強和鞏固，活動的結(jié)果還能在平臺上及時反饋，教師依此進行課堂互動和知識內(nèi)化，所有教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置均指向“做科學(xué)”。

2. 借助技術(shù)實現(xiàn)“邊學(xué)邊測邊評”的高效課堂

平板電腦課堂師生交互更頻繁、更多元，借助一對一數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺，實現(xiàn)邊學(xué)邊測邊評的方式，大大縮短了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解答問題的時間，并使信息反饋更及時、準確和透明，進而通過有效引導(dǎo)來解決問題。而且在科學(xué)課堂上，學(xué)生探究產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠及時可視化呈現(xiàn)，可以幫助師生經(jīng)歷完整的科學(xué)探究與問題發(fā)現(xiàn)的過程，真正體驗到“做科學(xué)”的樂趣和成就感。由此，課堂上“學(xué)生主體”得到了更充分的體現(xiàn)，學(xué)生更多地融入到教學(xué)活動中。

3. 平板電腦課堂師生面臨“多屏”挑戰(zhàn)

平板電腦進入課堂，教師需要在黑板、演示文稿、iClass交互界面、App等多種媒介界面之間熟練地切換。在這樣一個開放式的課堂中，對教師的課堂智慧以及臨場應(yīng)變能力是一種前所未有的挑戰(zhàn)。對學(xué)生而言，他們與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的交互也發(fā)生了變化，由原本單純的文本讀取學(xué)習(xí)內(nèi)容到現(xiàn)在接收越來越多樣化的媒介及信息。“多屏”提供了多通道、多感官的刺激，同時也增加了分散學(xué)習(xí)注意力的機會。我們的應(yīng)對措施是：一方面通過技術(shù)手段控制課堂的節(jié)奏，例如本例中將沙漏計時器顯示在大屏幕上，以控制每個活動的時間；二是設(shè)計豐富、有趣的學(xué)習(xí)活動，吸引學(xué)生參與到課堂學(xué)習(xí)活動中來。通過“管”和“引”兩種方式，引導(dǎo)學(xué)生共建高效有序的平板電腦課堂。

（作者單位：廣東廣州市荔灣區(qū)蘆荻西小學(xué) 華南師范大學(xué)）