探究以數(shù)字互動理論為基礎(chǔ)的教學(xué)

王珂

小學(xué)教育的根本目的，是為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)以及成長奠定基礎(chǔ)。學(xué)術(shù)性知識并不是決定學(xué)生成功的唯一因素，學(xué)生進(jìn)入社會與職場，必須具有分析、評判、協(xié)作與交流的能力，這是新時代學(xué)生應(yīng)有的核心素養(yǎng)。學(xué)生核心素養(yǎng)中的終身學(xué)習(xí)能力、自主學(xué)習(xí)能力以及知識創(chuàng)新能力，都需要以深度學(xué)習(xí)作為基礎(chǔ)，深度學(xué)習(xí)是現(xiàn)代教育理念發(fā)展的結(jié)果，也是未來教育改革的重要課題。

一、相關(guān)概念解讀

（一）互動理論

互動理論是從社會心理學(xué)領(lǐng)域引入教育教學(xué)領(lǐng)域的概念。“互”是交互、交替，“動”是發(fā)揮出作用或影響。在課堂教學(xué)中的互動理論，是指學(xué)生與教師在教學(xué)工具作用與影響下實現(xiàn)的多向交流與溝通。本文的數(shù)字互動理論，是指區(qū)別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式、以數(shù)字化信息技術(shù)為基礎(chǔ)的課堂互動技術(shù)。

（二）深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是相對于淺層學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式。深度學(xué)習(xí)中包含了高水平學(xué)習(xí)以及主動的認(rèn)知加工，具體表現(xiàn)為學(xué)生對知識的批判性理解，探究知識之間的邏輯關(guān)系與結(jié)論。我國的學(xué)者認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)是在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地接觸新知識新思想，并將其融入原有的知識體系，實現(xiàn)知識遷移，將不同的思想有機(jī)地結(jié)合起來，用于決策或解決問題。總而言之，深度學(xué)習(xí)是一種運用高階思維的主動學(xué)習(xí)行為。

（三）數(shù)字互動理論與深度學(xué)習(xí)

在教育教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，改變了教育的基本面，它作為開展深度學(xué)習(xí)的重要教學(xué)媒介，為教師設(shè)計教學(xué)活動創(chuàng)造了充足空間，教師能夠帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的體驗，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中逐步養(yǎng)成探究合作等核心素養(yǎng)。

小學(xué)科學(xué)課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在互動理論與深度學(xué)習(xí)的指導(dǎo)下，教師要在觀察與實驗的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生分析推理及評價的能力，這也是高階思維的重要組成部分。運用現(xiàn)代化的交互設(shè)備，例如平板電腦或傳感器等，可以為學(xué)生提供認(rèn)知工具，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)行為的發(fā)生。

二、互動理論對小學(xué)生高階思維的促進(jìn)作用

高階思維是在高認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上進(jìn)行的心智活動，也是高層次的認(rèn)知能力。在教育目標(biāo)分類中，將其總結(jié)為分析、綜合、評價、創(chuàng)造等高認(rèn)知水平的能力。想要開展深度學(xué)習(xí)，就要具備高階思維能力。在小學(xué)科學(xué)課堂中，應(yīng)用數(shù)字互動理論有助于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

（一）應(yīng)用傳感器提高實驗效率，提高學(xué)生的分析推理能力

在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，針對實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)分析存在著較大的誤差，學(xué)生在記錄過程中會無意識地加入主觀判斷，影響結(jié)論推導(dǎo)。傳感器有著智能、精準(zhǔn)、簡單的優(yōu)勢，將其應(yīng)用在課堂教學(xué)中，具有如下突出效果。能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主探索的平臺，教師能夠?qū)⒖茖W(xué)知識與科學(xué)現(xiàn)象直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，極大地提升科學(xué)教學(xué)的客觀性、實驗的精準(zhǔn)度，并且節(jié)省實驗時間;能為學(xué)生預(yù)留出充足的觀察、思考、分析的時間;能充分調(diào)動學(xué)生的思維參與科學(xué)探究，實現(xiàn)手腦共用，促進(jìn)實踐能力與思維能力的同步協(xié)調(diào)發(fā)展。

應(yīng)用傳感器技術(shù)能夠?qū)⑿W(xué)科學(xué)中的定性實驗轉(zhuǎn)化為定量實驗。例如，在小學(xué)科學(xué)“不同物體反射光的能力”這一實驗中，運用傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)實驗?zāi)Ｊ?，無法開展定量實驗，不同顏色、不同材質(zhì)的物體對光的反射能力存在著差異，這會干擾學(xué)生的認(rèn)知。但是在實驗中應(yīng)用光強(qiáng)傳感器與數(shù)據(jù)收集器，能夠?qū)嶒炦^程以數(shù)字化的形式呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生記錄下不同物體光反射能力的數(shù)據(jù);學(xué)生在實驗過程中可以將精力放在數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析與結(jié)論推導(dǎo)中，側(cè)重定量研究與統(tǒng)計分析。這樣，在構(gòu)建科學(xué)概念的同時，培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維，進(jìn)而開展有效的深度學(xué)習(xí)。

（二）交互白板實時互動，提高學(xué)生的評價能力

基于學(xué)習(xí)科學(xué)的視角，學(xué)生通過教師的引導(dǎo)，實質(zhì)性地參與學(xué)習(xí)共同體，當(dāng)心理機(jī)能由純粹的認(rèn)知走向獲取身份認(rèn)同的雙重發(fā)展時，才能進(jìn)入深度學(xué)習(xí)。交互式電子白板的兼容性很強(qiáng)，能夠與平板電腦或投票器等設(shè)備或工具共同使用，為學(xué)生營造出互動學(xué)習(xí)的環(huán)境;學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠與教師或同學(xué)展開交流，共同構(gòu)建起知識框架，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的持續(xù)開展。

小學(xué)科學(xué)課程經(jīng)常會進(jìn)行一些觀察實驗等探究活動，學(xué)生要在實驗過程中填寫實驗記錄表;一些教師可能安排學(xué)生設(shè)計實驗活動，學(xué)生需要制作設(shè)計圖。傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂交流是每一個小組逐一進(jìn)行展示與匯報，但是在其他小組的匯報過程中，學(xué)生往往無法將注意力集中在傾聽他人的發(fā)言上，影響了科學(xué)課堂的教學(xué)效率。應(yīng)用交互式電子白板或是平板電腦能解決這一問題。通過學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以將實驗記錄、觀察記錄與設(shè)計圖上傳到大屏幕上，為其他同學(xué)介紹，彼此互相評價。同時，運用信息技術(shù)，可以同時展示多個小組的研究成果，以便學(xué)生對比分析與總結(jié)，共同構(gòu)建知識。除此之外，交互式電子白板能夠結(jié)合概念圖，將其應(yīng)用于課堂總結(jié)，學(xué)生與同學(xué)或教師共同探討總結(jié)知識點，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。例如，在小學(xué)科學(xué)《光的反射》一課教學(xué)中，教師可以應(yīng)用平板電腦的交互功能，整理出知識概念體系，幫助學(xué)生實現(xiàn)新舊知識的銜接。

交互式電子白板能夠?qū)崿F(xiàn)課堂教學(xué)的實時呈現(xiàn)。學(xué)生的學(xué)習(xí)成果能夠及時反饋在教師端，教師能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，提升教學(xué)效果;學(xué)生也可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反思與復(fù)習(xí)。在小學(xué)科學(xué)課堂中引入新技術(shù)，能夠提升課堂互動的實效性與交互性。在師生、生生的討論過程中，學(xué)生不僅能傾聽他人的意見，同時也能表達(dá)自己的觀點，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的批判性思維以及評價能力。

（三）虛擬實驗?zāi)M實境，提高學(xué)生的問題解決能力

學(xué)習(xí)不是一個獨立的事件，而是生活實踐的一項重要組成部分，在一些復(fù)雜的生活情境中，往往可以實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。但在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，受到空間、時間、學(xué)生心智思維水平的影響，往往無法最大化地利用課堂時間，或是受到外界因素的影響，導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差。這些問題都會對學(xué)生的科學(xué)探索興趣產(chǎn)生影響，進(jìn)而限制學(xué)生問題解決能力的形成。深度學(xué)習(xí)需要銜接現(xiàn)實世界，因此在課堂教學(xué)中，教師要營造適合開展深度學(xué)習(xí)的環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)活動的發(fā)生。

虛擬實驗是基于多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實與仿真技術(shù)，通過計算機(jī)替代部分或全部的實驗操作環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在接近于真實的實驗環(huán)境中開展實驗活動，取得的實驗結(jié)果準(zhǔn)確率也十分高。對于缺乏動手能力的小學(xué)生來說，應(yīng)用虛擬實驗可以幫助學(xué)生解決一些實際操作中復(fù)雜的問題，能夠及時地反饋學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的生成。

例如教師在講解“光沿直線傳播的”這一知識時，可以借助虛擬實驗設(shè)計一個光線走迷宮的情境，讓學(xué)生操作平板電腦，嘗試讓光線走出迷宮，學(xué)生可以根據(jù)自己的所學(xué)知識，嘗試不同的方法解決問題。在傳統(tǒng)的小學(xué)課堂中，用實物操作則很難有效地開展這一實驗。

三、結(jié)語

以數(shù)字互動理論為基礎(chǔ)的科學(xué)課堂教學(xué)，通過轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)手段和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有目的地把學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)置在具體的、有意義的探究情境中。學(xué)生學(xué)習(xí)深層次動機(jī)被激發(fā)，學(xué)習(xí)主動性增強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣更濃厚，學(xué)生在科學(xué)課堂上能積極持久地參與其中。從而可有效地培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力，發(fā)展學(xué)生的評價能力，提高學(xué)生的問題解決能力，幫助學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)，教會學(xué)生用積極的態(tài)度理性地、實事求是地對待生活，解決生活實際中遇到的各種問題，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的科學(xué)精神。