張偉旗

（杭州市青春中學(xué)，浙江 杭州310003）

在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為代表的信息技術(shù)時代，基于翻轉(zhuǎn)課堂、微視頻、電子白板的信息技術(shù)不斷影響著傳統(tǒng)科學(xué)課堂教學(xué)。未來課堂教學(xué)，無論是在教育觀念上，還是在教學(xué)結(jié)構(gòu)上，都將落實(shí)“以學(xué)定教”的思想理念。在此，筆者通過平板電腦與科學(xué)課堂教學(xué)相結(jié)合，圍繞“以學(xué)生的學(xué)習(xí)”為中心來組織教學(xué)，跟蹤每位學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑，實(shí)施個性化的精準(zhǔn)教學(xué)。

一、基于平板電腦應(yīng)用的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化

腦科學(xué)相關(guān)研究表明，在45分鐘的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生的生理與心理情況能夠劃分成5個“時區(qū)”，即啟動區(qū)、興奮區(qū)、調(diào)試區(qū)、回暖區(qū)與終結(jié)區(qū)（見圖1），能夠集中學(xué)習(xí)的“時區(qū)”主要是興奮區(qū)、回暖區(qū)和終結(jié)區(qū)。[1]

圖1 根據(jù)學(xué)生生理與心理情況劃分的5個“時區(qū)”

課堂教學(xué)主要任務(wù)是師生共同圍繞科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)開展各種教學(xué)活動。利用平板電腦技術(shù)輔助教學(xué)，并不是簡單地將教師的課件、視頻下載到平板電腦中，讓學(xué)生開展自學(xué)。腦科學(xué)研究表明，要想在課堂45分鐘時間內(nèi)有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，需要把握好課堂節(jié)奏，充分利用不同時區(qū)組織教學(xué)活動，抓住興奮區(qū)、回暖區(qū)和終結(jié)區(qū)這三個關(guān)鍵時刻提高課堂教學(xué)效果。

在實(shí)踐操作層面，依據(jù)腦科學(xué)研究者劃分的課堂教學(xué)時區(qū)，適時引入平板電腦技術(shù)，在信息技術(shù)工具支撐下對課堂教學(xué)進(jìn)行有效探索，優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，提升課堂教學(xué)效率。

1.在啟動區(qū)借助平板電腦開展學(xué)情前測

美國心理學(xué)家奧蘇伯爾提出的“有意義學(xué)習(xí)”理論，強(qiáng)調(diào)在新知識的學(xué)習(xí)中，認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的原有適當(dāng)觀念起決定作用，這種原有的適當(dāng)觀念對新知識起固定作用。[2]因此教師對學(xué)生起點(diǎn)的了解是提升課堂效率的重要因素，讓學(xué)生能自覺地努力“拉齊起點(diǎn)”，一方面可促進(jìn)教師因材施教，同時也能提高教師課堂效能。

在具體應(yīng)用中，我們可以利用平板電腦上的即時反饋系統(tǒng)，在新課授課前先摸清楚學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)。例如在《幾種重要的鹽》新課授課前，通過平板電腦推送客觀題（見圖2）對學(xué)生原有認(rèn)知情況進(jìn)行學(xué)情前測。學(xué)生通過平板電腦提交答案后，教師立即可以診斷出班級學(xué)生對這個知識點(diǎn)的掌握情況，便于后期有針對性地開展課堂教學(xué)。

圖2 《幾種重要的鹽》學(xué)情前測①題反饋信息

2.在興奮區(qū)借助平板電腦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)錄播展示

初中科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。在課程教學(xué)過程中實(shí)驗(yàn)基本可以分為兩類，由教師的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生小組合作實(shí)驗(yàn)組成。當(dāng)教師在講臺上操作演示實(shí)驗(yàn)時，由于觀察范圍所限，課堂中往往只有前幾排的學(xué)生能夠觀察清楚，其余學(xué)生大部分是在“聽”前面同學(xué)描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果；當(dāng)學(xué)生在進(jìn)行小組合作實(shí)驗(yàn)時，由于課堂上教師個人精力和時間有限，經(jīng)常來不及對每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行逐一檢查和點(diǎn)評。為優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中遇到的這些問題，可以借鑒基于移動平板電腦的攝像頭，教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)操作的同時，利用移動平板電腦的攝像頭功能將實(shí)驗(yàn)影像同步投影到大屏幕上，邊做邊講解。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時，組內(nèi)同學(xué)可將實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象進(jìn)行錄像，便于總結(jié)交流時進(jìn)行回放。

如圖3所示，在《天平的使用提高》教學(xué)過程中，借助于平板電腦的直播，將“左物右碼”錯放后的實(shí)時影像上傳至大屏幕，配合教師的現(xiàn)場講解，使全班學(xué)生都明白該如何處理此類問題。

圖3 《天平的使用提高》學(xué)生實(shí)驗(yàn)課堂視頻直播

3.在回暖區(qū)利用平板電腦進(jìn)行即時反饋診斷

回暖區(qū)處于溫故知新階段，是對前半堂課的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充與總結(jié)，將內(nèi)容進(jìn)一步升華，讓學(xué)生對本堂課的教學(xué)目標(biāo)有個清晰的認(rèn)識，能夠很好地理解與掌握。常見的方法是通過課堂練習(xí)鞏固新學(xué)知識點(diǎn)。

圖4學(xué)生在課堂中使用平板答題

借助于平板電腦中的課堂即時反饋系統(tǒng)，可以在課前將對應(yīng)題目進(jìn)行預(yù)設(shè)，在授課過程中適時將題目推送至每位學(xué)生手中的平板電腦上，讓學(xué)生獨(dú)立完成課堂練習(xí)。當(dāng)學(xué)生做完按提交鍵后，立即可以知道正誤以及題目分析，而教師可以通過教師端平板電腦對全體學(xué)生的知識掌握情況進(jìn)行分析判斷。

4.在終結(jié)區(qū)利用平板電腦進(jìn)行思維導(dǎo)圖歸納

當(dāng)科學(xué)課進(jìn)入教學(xué)終結(jié)區(qū)時，主要任務(wù)是對當(dāng)天課堂所學(xué)關(guān)鍵知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和梳理。在此我們引入平板電腦端的一個應(yīng)用程序——思維導(dǎo)圖。通過思維導(dǎo)圖的建構(gòu)，讓學(xué)生學(xué)會如何整理知識，怎樣創(chuàng)造新的知識，促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知的發(fā)展。通過平板電腦端的思維導(dǎo)圖軟件，可以讓學(xué)生快速理清思路，并且對知識體系進(jìn)行個性化編排，使學(xué)生體會到構(gòu)建知識體系的成就。

例如在上《酸堿鹽》復(fù)習(xí)課時，我們通過屏幕上給出的五種元素，要求學(xué)生自由搭建出一種物質(zhì)的化學(xué)式，然后利用平板電腦上的思維導(dǎo)圖軟件繪制出關(guān)于這種物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的思維導(dǎo)圖。通過對學(xué)生原有酸堿鹽知識的梳理和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)知識點(diǎn)之間的正向遷移。

圖5學(xué)生講解所畫的思維導(dǎo)圖

通過無線局域網(wǎng)將學(xué)生平板電腦端上的思維導(dǎo)圖投送到大屏幕后，還可以由學(xué)生向全班同學(xué)進(jìn)行講評，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高課堂展評的效率。

在此過程中筆者還發(fā)現(xiàn)學(xué)生很喜歡將思維導(dǎo)圖用軟件自帶的圖標(biāo)、數(shù)字和線條顏色等工具，進(jìn)行個性化修飾，這也符合青少年時期追求個性的特點(diǎn)。用平板電腦軟件作為平臺，與學(xué)生的標(biāo)新立異精神結(jié)合起來，能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、基于課堂即時反饋系統(tǒng)建立的錯題資源庫

1.利用課堂教學(xué)即時反饋技術(shù)開展教學(xué)互動研究

傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式不能精準(zhǔn)跟蹤每位學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，很多時候往往是教師問題拋出后，有一些學(xué)生片刻思考后馬上能明白，但還有很多學(xué)生一知半解，此類學(xué)生源于自信心不足或?qū)W習(xí)興趣缺乏，在科學(xué)課堂上鮮見大膽提問。而教師對此類學(xué)生的了解也只能憑借次日作業(yè)的批改，往往會錯失教學(xué)活動的最佳契機(jī)。隨著課程進(jìn)度的不斷深化，此類學(xué)生對知識的欠債也越積越多，最終失去學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)耐心。因此課堂教學(xué)的即時反饋有著十分重要的意義。

在教育教學(xué)實(shí)踐活動中運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的平板電腦來進(jìn)行課堂教學(xué)管理。特別是在課堂反饋評價環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)其教學(xué)效度較高，且深受學(xué)生喜歡。教師根據(jù)不同授課類型，適時推送預(yù)設(shè)問題到學(xué)生的平板電腦端，學(xué)生思考后立刻做出反饋并提交信息，批改任務(wù)也就自動完成，教師可通過終端即時了解每位學(xué)生對知識的掌握情況。

目前向?qū)W生推送的題目主要有兩大類型：一種是客觀問題，學(xué)生做選擇性的解答；另一種是主觀問題，受制于課堂教學(xué)時間的有限，往往是學(xué)生根據(jù)自己的主觀判斷進(jìn)行描述性的解答，提交后結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)答案給自己評分，當(dāng)錯誤率超過一定程度時，教師對類似題目進(jìn)行詳細(xì)講解。

如在初三科學(xué)課《物質(zhì)的分類》教學(xué)過程中，為喚起學(xué)生在前階段“酸、堿、鹽”學(xué)習(xí)中積累的相關(guān)概念，教師推送“酸、堿、鹽”基礎(chǔ)概念的三道預(yù)習(xí)題進(jìn)行預(yù)熱，做完提交后直接顯現(xiàn)答案，交由學(xué)生自行評價。教師在講解完“物質(zhì)分類方法”后立刻發(fā)布課堂練習(xí)，要求學(xué)生解答，通過后臺統(tǒng)計(jì)，教師就可以立即根據(jù)正誤選項(xiàng)反饋的百分比，知道學(xué)生對此知識點(diǎn)的掌握程度，還可以直接關(guān)注到某個后進(jìn)生的答題狀況，以調(diào)整課堂授課進(jìn)度。在授課結(jié)束后，教師又發(fā)布了課堂小練習(xí)要求學(xué)生作答，系統(tǒng)自動給出評判，用來幫助學(xué)生鞏固課堂學(xué)習(xí)成果。

2.課堂錯題資源庫的建立

學(xué)習(xí)是一個不斷犯錯誤、不斷改正錯誤的過程，在與錯誤對話中可以不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而獲得進(jìn)步。因此，錯題集在學(xué)生中運(yùn)用相當(dāng)普遍，但是這些錯題集主要依靠費(fèi)時費(fèi)力地抄寫獲得，效率極低。

學(xué)生在平板終端上使用的是個人賬號登錄，因此在課堂教學(xué)反饋環(huán)節(jié)中，學(xué)生做錯的題目可以實(shí)現(xiàn)自動歸集，自動組建一本電子版本的錯題集，使學(xué)生能留出更多時間用在梳理知識點(diǎn)和思維鍛煉中。同時，借助于后臺數(shù)據(jù)庫平臺，幫助教師實(shí)現(xiàn)了錯題集的大數(shù)據(jù)庫組建，能讓教師根據(jù)學(xué)生暴露出來的共性問題，有針對性地挑選相應(yīng)題目組織再次學(xué)習(xí)評價。

例如：下列物質(zhì)中存在著能自由移動的氯離子的應(yīng)是（）

A.液態(tài)HCl B.氯酸鉀溶液 C.鹽酸D.氯氣

其中正確答案選A的有19人，選B的有2人，選C的有12人，選D的有2人，不會的有5人。可見學(xué)生對酸的電離概念還是沒有過關(guān)，因此教師在后臺編輯時可將此題歸入到班級公共錯題集，著重講解。

3.依據(jù)不斷積累的錯題庫資源，制定學(xué)生個性化學(xué)習(xí)診斷方案

輕負(fù)高質(zhì)是全體教育人的共同夢想，而“因材施教”是實(shí)現(xiàn)夢想的必經(jīng)之路。課堂教學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是認(rèn)知差異，要想提高課堂教學(xué)的有效性，必須充分抓住學(xué)生個體的認(rèn)知差異。針對初三學(xué)生在科學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)上的兩極分化，要不斷激發(fā)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣，查找個體認(rèn)知差異上的短板并加以輔導(dǎo)以縮小差距。

讓學(xué)生進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)的重要前提是有針對性的個性化分析，它是幫助學(xué)生取得最佳學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵。首先是依據(jù)浙教版初中科學(xué)教材章節(jié)設(shè)置，整理出完整的知識圖譜，為后期錯題庫中每一題能對應(yīng)上相應(yīng)的知識要點(diǎn)。然后在新課授課前，根據(jù)這堂課的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)挑選不同梯度的題目推送給學(xué)生，由于題目本身已經(jīng)設(shè)定好學(xué)科知識點(diǎn)，當(dāng)學(xué)生反饋回來信息是錯的，可以追蹤到該生相應(yīng)的知識點(diǎn)這塊短板。當(dāng)教師在對學(xué)生進(jìn)行診斷分析時，可以根據(jù)該生錯題庫所反映的知識短板挑選同知識點(diǎn)和同難度的題目單獨(dú)組卷，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)診斷和教師的差異化教學(xué)。

通過平板電腦在科學(xué)課堂教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生對本堂課上所學(xué)知識立即進(jìn)行檢驗(yàn)，從而產(chǎn)生一種自我實(shí)現(xiàn)的滿足感、課堂學(xué)習(xí)的歸屬感，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，形成了良性循環(huán)。

[1]武小鵬,張怡.基于腦的課堂教學(xué)分區(qū)研究[J].教育研究與評論(中學(xué)教育教學(xué)),2014(6).

[2]曹中保.論奧蘇伯爾認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論在教學(xué)實(shí)踐中的意義[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版）,1994(4).