電子書包環(huán)境下小學(xué)數(shù)學(xué)智慧教育案例研究

付玉卿+鐘永江

電子書包是以網(wǎng)絡(luò)和移動設(shè)備為硬件基礎(chǔ)，集動態(tài)開放學(xué)習(xí)資源和課上課下教學(xué)服務(wù)于一體的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。作為一種新興的學(xué)習(xí)環(huán)境，電子書包能夠為教學(xué)提供有效的技術(shù)支撐，在很大程度上改善傳統(tǒng)課堂中的教學(xué)困難，真正以學(xué)生為中心，構(gòu)建探究學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。因此，筆者設(shè)計了基于電子書包學(xué)習(xí)環(huán)境的《展開與折疊》教學(xué)案例，以此探討信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)有效融合的途徑和方法。

● 《展開與折疊》原有教學(xué)存在的問題

1.情境創(chuàng)設(shè)和任務(wù)設(shè)置不合理，課堂枯燥乏味

在《展開與折疊》一課的傳統(tǒng)教學(xué)中，教師直接讓學(xué)生對正方體模型進(jìn)行裁剪，以此認(rèn)識正方體的展開圖。這種做法導(dǎo)致整個課堂枯燥乏味，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃，對知識的渴望度不高。

2.以教師講授為主，師生、生生交互缺失

在傳統(tǒng)教學(xué)中，該課采取的是“以教師為中心，教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式，教師自問自答，學(xué)生缺乏思考和探索的時間，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間缺乏交互。交互的缺失使教師無法根據(jù)學(xué)生對“展開與折疊”知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，既不能保證教學(xué)的質(zhì)量和效率，也不利于學(xué)生發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

3.缺乏學(xué)科工具和資源支持學(xué)生探究過程

《展開與折疊》一課要求學(xué)生能夠識別正方體和長方體的展開圖，并建立各種展開圖中的面和立方體中的面的對應(yīng)關(guān)系，而學(xué)生手中的模型數(shù)量有限，對實物模型重復(fù)的剪切和折疊也會占用較長的教學(xué)時間，這些大大降低了教學(xué)效率。此外，由于教師無法監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不能做到個別化教學(xué)，所以學(xué)生也無法進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)。

4.課堂教學(xué)評價方式單一

該課的原有教學(xué)以總結(jié)性評價為主，即課程結(jié)束時通過測試檢驗學(xué)生對“展開與折疊”學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度，這種評價方式是教師對學(xué)生的單向評價。由于缺乏對學(xué)生數(shù)學(xué)思考、問題解決、情感態(tài)度等方面的評價，所以這種評價方式很難使教師找到導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)知識漏洞的根源，從而使得教學(xué)效率偏低、學(xué)生知識水平兩極分化嚴(yán)重。

● 電子書包環(huán)境對小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的支撐作用分析

應(yīng)用于課堂教學(xué)中的電子書包是具有完備的硬件設(shè)施、豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)容和恰當(dāng)?shù)闹С址?wù)的環(huán)境。硬件設(shè)施不僅包含個人便攜式學(xué)習(xí)終端，還需要配套的教室硬件環(huán)境，如無線網(wǎng)絡(luò)等；學(xué)習(xí)內(nèi)容是指電子書包中的數(shù)字資源、學(xué)科工具等；支持服務(wù)包括教學(xué)系統(tǒng)、交互系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等，服務(wù)于課堂管理和師生互動等。

1.提供豐富的學(xué)科資源和工具

如下頁圖所示，電子書包中小學(xué)數(shù)學(xué)資源平臺能提供基礎(chǔ)教育階段數(shù)學(xué)教學(xué)所需的生活情境、數(shù)學(xué)模型、教學(xué)互動動畫、課程標(biāo)準(zhǔn)案例等素材資源，所需的公式、圖形、圖表等編輯工具，以及統(tǒng)計分析、虛擬實驗、測量、計算等數(shù)學(xué)學(xué)科工具。這樣，一方面能為教師制作課件和創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境提供豐富的數(shù)學(xué)資源，另一方面也能為學(xué)生個性化推送數(shù)學(xué)學(xué)科工具和資源，支持學(xué)生進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)。

2.支持課堂互動

電子書包支持的課堂互動是以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”展開的[1]，電子書包環(huán)境下的課堂互動主要是課堂交互秩序的維持、課堂學(xué)習(xí)資源的實時交互和課堂活動的實時交互。

（1）課堂交互秩序的維持

電子書包的監(jiān)控功能能使教師隨時查看學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況，并據(jù)此及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度；將學(xué)生的注意力拉回到課堂教學(xué)內(nèi)容中，維持課堂教學(xué)秩序，保證教學(xué)進(jìn)度和效率。

（2）課堂學(xué)習(xí)資源的實時交互

由于電子書包支持資源的同步上傳與下載，所以教師能隨時將教學(xué)資源共享給學(xué)生，學(xué)生也能隨時將學(xué)習(xí)成果共享給教師和其他同學(xué)。

（3）課堂活動的實時交互

電子書包集成舉手、討論、提問等功能，能有效支撐課堂教學(xué)活動，為小組合作學(xué)習(xí)提供互動工具。教師與學(xué)生之間的交流互動、即時反饋，能使教師更好地了解學(xué)生目前掌握知識的情況，及時查漏補(bǔ)缺，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。[2]

3.支撐多元評價

電子書包能在整個課堂教學(xué)過程中支持診斷性評價、形成性評價、總結(jié)性評價相結(jié)合的評價方法，以及師生評價、生生評價相結(jié)合的評價方式。

（1）學(xué)情分析

電子書包的學(xué)情分析工具主要是用于評價學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)情況。教師能依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)對其進(jìn)行個性化輔導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況安排教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度。對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的評價主要是通過對出勤情況、舉手情況、課堂提問情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析來完成；對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評價主要是通過對學(xué)生近期學(xué)習(xí)成績的統(tǒng)計分析來完成。

（2）師生自我表現(xiàn)評價

電子書包的隨堂評價支持在教學(xué)完成后進(jìn)行師生自評，教師主要是對備課情況、授課狀態(tài)、課堂互動和知識點講授四個方面進(jìn)行自我評價，而學(xué)生的自我評價主要體現(xiàn)在預(yù)習(xí)情況、聽課狀態(tài)、課堂互動和知識點掌握四個方面。電子書包的“征求意見”和“點贊”功能主要用于學(xué)生與學(xué)生之間的互評，用于課堂中評價他人的學(xué)習(xí)成果或?qū)W習(xí)作品。

（3）測試

電子書包的測試功能主要是通過利用教師提供的試題對學(xué)生進(jìn)行隨堂測試、階段或單元檢測來實現(xiàn)的，主要評價學(xué)生對該階段知識點的掌握情況。它能根據(jù)學(xué)生對某份試卷的答題情況分析其學(xué)習(xí)情況，自動生成學(xué)生的評價分析SP曲線。

案例設(shè)計

《展開與折疊》教學(xué)設(shè)計

◇教學(xué)內(nèi)容分析

《展開與折疊》這一教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生對長方體和正方體有初步認(rèn)識之后的延伸，也是后面學(xué)習(xí)立方體表面積的鋪墊，在知識的鏈條結(jié)構(gòu)中起著承前啟后的重要作用。

◇教學(xué)對象分析

本節(jié)課的教學(xué)對象是小學(xué)五年級的學(xué)生。在知識方面，他們已經(jīng)初步認(rèn)識了長方體、正方體等立體圖形的特征，具有一定的知識儲備；在能力和情感態(tài)度方面，他們具備一定的分析、解決問題能力和動手操作能力，有著強(qiáng)烈的探索求知欲望，但缺乏有序思考和有效解決問題的策略。另外，五年級學(xué)生還善于嘗試新的學(xué)習(xí)方式，樂于接受新技術(shù)環(huán)境下的學(xué)習(xí)。

◇教學(xué)目標(biāo)制定

知識與技能目標(biāo)：認(rèn)識正方體和長方體的不同表面展開圖；建立正方體或長方體立體圖中的面與展開圖中的面的對應(yīng)關(guān)系。

過程與方法目標(biāo)：在觀察、操作、想象等活動中，經(jīng)歷和體驗立體圖形與平面圖形之間的相互轉(zhuǎn)化過程，發(fā)展空間觀念，培養(yǎng)多角度探究問題的能力，滲透轉(zhuǎn)化和對應(yīng)的數(shù)學(xué)思想。

情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：在主動參與數(shù)學(xué)活動的過程中，體驗探索的樂趣，激發(fā)探索知識的欲望和對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，切實感受數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，建立正確的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)觀。

◇教學(xué)過程

1.復(fù)習(xí)舊知，活躍氣氛

教師借助電子書包的推屏功能向?qū)W生依次出示與上節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的基礎(chǔ)練習(xí)題，并利用電子書包課堂提問的搶答和隨機(jī)答題功能讓學(xué)生回答這些問題。

設(shè)計意圖及媒體使用分析：在新授知識前的檢測，能使教師對學(xué)生的知識掌握情況有充分的了解，即對學(xué)生進(jìn)行診斷性評價；利用電子書包中課堂提問的搶答和隨機(jī)答題的檢測方式，能活躍課堂氣氛，為引入新課創(chuàng)造好的學(xué)習(xí)氛圍。

2.創(chuàng)設(shè)情境，問題導(dǎo)入

教師利用電子書包共享功能與學(xué)生共享動畫：小紅過生日，同學(xué)小明送給她一個用漂亮的正方體包裝盒包好的禮物。此時出示問題：你想知道禮物是什么嗎？小紅怎么剪開盒子呢？想一想，剪開的正方體是什么樣子？然后引導(dǎo)學(xué)生將自己想象的正方體展開圖畫在方格紙上，并利用電子書包拍照上傳至教師端。

設(shè)計意圖及媒體使用分析：利用電子書包共享功能向?qū)W生展示生活情境，能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)生的探索欲望，調(diào)動學(xué)生的空間想象能力，同時，教師也能初步了解學(xué)生已有的空間觀念。

3.動手操作，自主探究

為了驗證學(xué)生所畫圖形是不是正方體的展開圖，教師引導(dǎo)學(xué)生剪開自己手中的正方體模型，并與自己所畫圖形進(jìn)行對比。

學(xué)生利用電子書包拍照功能將正方體展開圖拍照上傳至教師端，然后教師將學(xué)生兩次上傳的圖片共享給他們，讓他們對根據(jù)想象所畫的正方體展開圖進(jìn)行點贊評價。

借助電子書包的舉手和提問功能，讓學(xué)生說一說自己之前畫的展開圖有沒有問題，實際剪開正方體模型時又是從哪些棱剪開的。

設(shè)計意圖及媒體使用分析：學(xué)生動手操作能初步感知由“體”轉(zhuǎn)化到“面”的過程，并初步認(rèn)識正方體的展開圖；從最初獨立思考到展開想象，最后到操作驗證，這整個過程能讓學(xué)生體驗解決問題策略的多樣性。

4.任務(wù)驅(qū)動，合作探究

任務(wù)一：引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，借助電子書包數(shù)學(xué)資源平臺中“展開與折疊”學(xué)習(xí)工具，進(jìn)入探究環(huán)境，對正方體進(jìn)行多次展開和折疊，探究正方體平面展開圖的所有可能，并將探究結(jié)果共享到教師端。

任務(wù)二：教師利用電子書包中的幾何畫板工具給定學(xué)生一個各個面的顏色都不同的長方體，然后學(xué)生以小組為單位，在電子書包探究環(huán)境下探究長方體的展開圖，并為展開圖涂上相應(yīng)的顏色，教師驗收各組的探究成果。

教師通過電子書包的監(jiān)控功能隨時查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和任務(wù)完成情況。

設(shè)計意圖及媒體使用分析：任務(wù)驅(qū)動能使學(xué)生合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)，感悟正方體展開圖的多樣性；電子書包中3D虛擬仿真環(huán)境能為學(xué)生動態(tài)展示正方體的展開與折疊過程提供探究環(huán)境，發(fā)展學(xué)生的空間觀念；電子書包的監(jiān)控功能能讓教師及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和任務(wù)完成情況，解決學(xué)生的問題。

5.總結(jié)歸納，鞏固提升

教師將學(xué)生合作學(xué)習(xí)探究成果進(jìn)行共享，與學(xué)生共同探討出正方體的11種展開圖。利用電子書包中的幾何畫板工具對正方體的展開圖和長方體的展開圖進(jìn)行動態(tài)展示，總結(jié)找出展開圖各個面對應(yīng)立方體各個面的方法。

教師出示小例題，借助電子書包的搶答、通答和隨機(jī)答題功能檢測學(xué)生對本節(jié)課知識的掌握程度，及時鞏固提升。

設(shè)計意圖及媒體使用分析：利用電子書包的幾何畫板工具動態(tài)展示立方體的展開與折疊過程，能形象直觀地向?qū)W生展示立方體各個面與展開圖各個面的對應(yīng)關(guān)系，滲透轉(zhuǎn)化與對應(yīng)思想，培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念；及時的測試能鞏固學(xué)生所學(xué)知識；電子書包的搶答、通答和隨機(jī)答題功能能調(diào)動學(xué)生的積極性，使其主動參與到測試中來。

6.資源推送，隨堂評價

教師通過小測試了解學(xué)生對本節(jié)課的知識掌握情況，并向?qū)W生推送個性化資源：《展開與折疊》系列教學(xué)微視頻和難易程度不同的測試題（基礎(chǔ)題、提高題、拓展延伸題）。然后組織學(xué)生對本節(jié)課的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自我評價，并借助電子書包的討論功能與學(xué)生一起將本節(jié)課表現(xiàn)良好的學(xué)生和小組記錄下來。

設(shè)計意圖及媒體使用分析：全面了解學(xué)生對知識的掌握程度，并以此向?qū)W生推送個性化學(xué)習(xí)資源，能達(dá)到鞏固提升知識的目的；隨堂評價是對學(xué)生進(jìn)行的及時、客觀的評價，學(xué)生通過自評和他評能進(jìn)行自我反思，端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡小勇，朱龍.數(shù)字聚合視野下的電子書包教學(xué)應(yīng)用模式研究[J].中國電化教育，2013（05）：66-72.

[2]占正奎，楊少棠.電子書包的特征及功能需求[J].中國教育信息化，2012（14）：52-54.

智慧反思

與傳統(tǒng)課堂相比，《展開與折疊》一課有以下亮點：

首先，它對師生角色和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式做了調(diào)整，將教師的主體地位和“先教后學(xué)”的課堂教學(xué)模式，變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究。

其次，任務(wù)和問題的設(shè)置調(diào)動了學(xué)生的積極性，激發(fā)了他們對立體圖形平面展開圖的探索欲望，營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

最后，電子書包中豐富的資源能支持教師創(chuàng)設(shè)生動形象的問題情境和任務(wù)；個性化的學(xué)科工具能為學(xué)生營造虛擬仿真的探究環(huán)境，有效支持學(xué)生問題解決的過程；監(jiān)控功能和個性化的測試能使教師較全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，實現(xiàn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)；多元的評價方法和方式能對學(xué)生進(jìn)行全面、客觀的評價，從根源上改變學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。