基于人機狀態(tài)下學科總復(fù)習在線“虛擬考場”研究

龍麗輝

[摘 要]

隨著信息時代的發(fā)展，信息技術(shù)與教育的深度融合已然成為發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)教學模式，教師難以像醫(yī)生一樣，有諸多工具可以精確診斷學習狀態(tài)，更多是依靠經(jīng)驗進行學生個性分析、教學過程診斷；人機交互環(huán)境中如何獲得學生學習過程數(shù)據(jù)、教師教學診斷信息成為難點。基于人機交互環(huán)境設(shè)計面向教學、認知過程的虛擬考場，映射知識結(jié)構(gòu)，獲得精準過程數(shù)據(jù)，成像化學習數(shù)據(jù)，診斷學習狀態(tài)，為教師教學提供重要的實證數(shù)據(jù)支持。

[關(guān)鍵詞]

虛擬考場；實證教育；精確

一、問題的提出

當前，基于數(shù)字教學環(huán)境的教育實證化已經(jīng)成為英美等國家的教育新潮?！秾嵶C教育方法》認為“有效的教育必須使教學適應(yīng)個性化的需要”。筆者認為“先進的、精密的教學科技是：測量以及與之配套的結(jié)構(gòu)化的目標、能基于測量的促進學生個體持續(xù)發(fā)展的策略和方法，可以被用可靠方式復(fù)制的好教師、有一定教育能力的家長”。傳統(tǒng)教學模式中，教師教學更多是依靠經(jīng)驗進行學生個性分析、教學過程診斷。小學六年級數(shù)學復(fù)習課主要圍繞教材進行，它存在幾個教學難點：六年級的總復(fù)習涉及知識點較多、范圍較廣；學生差異大；教師講解面面俱到，時間不夠；學生的關(guān)注度弱。隨著移動智能終端的迅速普及，基于1∶1數(shù)字化環(huán)境的教學中，如何對人機學科復(fù)習進行有效教學是實證教育重點。

二、基于認知結(jié)構(gòu)的課程重組

（一）基于知識結(jié)構(gòu)的教材重組

瑞士心理學家皮亞杰認為兒童的智慧（智力）是一種認知結(jié)構(gòu)，兒童的思維、認識、智力的發(fā)展是認知結(jié)構(gòu)不斷重新組織的過程?！疤摂M考場”習題內(nèi)容源自于教師對教材的重組，教師需對教材的內(nèi)容要求與學生的學習現(xiàn)狀有深入的了解，設(shè)計出符合學生認知水平的習題內(nèi)容，實現(xiàn)認知耦合性調(diào)控。

（二）基于學習成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析

當下教學環(huán)境中，對于學習數(shù)據(jù)的獲得更多是通過學生的語言表述、書面試卷等結(jié)果式導向的方式，忽視學生的學習過程?！疤摂M考場”平臺基于矢量化技術(shù)能采集到學生操作過程、學習結(jié)果、上網(wǎng)行為等大量記錄，形成教育（教學、學習）大數(shù)據(jù)。然而不是所有數(shù)據(jù)都是有用的，要進行精細化處理，提取有效數(shù)據(jù)?；谟行У倪^程數(shù)據(jù)，進行分析診斷，形成學生學習個性、行為的模型。同時教師從這些數(shù)據(jù)中分析診斷學生的認知規(guī)律及認知過程中的困惑、難點，并以此為課堂教與學的突破點，組織學生共同探討，形成有效互動，實現(xiàn)高效課堂。

（三）教與學的互動反饋

教師根據(jù)虛擬考場反饋的實證數(shù)據(jù)，有針對性地對學生進行引導、點撥、追問和拓展，發(fā)揮學生主體作用，發(fā)揮學生的學習潛能、集體智慧，相互啟發(fā)。正如皮亞杰認為：表達者在教別人時，會梳理自己的知識，使其更加系統(tǒng)化。這正是相互啟發(fā)原理的作用。課堂中教師對教材深層挖掘的程度和對學生疑惑的巧妙點撥的水平，學生互動交流，彰顯了教師的智慧，學生的靈動。

三、虛擬考場實例

（一）鉆研教材，設(shè)計習題

1.知識分類，形成專項習題

現(xiàn)行小學數(shù)學北師大版教材共十二冊，分為數(shù)與代數(shù)、空間與圖形、統(tǒng)計與概率、解決問題的策略四個部分內(nèi)容。各部分知識分散在各年級學習，小學生對事物的系統(tǒng)性感覺較弱，對零散的知識缺少分類、概括的能力，同時知識學習時間長容易遺忘，因此通過建立知識間相互聯(lián)系的習題，讓學生建立知識鏈，組合知識，達到便于理解與記憶。

“虛擬考場”分數(shù)與百分數(shù)應(yīng)用題練習

從分數(shù)的三種簡單類型的填空題、標準量已知的分數(shù)問題、標準量未知的分數(shù)問題看的練習中，讓學生由淺入深地理解知識間的聯(lián)系。好生通過一對一的練習，短時間內(nèi)回憶鞏固舊知，并得到優(yōu)異的評價，品嘗到學習成功的喜悅。慢生經(jīng)過多次練習，借助資料，在一種寬松、獨享、自主的學習環(huán)境中，獲取數(shù)學知識，同樣得到好的評價，獲得學習自信。

2.由易到難，形成梯度習題

現(xiàn)代認知科學認為，“知識并不能簡單地由教師或其他人傳授給學生，而只能由學生依據(jù)自身已有的知識和經(jīng)驗主動地加以建構(gòu)?！币虼?，設(shè)計梯度練習，讓不同程度的孩子，都能主動參與解決問題，培養(yǎng)學習的主動性。

例如，上圖分數(shù)與應(yīng)用題的復(fù)習，它們是小學階段數(shù)學知識的難點與重點內(nèi)容之一，由于其中的數(shù)量關(guān)系學生難以理解，在設(shè)計“虛擬考場”習題時應(yīng)注意知識的梯度，為學生架起知識間的橋梁，便于發(fā)現(xiàn)題中的數(shù)量關(guān)系，建立數(shù)學模型，提高解決問題的能力。

（二）收集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析

在線“虛擬考場”練習提交后會自動批改試卷，呈現(xiàn)學生練習結(jié)果數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，教師可準確了解學生對某些知識的理解程度和認知發(fā)展水平，為教師的教學提供依據(jù)，分析學生習題中的主客觀錯誤原因，老師對錯誤原因加以分類，加強薄弱處的引導，使教師的教學具有針對性；同時學生對自己的作品展現(xiàn)時，更加關(guān)注，聽課效率高。

以百分數(shù)應(yīng)用為例分析其錯誤原因有以下幾方面：

概念錯誤、計算錯誤、數(shù)量關(guān)系錯誤。

（三）提出建議，解惑創(chuàng)新

1.再次學習，理清概念

課中學習：課堂上通過提問“什么叫百分數(shù)？”“求百分數(shù)的關(guān)鍵點是什么？”“利息指什么？怎樣計算利息？”

正如陶行知先生所說：發(fā)明千千萬，起點在一問。課堂上通過追問引起學生的思考，不再是教師滿堂灌重復(fù)講解概念知識，而是通過學生的相互學習中不斷學習，學生在他人的表達中學習，優(yōu)秀生在自我表述中再次提升。

課后學習：對于未知概念，通過課后觀看相關(guān)視頻講解，這種一對一的學習方式有助于再次學會概念。

2.掌握算法，養(yǎng)成習慣

態(tài)度決定一切，習慣決定成敗。教師引導學生養(yǎng)成良好的計算習慣，讓學生認真計算。首先認真傾聽：對于一個新的算法知識，必須聽明白其算理，才能不易忘記。其次書寫規(guī)范：課堂上老師要有規(guī)范、工整的板書，當好榜樣起到示范作用，要求學生書寫規(guī)范，作業(yè)有統(tǒng)一的規(guī)格。最后常舉行優(yōu)秀作業(yè)展：對書寫工整、準確率高的習作進行表揚、宣傳，發(fā)揮正能量作用。

3.掌握策略，解惑創(chuàng)新

“授之以魚，不如授之以漁”，教給學生解題策略，提高思維水平，讓學生輕松解決數(shù)學問題。小學階段常用的解題策略是畫圖、列表、嘗試與猜想、從特例中尋找規(guī)律等。

例如，今年爸爸43歲，女兒11歲，多少年前女兒的年齡是爸爸年齡的20%，習題中爸爸與女兒年齡關(guān)系，可選用列表法策略進行分析（如下表）

[爸爸＼&43＼&42＼&41＼&40＼&女兒＼&11＼&10＼&9＼&8＼&關(guān)系＼&26%＼&24%＼&22%＼&20%＼&]

也可用方程解法：解設(shè)X年前女兒的年齡是爸爸的20%，則

（43-X）·20%=11-X，解得X=3。

再如，原有一堆蘋果，運出30%，再運進160箱，那么現(xiàn)有的蘋果比原有蘋果多1/10，原有蘋果多少箱？這題用畫圖法較直觀：

從圖中發(fā)現(xiàn)160箱相當于原有蘋果的（30%+1/10），因此列式為：

第一種：

原來：160÷（30%+1/10）=400（箱）

現(xiàn)在：400×（1-30%）+160=440（箱）

第二種：

160÷（30%+1/10）×（1+1/10）=440（箱）

第三種：30%=3/10，把原有水果看作整體“1”平均分成10份，售出3份，剩下7份，當運來160箱時，比原來多1份，說明160箱對應(yīng)的是4份。得出：

160÷4×11=440（箱）或160×（11÷4）=440（箱）或160÷（4÷11）=440（箱）

第四種：方程解法

解：設(shè)原有蘋果x箱，列方程得（1-30%）x+160-x=1/10x

運用畫圖策略，圖文結(jié)合，便于理解數(shù)量間的關(guān)系。學生出現(xiàn)多種算法，發(fā)散思維得到培養(yǎng)，創(chuàng)新意識加強。在解法多樣化的基礎(chǔ)上，選出最優(yōu)方案，培養(yǎng)學生的優(yōu)化意識。

四、結(jié)論

總之，在線“虛擬考場”由于它突破時空限制，能及時反饋練習結(jié)果，形成教育大數(shù)據(jù)，為教師的教學提供實證化數(shù)據(jù)，時時調(diào)控教學的方向，讓學生學習有價值的內(nèi)容，從而有效提高課堂教學效率。

從心理學角度，在虛擬考場的人機交互學習情境中，由于學生是一對一（一位學生對一臺電腦等）學習，注意力較集中，同時對失誤或錯誤可重新再來，減少面對老師與同學的心理壓力。

從創(chuàng)新思維角度，從虛擬考場的數(shù)據(jù)分析后的課堂教學中，教師及時收集到學生認知過程的資料，對已經(jīng)學會的知識不再重復(fù)，直擊難點與易混點知識，讓課堂學習活動引起學生關(guān)注，尋求多樣解法，培養(yǎng)發(fā)散思維能力，激發(fā)創(chuàng)新意識。

從教師素質(zhì)角度，虛擬考場的習題設(shè)計、數(shù)據(jù)分析、課堂運用，正是教師專業(yè)素養(yǎng)提升和對新事物再學習的過程，經(jīng)過對虛擬考場的演練，再次檢驗教師教學的有效性，彰顯教師的教學智慧。

[參 考 文 獻]

[1]黎加厚.信息時代的教育敘事與教師主體意識的覺醒[J].中國電化教育，2004（10）.

[2]林崇德.積極而科學地開展心理健康教育[J].中小學心理健康教育，2002（1）.

（責任編輯：李雪虹）