張家林 石韶強(qiáng) 陳 實(shí)

近些年來(lái)，交互式電子白板作為一種新的現(xiàn)代多媒體教育技術(shù)，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)迅速登上現(xiàn)代教育媒體的舞臺(tái)，并且得到了一線教師和相關(guān)教學(xué)專(zhuān)家的肯定。本文的研究定位于將交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)與高中自然地理教學(xué)過(guò)程進(jìn)行更為有效的融合，為突破目前交互式電子白板在地理教學(xué)應(yīng)用中所存在的問(wèn)題提供一定的思路。

一、交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.概念

交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)是由華中師范大學(xué)國(guó)家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心開(kāi)發(fā)的基于雙電子白板的新型數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)。其硬件系統(tǒng)包括信息展示系統(tǒng)(如圖1所示)、信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、終端交互系統(tǒng)(電子感應(yīng)筆和電子投票器，如圖2所示)三部分。軟件系統(tǒng)是盤(pán)古電子雙板課堂教學(xué)平臺(tái)(PanGu Presentation，PGP)，主要包括備課平臺(tái)和教學(xué)平臺(tái)。

圖1 信息展示系統(tǒng)

圖2 電子投票器

2.優(yōu)勢(shì)功能

(1)提供豐富的地理教學(xué)資源

交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下的PGP資源制作平臺(tái)為地理教師提供了豐富的原始地理教學(xué)資源，并且這些地理教學(xué)資源與教學(xué)資源云平臺(tái)相連接(如圖3所示)。

圖3 教學(xué)資源云平臺(tái)

(2)實(shí)現(xiàn)雙軌展示，增強(qiáng)呈現(xiàn)效果

交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙軌展示，即在左板呈現(xiàn)文字材料的同時(shí)，右板同步顯示相關(guān)的圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻材料(如圖4所示)，為學(xué)生地理學(xué)習(xí)過(guò)程的連續(xù)性、知識(shí)編碼的高效化提供基本保障。

圖4 PGP教學(xué)展示平臺(tái)界面

(3)促進(jìn)教學(xué)交互

交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)通過(guò)終端交互系統(tǒng)(電子答題器)實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生間的快速、完整、準(zhǔn)確的信息交互(如圖5所示)，從而促進(jìn)概念性交互。

圖5 交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)交互示意圖

(4)利用網(wǎng)絡(luò)資源，建構(gòu)開(kāi)放性地理課堂

交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)通過(guò)“添加搜索界面”的功能，與網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，可以將網(wǎng)絡(luò)資源便捷地引入高中地理課堂。

二、交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下的高中自然地理探究式教學(xué)

交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)有著諸多優(yōu)勢(shì)，但是它只是作為教學(xué)媒體，屬于整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)的一部分。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該在系統(tǒng)考慮教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容等教學(xué)因素的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

1.交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下探究式教學(xué)的一般教學(xué)流程

基于交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)流程可分為三個(gè)階段(如圖6所示)。第一階段為前期準(zhǔn)備階段；第二階段為課件制作階段，是教師在前期準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上利用PGP資源制作平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)資源的搜集和整合，形成完整的PGP標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)課件；第三階段為課堂教學(xué)階段，是師生利用PGP教學(xué)展示平臺(tái)進(jìn)行課堂教學(xué)的過(guò)程。在上述過(guò)程中，PGP資源制作平臺(tái)和PGP教學(xué)展示平臺(tái)提供了良好的Web鏈接功能，使師生能夠充分地利用豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源。

圖6 基于交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)流程

2.交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下的高中自然地理探究式教學(xué)法

高中自然地理部分對(duì)學(xué)生的空間感知能力和抽象邏輯思維能力的要求比較高，這就需要相應(yīng)的教學(xué)方法和模式來(lái)進(jìn)行教學(xué)。作為符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的一種學(xué)習(xí)方式，科學(xué)探究活動(dòng)對(duì)激發(fā)學(xué)生興趣，保護(hù)學(xué)生的求知欲、好奇心，鍛煉學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度起著非常重要的作用。 因此，我們將在下面的高中自然地理教學(xué)案例中，采用從科學(xué)活動(dòng)探究法發(fā)展而來(lái)的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法和小組合作學(xué)習(xí)法來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)。

發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法是指教師通過(guò)提供適宜學(xué)生進(jìn)行知識(shí)“再發(fā)現(xiàn)”的問(wèn)題情境和教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，積極開(kāi)展探索、研究和嘗試活動(dòng)，以發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的原理或結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的方法。 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法是由美國(guó)著名教育心理學(xué)家布魯納在20世紀(jì)60年代，基于建構(gòu)主義理論提出的，一般分為以下五個(gè)步驟：(1)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境；(2)提出問(wèn)題；(3)進(jìn)行猜想和假設(shè)；(4)搜集事實(shí)證據(jù)驗(yàn)證假設(shè)；(5)總結(jié)歸納和運(yùn)用遷移。

小組合作學(xué)習(xí)法是指教學(xué)過(guò)程的所有環(huán)節(jié)以小組活動(dòng)為核心，促進(jìn)學(xué)生在異質(zhì)小組中彼此互助，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并以小組的總體成績(jī)作為評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)勵(lì)依據(jù)的教學(xué)方法。 小組合作學(xué)習(xí)法是建立在社會(huì)建構(gòu)主義理論上的，主要可以分為以下五個(gè)步驟：(1)建立小組和角色分配；(2)設(shè)立情境，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)；(3)開(kāi)始小組合作學(xué)習(xí)；(4)學(xué)習(xí)成果展示；(5)總結(jié)和評(píng)價(jià)。

3.交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下的高中自然地理探究式教學(xué)實(shí)踐

筆者以《褶皺山的形成》為例，利用交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。此次教學(xué)采取小班教學(xué)的形式，學(xué)生人數(shù)為30人，時(shí)間為45分鐘。教學(xué)流程(如圖7所示)和實(shí)施情況如下：

圖7 《褶皺山的形成》教學(xué)流程

(1)導(dǎo)入

師：同學(xué)們，在正式開(kāi)始學(xué)習(xí)今天的課程之前，我請(qǐng)大家欣賞幾張山地照片。第一張是喜馬拉雅山脈，波浪起伏綿延千里；第二張正好是一個(gè)山脈的橫截面，貌似在這個(gè)截面上有些紋理……從這些圖片里，我們都能發(fā)現(xiàn)這些紋理，面對(duì)這一有趣的現(xiàn)象，我相信大家一定會(huì)有著各種疑問(wèn)。請(qǐng)大家在自己的小組內(nèi)先交流一下自己的疑問(wèn)，然后小組推薦一個(gè)發(fā)言人說(shuō)出你們小組的疑問(wèn)。(教師在左板連續(xù)展示多張褶皺山景觀照片，與右板褶皺地層圖片形成對(duì)照。)

學(xué)生觀察圖片，面對(duì)褶皺山這一有趣現(xiàn)象展開(kāi)討論，并提出了自己的疑問(wèn)。在教師的引導(dǎo)和總結(jié)下，得出了一些有價(jià)值的問(wèn)題。例如：圖示地層狀況是如何形成的。

(2)探究活動(dòng)

教師展示歸納出的探究問(wèn)題：①描述圖示巖層的形態(tài)特征；②分析并繪制巖層原始的分布狀況，說(shuō)明各層的新老關(guān)系如何；③繪制出巖層受力方向，說(shuō)明其作用過(guò)程……

要求每個(gè)小組(5個(gè)人)合作探究上述所有問(wèn)題，并由小組記錄員將最后的學(xué)習(xí)成果展示在白板上。(展示完探究問(wèn)題時(shí)，教師使用電子白板的寫(xiě)、劃等功能標(biāo)注出問(wèn)題中的關(guān)鍵字詞和相關(guān)提示。)

每個(gè)小組成員先獨(dú)立思考上述探究問(wèn)題，然后展開(kāi)討論，最后由小組記錄員到電子白板上繪制草圖，并書(shū)寫(xiě)探究結(jié)論。

(3)成果展示交流和教師初步小結(jié)

師：大家都討論得差不多了，讓我們從第一組開(kāi)始，由小組發(fā)言人到前面來(lái)展示你們的探究成果，其余小組進(jìn)行提問(wèn)或補(bǔ)充。

第一組發(fā)言人在電子白板上翻出他們記錄員先前在白板上繪制和書(shū)寫(xiě)的學(xué)習(xí)成果(如圖8所示)并開(kāi)始講解：a.圖示巖層呈波狀彎曲狀；b.此處山地由沉積巖組成，在最底下的巖層是最老的，越往上越新……

其他小組成員補(bǔ)充。(在匯報(bào)時(shí)，教師將該小組完成的草圖和結(jié)論顯示在電子白板上。小組發(fā)言人據(jù)此進(jìn)行解釋說(shuō)明，發(fā)言人可在電子白板上書(shū)寫(xiě)以輔助說(shuō)明。)

圖8 第一小組的探究成果

在所有小組展示完后，教師進(jìn)行總結(jié)糾正和問(wèn)題補(bǔ)充。

(4)驗(yàn)證學(xué)生的結(jié)論并點(diǎn)撥重難點(diǎn)

教師播放動(dòng)畫(huà)：讓我們來(lái)仔細(xì)觀看有關(guān)褶皺山的形成過(guò)程和“背斜成谷，向斜成山”的動(dòng)畫(huà)視頻，并思考其與我們先前提出的猜想有哪些相同和不同。(在播放動(dòng)畫(huà)過(guò)程中，教師及時(shí)定格視頻畫(huà)面，讓學(xué)生仔細(xì)觀察。)

學(xué)生在觀察動(dòng)畫(huà)時(shí)，發(fā)現(xiàn)先前的探究結(jié)論與動(dòng)畫(huà)大體一致，成就感油然而生，并和小組成員討論存在差異的地方。

教師運(yùn)用動(dòng)畫(huà)視頻和圖片對(duì)探究問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和講解。講解結(jié)束后，教師對(duì)整個(gè)課堂知識(shí)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性總結(jié)，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)。

(5)鞏固練習(xí)，現(xiàn)場(chǎng)反饋

教師打開(kāi)事先制作好的課堂測(cè)試試題，并分發(fā)下去。學(xué)生認(rèn)真思考后，運(yùn)用電子投票器選擇答案并發(fā)送。計(jì)算機(jī)在接收到答案后，進(jìn)行運(yùn)算并以柱狀圖的形式將學(xué)生的答案分布呈現(xiàn)在白板上。教師公布答案，并有針對(duì)性地進(jìn)行講解(如圖9所示)。

圖9 教師有針對(duì)性地講解試題

(6)布置課外調(diào)查活動(dòng)

師：課后請(qǐng)同學(xué)們上網(wǎng)搜集相關(guān)資料，用實(shí)例說(shuō)明關(guān)于褶皺山部分的知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。下一節(jié)課，我們一起來(lái)展示和討論。

三、課堂互動(dòng)行為分析

“交互性”是交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)，是其他教學(xué)多媒體所不具有的顯著特征。這里采用基于信息技術(shù)的互動(dòng)分析系統(tǒng)(ITIAS)對(duì)上面的教學(xué)案例進(jìn)行課堂互動(dòng)行為分析，系統(tǒng)評(píng)價(jià)該教學(xué)過(guò)程的交互性。

1.基于信息技術(shù)的互動(dòng)分析系統(tǒng)(ITIAS)簡(jiǎn)介

弗蘭德斯互動(dòng)分析系統(tǒng)(Flanders Interaction Analysis System，F(xiàn)IAS)是由美國(guó)學(xué)者弗蘭德斯在1970年提出的以師生課堂語(yǔ)言狀況為分析對(duì)象的互動(dòng)分析系統(tǒng)。華東師范大學(xué)的顧小清教授等人通過(guò)對(duì)弗蘭德斯互動(dòng)行為分析系統(tǒng)的改進(jìn)，發(fā)展出了基于信息技術(shù)的互動(dòng)分析系統(tǒng)(Information Technology-based Interaction Analysis System，ITIAS)。該系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：描述課堂互動(dòng)行為的編碼系統(tǒng)，觀察與記錄編碼的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，顯示數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析和實(shí)現(xiàn)研究目的的矩陣表格。

2.ITIAS對(duì)基于交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)課堂交互行為的分析

為了方便利用ITIAS對(duì)上述課堂教學(xué)案例進(jìn)行分析，筆者在實(shí)施教學(xué)實(shí)踐時(shí)進(jìn)行了錄像，并依據(jù)ITIAS編碼表中的行為標(biāo)準(zhǔn)每三秒進(jìn)行一次取樣和編碼。《褶皺山的形成》教學(xué)錄像有效取樣時(shí)間為40分57秒，獲得的編碼數(shù)是819個(gè)。最后，將該案例的課堂行為編碼代入ITIAS分析矩陣表格，得出了ITIAS分析矩陣(見(jiàn)表1)，并經(jīng)過(guò)計(jì)算進(jìn)一步制作出課堂交互行為統(tǒng)計(jì)表(見(jiàn)表2)。

表1 《褶皺山的形成》案例ITIAS分析矩陣

表2 課堂交互行為統(tǒng)計(jì)表

表2 (續(xù))

(1)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)分析

據(jù)表2的分析數(shù)據(jù)顯示，《褶皺山的形成》案例的教師言語(yǔ)比率為39.56%，低于50%。學(xué)生的言語(yǔ)比率為22.71%，在20%左右。學(xué)生與同伴討論比率為33.87%，由此可以看出學(xué)生與學(xué)生的交互行為有明顯提升，這與課堂上教師用學(xué)生探究活動(dòng)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程是一致的。此外，沉寂比率為2.20%。其中學(xué)生的思考比率高達(dá)55.56%，這說(shuō)明整個(gè)課堂的教學(xué)利用率比較高，學(xué)生積極思考問(wèn)題?？傊谶@節(jié)課中教師在課堂的地位有所下降，由“臺(tái)前”漸漸轉(zhuǎn)到“幕后”，策劃和主導(dǎo)著整個(gè)課堂；學(xué)生在課堂中的主體地位有所提升，積極思考問(wèn)題和努力參與整個(gè)教學(xué)過(guò)程，與同學(xué)展開(kāi)有效的合作探究。

(2)教師與學(xué)生互動(dòng)行為分析

在表2中，《褶皺山的形成》案例中教師的提問(wèn)比率為27.78%，說(shuō)明教師在交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下善于將所要教授的地理知識(shí)轉(zhuǎn)化為探究問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題并進(jìn)行地理知識(shí)的建構(gòu)。教師提出開(kāi)放性問(wèn)題的比率為33.33%。有國(guó)外研究指出，當(dāng)課堂內(nèi)容所強(qiáng)調(diào)的行為復(fù)雜層次較低時(shí)，教師提出開(kāi)放性問(wèn)題的最佳比率為30%；當(dāng)課堂內(nèi)容所強(qiáng)調(diào)的行為復(fù)雜層次較高時(shí)，教師提出開(kāi)放性問(wèn)題的最佳比率為40%。 該案例中教師提出開(kāi)放性問(wèn)題的比率高于30%，說(shuō)明教師鼓勵(lì)學(xué)生勇于合作、探索并發(fā)表自己的觀點(diǎn)。

教師實(shí)時(shí)發(fā)問(wèn)率反映的是教師對(duì)學(xué)生意義建構(gòu)過(guò)程的關(guān)注程度。經(jīng)過(guò)計(jì)算，在該案例中教師實(shí)時(shí)發(fā)問(wèn)率為57.14%，超過(guò)常模(約為44% )，這表明教師在教學(xué)過(guò)程中善于通過(guò)追問(wèn)的形式來(lái)獲得學(xué)生對(duì)地理知識(shí)意義建構(gòu)的程度，從而進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，與學(xué)生進(jìn)行深層次的交互。

學(xué)生主動(dòng)比率能夠反映課堂里學(xué)生思維的活躍程度。 在該案例中學(xué)生主動(dòng)比率為47.15%，高于常模(約為34% )，說(shuō)明在課堂環(huán)境中，學(xué)生勇于積極思維，并自由表達(dá)自己的見(jiàn)解和思路，氣氛活躍。

(3)交互式“雙板”教學(xué)技術(shù)應(yīng)用分析

據(jù)表2中的數(shù)據(jù)顯示，《褶皺山的形成》案例的技術(shù)比率為35.53%，由此可見(jiàn)，師生與交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的交互行為占據(jù)了整個(gè)教學(xué)過(guò)程行為的近1/3，這是其他傳統(tǒng)教學(xué)媒體所無(wú)法比擬的。教師與交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的交互行為是操作交互中的組成部分，該課例的教師操作技術(shù)比率為30.58%。另外學(xué)生與交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的交互行為是操作交互中的另一重要組成部分。學(xué)生操作技術(shù)比率和技術(shù)作用學(xué)生比率分別為49.48%和19.94%?？傊换ナ健半p板”教學(xué)系統(tǒng)作為一種新型教學(xué)媒體技術(shù)已經(jīng)深深地融入了這兩堂課的教學(xué)過(guò)程。

四、交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下高中自然地理探究式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)和注意事項(xiàng)

1.交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下高中自然地理探究式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

(1)操作交互和信息交互顯著，最終促進(jìn)了學(xué)生的概念性交互；(2)利用雙軌展示功能，為地理教學(xué)提供真實(shí)的情境；(3)提供多種學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展；(4)提供即時(shí)反饋，優(yōu)化課堂。

2.交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)下高中自然地理探究式教學(xué)的注意事項(xiàng)

(1)根據(jù)教學(xué)需要，合理運(yùn)用“雙板”系統(tǒng)

①根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，審慎規(guī)劃地理教學(xué)。教學(xué)目標(biāo)是地理教師根據(jù)地理教學(xué)需要對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程的整體設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的導(dǎo)向功能。因此，我們?cè)谡系倪^(guò)程中要充分考慮地理教學(xué)的“三維目標(biāo)”，系統(tǒng)考慮基于“雙板”的地理教學(xué)流程。

②根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的媒體功能。高中自然地理的學(xué)習(xí)內(nèi)容具有抽象性、空間性和運(yùn)動(dòng)性等特點(diǎn)，因此我們可以選擇運(yùn)用“雙板”系統(tǒng)的交互式三維動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬地理事物的運(yùn)動(dòng)軌跡以及它們之間的空間關(guān)系，來(lái)突破重點(diǎn)和難點(diǎn)。

(2)合理控制教學(xué)規(guī)模，保證教學(xué)質(zhì)量

交互式電子白板的尺寸小于傳統(tǒng)黑板的尺寸，所以其受眾規(guī)模會(huì)有一定的限制。因此，我們建議將班級(jí)學(xué)生的人數(shù)控制在30人左右。這樣有利于形成信息傳輸率高，互動(dòng)性強(qiáng)，以學(xué)生為主導(dǎo)的高效課堂。

(3)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建開(kāi)放性課堂

教師在運(yùn)用交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，一方面要善于利用互聯(lián)網(wǎng)搜集教學(xué)資源，另一方面，要引導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)中搜集學(xué)習(xí)所需要的信息，并整理和利用這些信息去解決學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。這樣基于交互式“雙板”教學(xué)系統(tǒng)的高中地理教學(xué)空間會(huì)得到更大的擴(kuò)展，由課堂逐漸延伸到我們的現(xiàn)實(shí)生活。

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