智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學課堂學習活動分析

李凌云，姚 鈺

(1.南京曉莊學院 教師教育學院，江蘇 南京 211171；2.泰州市鳳凰小學，江蘇 泰州 225317)

智慧教室是教育信息化發(fā)展的階段產(chǎn)物，依托該環(huán)境開展技術(shù)支持下的教學融合研究已成為各國關(guān)注的重點。國內(nèi)研究者對智慧教室環(huán)境下的課堂教學、環(huán)境構(gòu)建、教學模式等進行了較多的理論研究(1)王興宇：《活動理論視角下的的智慧課堂教學模式研究》，《中國電化教育》2020年第4期，第118-124頁。何文濤，王良輝，朱玲林，毛剛：《智慧教室環(huán)境下協(xié)作學習的異常行為特征分析》，《中國電化教育》2020年第6期，第88-94頁，第129頁。高琳琳，解月光：《“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧課堂教學設(shè)計研究》，《教育理論與實踐》2019年第20期，第10-12頁。張雪，楊浩，石映輝：《智慧教室環(huán)境下大學生學習環(huán)境偏好與學習策略的關(guān)系探究》，《現(xiàn)代教育技術(shù)》2020年第3期，第45-51頁。。對該環(huán)境中具體的學科教學實踐研究也有所關(guān)注，但是缺少對師生教與學行為的關(guān)注。師生的教與學行為體現(xiàn)在具體的學習活動中，因此，應該關(guān)注智慧教室環(huán)境下課堂學習活動的研究。本研究以具體課例作為研究對象，對智慧教室環(huán)境下的小學數(shù)學課堂進行解構(gòu)，以了解學習活動的認知目標、常見的教與學行為以及典型的學習行為序列，為技術(shù)支持下的小學數(shù)學教學實踐提供參考。

一、 研究設(shè)計

(一) 分析對象

本研究分析的課堂視頻選自互聯(lián)網(wǎng)上優(yōu)秀的智慧教室環(huán)境支持下的小學數(shù)學公開課的課例實錄。對課例的選取標準如下：(1)充分體現(xiàn)出智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學課堂中教師與學生的學習活動；(2)公開課或者獲獎視頻，代表目前智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學課堂教學的較高應用水平。最終選取的八個課例具體主題如表1所示。

表1 課例信息

(二) 學習活動分析框架

活動是有層次的，完整的活動由需要、動機、目的、達到目的的條件和與這些成分相關(guān)的活動、動作、操作組成(2)趙慧軍：《活動理論的產(chǎn)生、發(fā)展及前景》，《東北師大學報(哲學社會科學版)》1997年第1期，第87-93頁。?；顒永碚摓榉治鋈祟悓嵺`活動提供了框架，活動五角模型對活動系統(tǒng)構(gòu)成要素進行再構(gòu)，通過角色、組織、使用、功能和操作五個方面來描述行為(3)Stevenson I. Tool Tutor Environment or Resource:Exploring Metaphors for Digital Technology and Pedagogy Using Activity Theory. Computers & Education.2008,51(2)，pp.836-853.。管鈺琪(4)管玨琪，祝智庭：《電子書包環(huán)境下的課堂學習活動分析》，《電化教育研究》2018年第4期，第59-65頁，第72頁。等人根據(jù)活動理論和活動五角模型，建構(gòu)了學習活動的分析框架，具體的內(nèi)容如表2所示。

表2 學習活動分析框架

為了更完整地了解課堂教學的原貌，不破壞課堂教學的完整性，本研究借鑒表2學習活動分析框架，以學習活動為分析單位，從微觀上對具體的學習行為進行分析。具體來看，學習活動認知目標參考布魯姆教育目標分類，即包含記憶、理解、應該、分析、評價以及創(chuàng)造六個層次。學習行為描述中“組織”表示師生開展教與學的形式，將其分為教師開展班級教學活動、分組教學、學生自主學習活動、合作學習活動?！敖巧狈譃榻處熀蛯W生兩類，教師的角色有講授者、示范者、互動引導者，討論協(xié)調(diào)者；學生的角色分類為接受者、信息的加工者、主動建構(gòu)者。“使用”是指學習活動中使用技術(shù)工具。“功能”是指工具提供的可能應用的空間?！安僮鳌笔墙⒂诠ぞ吲c任務分工之間的交互。借鑒表2設(shè)計觀察表，逐次記錄視頻分析的過程，形成分析記錄。

二、 小學數(shù)學智慧課堂中的學習活動分析

(一) 學習活動認知目標分析

學習活動是由教師的多個教學行為與學生的多個學習行為按照一定的邏輯順序?qū)嵤┒傻摹Ｍㄟ^提取學習活動片段，八個課例共解構(gòu)出37個學習活動。分析發(fā)現(xiàn)，32.4%的學習活動屬于面向理解的認知目標，面向應用和分析認知目標的學習活動分別占21.6%。面向理解的學習活動有學生辨別圖形旋轉(zhuǎn)的方向、解釋問題的意思等。面向應用的學習活動主要是學生將知識應用到與生活相關(guān)的練習中、將規(guī)則應用到游戲中等。面向分析層面的學習活動，如學生根據(jù)三角形角的特點對三角形進行判斷分類、小組中針對問題進行交流分析、將示意圖進行分解說明等。此外，涉及面向知道、評價、創(chuàng)造層面認知目標的學習活動也有，但不多，如“讓學生回憶之前的學習內(nèi)容并說出面積的定義”，“學生獨立將一個圖形剪開并創(chuàng)造出新的圖案”，“學生獨立嘗試創(chuàng)造擲骰子時的游戲規(guī)則”，“評價他人的流程示意圖”等。

(二) 常見的教與學行為分析

通過分析發(fā)現(xiàn)，智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學課堂常見的教與學行為有10種，即提出/回答問題、自主探究、合作探究、分享交流、表達演示、創(chuàng)作、練習、講解內(nèi)容、接受反饋、監(jiān)控學生完成進度。具體見表3。

表3 常見的教與學行為

1. 提出/回答問題

提出問題是學生通過口頭表述問題或通過教學平臺呈現(xiàn)問題；回答問題就是學生將自己的想法表達出來，借助教學平臺發(fā)表自己的作品進行共享，或直接借助Pad等工具回答問題。

2. 自主探究

自主探究這一行為的使用主體為學生，是學生主動去探索知識的過程。學生可以利用Pad以及課堂平臺對問題進行探究，如進行實驗、測量、比較等。主要表現(xiàn)為學生根據(jù)教師的提示和引導，利用適合的方法去探索解決問題的過程，實現(xiàn)自身對知識的建構(gòu)。

3. 合作探究

合作探究是學生以小組為單位進行問題探究的過程。相對于自主探索，合作探究這一行為更能培養(yǎng)學生與他人協(xié)作的能力。智慧教室環(huán)境下的合作探究建立在媒體工具的幫助基礎(chǔ)上，能更好地促進小組成員建構(gòu)知識。

4. 分享交流

分享交流行為包括生生之間和師生之間的分享交流。師生可以面對面交流或者利用課堂互動平臺發(fā)表自己的想法和疑問，并通過討論來解決疑問。這一行為的主體是學生，教師則是交流討論的幫助者、促進者、討論協(xié)調(diào)者。

5. 表達演示

智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學課堂的表達演示行為有教師演示和學生演示兩種。教師的演示是提供給學生一個示范，這個示范的過程能夠直觀形象地幫助學生理解教學內(nèi)容。如教師在《分分合合》這一課中，通過演示圖形的分開與拼接過程，讓學生初步感知圖形的分與合。學生的演示則是學生通過演示的具體操作來表達或解釋自己的想法。

6. 創(chuàng)作

創(chuàng)作行為是學生利用教師提供的媒體工具進行想象和作品制作。通常表現(xiàn)為學生自主進行創(chuàng)作，是學生把想法變?yōu)楝F(xiàn)實作品的過程，也是知識建構(gòu)的過程。比如學生獨立進行圖形的裁剪并形成新圖形、創(chuàng)作游戲規(guī)則等。

7. 練習

教師常采用1—2道不同類型的題目讓學生練習。學生借助練習對知識進行遷移應用，是主動的信息加工者。通常來說，數(shù)學中的這種變式練習對學生的知識遷移有較好的效果。

8. 講解內(nèi)容

講解內(nèi)容是指教師借助教學媒體進行講解，幫助學生理解知識或提升學生對知識的理解過程。

9. 接受反饋

接受反饋的主體是教師。教師根據(jù)課堂交互平臺，接受學生學習的反饋數(shù)據(jù)，如查看學生使用Pad拍攝的作品圖片，或者了解平臺中對學生回答問題/練習正確率的統(tǒng)計。教師通過接受反饋來了解學生對于知識的掌握情況，以便適當調(diào)整教學安排，提高課堂效率。

10. 監(jiān)控學生完成進度

監(jiān)控學生完成進度的使用主體是教師。監(jiān)控學生完成進度行為包括了解學生完成任務的時間和進度，通常利用Pad和課堂交互平臺，或者面對面巡視來實現(xiàn)。

(三) 典型行為序列分析

按照學習事件發(fā)生的時間演變觀察課例中出現(xiàn)的學習行為，歸納出典型的行為序列，發(fā)現(xiàn)了智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學課堂中四種典型的行為序列(圖1—圖4中的①、②、③表示不同的序列路徑)。

1. 基于問題的學習

數(shù)學的學習始于問題的提出，有了問題便有了研究，因此數(shù)學課堂上總會發(fā)現(xiàn)問題，然后去嘗試解決問題。在數(shù)學教學中，基于問題的學習一般從問題開始，以此來激發(fā)學生的求知欲和探索欲。如圖1所示，教師從回顧已學過的知識或?qū)胗螒蛑幸鲂聠栴}，組織學生進行自主或合作探究。探究完成之后，學生進行交流分享。最后教師結(jié)合學生的分享對內(nèi)容進行進一步的講解。例如：M1中教師在與學生回顧舊知識的同時引導學生提出了新問題，從而引發(fā)學生進行自主探究；M7中教師通過與學生進行擲骰子的游戲從而進入學習主題“擲一擲”，然后從游戲是否公平的角度去引發(fā)學生的思考并進入合作探究環(huán)節(jié)。探究后的分享交流能更好地將學生探究的結(jié)果進行展示，通過生生、師生之間的交流，能讓學生對解決問題的過程、方法和結(jié)果有了更深的理解。最后教師的總結(jié)能幫助學生更好地對知識進行概括和提煉。

圖1 基于問題的學習

2. 基于創(chuàng)作的學習

基于創(chuàng)作的學習通常貫穿在整個課堂學習之中，旨在借助創(chuàng)作性的學習活動培養(yǎng)學生的想象力和創(chuàng)造力。如圖2所示，學生首先圍繞教師提出的創(chuàng)作任務自主完成創(chuàng)作，然后通過分享交流或表達演示來展現(xiàn)自己的作品，最后教師進行講解并總結(jié)。例如：M2中教師通過演示的方法讓學生知道可以將一個圖形(包括規(guī)則或不規(guī)則圖形)分開，利用想象拼成另外一種不一樣的圖形。然后學生再自己動手嘗試操作，最后分享有意思的拼法。在循序漸進的學習活動中，學生的想象力和創(chuàng)造力得到了提升。

圖2 基于創(chuàng)作的學習

3. 基于分享的學習

圖3 基于分享的討論

基于分享的學習在每一節(jié)課例中都有出現(xiàn)，說明在智慧教室環(huán)境下，教師特別關(guān)注知識的交流與分享。如圖3所示，教師先提出問題或?qū)W生在教師的引導下發(fā)現(xiàn)問題，學生對這些問題進行討論，討論分享的過程中可能會產(chǎn)生新的問題，學生再對新問題進行回答，然后形成結(jié)論，最后教師進行總結(jié)。例如，M1中在討論銳角、直角、鈍角三角形的定義時，一開始學生對三角形的定義是不完善的，在其他學生提出反例后不斷修改原有的定義，最后得出完整正確的定義。M3中教師呈現(xiàn)了所有學生摸出各個顏色球的次數(shù)的數(shù)據(jù)，學生對摸出各個顏色的球的次數(shù)進行討論和比較，最終得到可能性的大小與球的數(shù)量有關(guān)的結(jié)論。由此可見，每一次的交流與分享的過程，是隱性知識顯性化的過程，交流中產(chǎn)生的生成性資源，又成為學生新的學習資源。正是在不斷的交流與分享中，學生逐漸建構(gòu)知識。

圖4 基于練習的學習

4. 基于練習的學習

基于練習的學習發(fā)生在課堂初始或者知識點學習之后，教師通過練習檢測學生對知識的掌握情況。如圖4所示，練習之后學生可以通過討論、接受反饋、表達演示等方式鞏固知識，教師再根據(jù)學生練習的情況講解存在的問題。例如，M8中教師呈現(xiàn)出練習題，學生直接利用Pad畫出示意圖，教師根據(jù)練習結(jié)果給予學生及時反饋。

三、 結(jié)語

智慧教室環(huán)境為技術(shù)整合教學的實踐提供了土壤。通過對選取的8個課堂教學實例分析，發(fā)現(xiàn)智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學學習活動的認知目標側(cè)重于理解、分析和應用層面，面向評價和創(chuàng)造層面等高階認知目標的學習活動還不多，有待于一線教師關(guān)注并實施。

“提出/回答問題”、“探究”、“分享交流”是智慧教室環(huán)境下課堂教學最常用到的教與學行為。相對于傳統(tǒng)課堂中教師是課堂的權(quán)威，是教學內(nèi)容、教學活動的控制者，智慧教室環(huán)境下的教師更多地把課堂還給了學生。通過提出問題、自主探究、小組探究、師生互動探究等學習活動的參與，學生的主體性地位得到體現(xiàn)?！胺窒斫涣鳌杯h(huán)節(jié)中，生生之間、師生之間通過面對面或者借助媒體手段，采用小組或者全班討論的方式進行的交流與分享，讓學生成為主動的信息加工者。此外，教師常采用的基于問題的學習、基于創(chuàng)作的學習、基于分享的學習等典型的學習活動，讓學生有更多的時間在探究與交流協(xié)作中發(fā)展思維，建構(gòu)知識。與傳統(tǒng)課堂相比，在智慧教室環(huán)境下學生利用技術(shù)創(chuàng)建學習環(huán)境、尋求反饋、創(chuàng)造作品、展示成果，學生的高階思維得到發(fā)展。

本研究以8個智慧教室環(huán)境下小學數(shù)學課堂課例為研究對象，對課堂中的學習活動進行解構(gòu)，研究結(jié)果能為一線教師采用現(xiàn)代教育技術(shù)進行教學實踐提供參考。教師可以根據(jù)教學的情景和教學內(nèi)容對典型的教與學行為以及行為序列進行選擇、重組，形成新的學習活動。值得說明的是，本研究結(jié)論來源于現(xiàn)階段下8個教學課例的分析，因此具有一定的局限性。期待廣大教師根據(jù)研究結(jié)果，使用信息技術(shù)設(shè)計出更加符合學生發(fā)展及教師自身特色的課堂學習活動，豐富和發(fā)展小學數(shù)學教學實踐。