張屹 董學(xué)敏等

摘要：在智慧教室環(huán)境下探討培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的教學(xué)設(shè)計(jì)，既能夠有效突顯智慧教室環(huán)境對(duì)于促進(jìn)學(xué)生培養(yǎng)的積極作用，又能夠有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力。該文以三年級(jí)數(shù)學(xué)課《兩位數(shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》為例，基于APT教學(xué)模型設(shè)計(jì)了智慧教室中培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的課程教學(xué)，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行實(shí)證研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能夠提出一定數(shù)量的問(wèn)題，但問(wèn)題的類(lèi)型局限于基礎(chǔ)問(wèn)題且大部分學(xué)生提出的問(wèn)題不夠新穎和深刻；在智慧教室環(huán)境下，基于APT教學(xué)模型提出的教學(xué)設(shè)計(jì)能夠有利于提高學(xué)生的問(wèn)題解決態(tài)度：學(xué)生具有較高的問(wèn)題解決能力和問(wèn)題意識(shí)。

關(guān)鍵詞：智慧教室；APT教學(xué)模型；問(wèn)題提出與問(wèn)題解決；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

美國(guó)21世紀(jì)技能（21st Century Skills）中包含生活和職業(yè)技能、學(xué)習(xí)和創(chuàng)新技能以及信息、媒體和技術(shù)技能，其中學(xué)習(xí)和創(chuàng)新技能強(qiáng)調(diào)了問(wèn)題解決能力和創(chuàng)新能力的重要性。我國(guó)于2016年正式發(fā)布的《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》提出了“實(shí)踐創(chuàng)新”這一核心素養(yǎng)，并將問(wèn)題解決作為這一核心素養(yǎng)的重要因素，指出“問(wèn)題解決的重點(diǎn)是善于發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，有解決問(wèn)題的興趣和熱情，能依據(jù)特定情境和具體條件，選擇制定合理解決方案。”由此可以看出，問(wèn)題提出能力與問(wèn)題解決能力等一些高階思維能力正逐漸引起關(guān)注。然而，我國(guó)的基礎(chǔ)教育往往注重解決問(wèn)題卻忽視提出問(wèn)題。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基于智慧教育環(huán)境對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)也越來(lái)越受到重視?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》提出“鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問(wèn)題能力?！薄缎W(xué)數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)（修改稿）》也指出“數(shù)學(xué)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，要注意信息技術(shù)與課程內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合。把現(xiàn)代信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和解決問(wèn)題的強(qiáng)有力工具，致力于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。”移動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)既是一種知識(shí)載體又可以創(chuàng)設(shè)工作與生活的相關(guān)情境，將信息技術(shù)融入課堂教學(xué)能夠促進(jìn)師生、生生之間的互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。信息技術(shù)在為生活帶來(lái)諸多便利的同時(shí)也為培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力提供了新的思路，對(duì)此，本研究基于APT教學(xué)模型設(shè)計(jì)智慧教育環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的課程教學(xué)，并以三年級(jí)數(shù)學(xué)課《兩位數(shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》為例進(jìn)行應(yīng)用效果的實(shí)證研究。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）智慧教室環(huán)境下的教學(xué)與學(xué)習(xí)研究

眾多研究發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)資源個(gè)性化呈現(xiàn)、教學(xué)交互多元化的智慧教室環(huán)境，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生的課堂參與和課堂互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、協(xié)作學(xué)習(xí)能力、探究能力、問(wèn)題解決能力等都有著積極的作用。首先，技術(shù)作為支撐工具為教育教學(xué)提供了便捷性和無(wú)限的可能性，有效凸顯了對(duì)教學(xué)的輔助作用。智慧教室能更清晰更多樣地呈現(xiàn)教學(xué)信息，方便學(xué)生獲取信息，實(shí)現(xiàn)及時(shí)交流互動(dòng)?！耙粚?duì)一”數(shù)字化教學(xué)環(huán)境為學(xué)習(xí)者問(wèn)題解決提供了工具與資源支撐，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)與解決問(wèn)題的能力。將iPad等移動(dòng)智能終端應(yīng)用于教學(xué)，能夠?yàn)閷W(xué)生提供互動(dòng)支持，便于開(kāi)展協(xié)作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的參與度，加深對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，從而提高了學(xué)習(xí)效果?；谥腔蹖W(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)造力培養(yǎng)模式在提升學(xué)生的創(chuàng)造力方面具有顯著的效果，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的思考，推動(dòng)學(xué)生思考出更多的問(wèn)題解決方法。此外，將技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)策略不僅可以改變單一的傳統(tǒng)教學(xué)模式，還能夠有效提升課堂效率。Hooft M.V利用無(wú)線移動(dòng)設(shè)備實(shí)施基于課堂內(nèi)外的連接式教學(xué)策略，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的問(wèn)題解決能力。在小學(xué)高年級(jí)數(shù)學(xué)課中，智慧教室環(huán)境下基于交互活動(dòng)的體驗(yàn)式教學(xué)對(duì)于學(xué)生的課堂參與度和積極性有著明顯的輔助作用，特別是提高了學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)能力。移動(dòng)終端逐漸走入課堂，成為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的重要學(xué)習(xí)手段，基于評(píng)價(jià)的移動(dòng)學(xué)習(xí)方式有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)成效。基于移動(dòng)終端的PBL教學(xué)模式能較好地提升學(xué)生的元認(rèn)知能力并對(duì)學(xué)生的成績(jī)存在顯著的積極影響。可見(jiàn)，移動(dòng)技術(shù)能夠有效提升學(xué)生獲得知識(shí)的效率和效果，并有助于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界所需的能力。綜上，基于智慧教室環(huán)境的教學(xué)與學(xué)習(xí)有助于學(xué)生能力和情感的提升，對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng)有著顯著的積極作用。

（二）培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的相關(guān)研究

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》）中對(duì)學(xué)生的問(wèn)題解決能力的要求是“初步學(xué)會(huì)從數(shù)學(xué)的角度發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題；獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的一些基本方法，體驗(yàn)解決問(wèn)題方法的多樣性”。由此可見(jiàn)，學(xué)生的問(wèn)題解決能力不僅是指學(xué)生能夠解決老師提出的問(wèn)題，而是包括發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力、提出問(wèn)題的能力、分析問(wèn)題的能力和解決問(wèn)題的能力。對(duì)于如何培養(yǎng)學(xué)生的這些能力，目前已有一些研究，涉及問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)策略、利用技術(shù)促進(jìn)問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)以及通過(guò)提供教學(xué)干預(yù)培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力等。郭新春構(gòu)建了“問(wèn)題情境—自主探索與合作交流—實(shí)踐運(yùn)用—拓展創(chuàng)新—評(píng)價(jià)”的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式，用來(lái)提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。姚紅梅通過(guò)了解教師對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的現(xiàn)狀，提出提高學(xué)生提出問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力以及創(chuàng)新突破能力的策略，構(gòu)建出培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決能力的教學(xué)模式。王小艾從問(wèn)題意識(shí)、提問(wèn)方法和思維方式人手，提出培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題提出能力的策略。眾多研究發(fā)現(xiàn)，電腦游戲?qū)τ趩?wèn)題解決能力的提高有著積極作用。在多媒體學(xué)習(xí)中，積極的情感設(shè)計(jì)能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)問(wèn)題解決能力。在數(shù)學(xué)問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)中，例題有助于學(xué)生概念性地理解問(wèn)題、理解解題過(guò)程以及總結(jié)歸納問(wèn)題解決的模式。通過(guò)為學(xué)生提供教學(xué)干預(yù)的方式能夠有利于學(xué)生問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)，如提供給學(xué)生合作規(guī)則和基于證據(jù)的討論框架、提供給學(xué)生制作小組計(jì)劃的思維導(dǎo)圖和模板、提示學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)闡述和反思等?；谝陨涎芯亢汀稑?biāo)準(zhǔn)》中對(duì)問(wèn)題解決能力的界定，本研究將問(wèn)題解決能力作為一種綜合能力，研究如何設(shè)計(jì)智慧教室環(huán)境下基于移動(dòng)終端的數(shù)學(xué)教學(xué)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力和問(wèn)題提出能力。

三、《兩位數(shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》課程的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）APT教學(xué)模型

APT教學(xué)模型融合了評(píng)價(jià)手段（Assessment）、教學(xué)方法（Pedagogy）和技術(shù)工具（Technology）等要素，倡導(dǎo)“以評(píng)促學(xué)”的教學(xué)理念，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)者特征和教學(xué)內(nèi)容特征的綜合分析結(jié)果，選擇合適的評(píng)價(jià)手段、教學(xué)方法和技術(shù)工具，以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果的提升和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的發(fā)展，培養(yǎng)21世紀(jì)學(xué)習(xí)者需具備的信息技術(shù)應(yīng)用能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和合作與創(chuàng)新能力。

在APT教學(xué)模型中，通過(guò)設(shè)計(jì)多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)體系（Assessment），更加注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，綜合運(yùn)用診斷性評(píng)價(jià)、即時(shí)評(píng)價(jià)、同伴互評(píng)、教師評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)、量規(guī)等多種評(píng)價(jià)手段；在信息化環(huán)境下積極開(kāi)展多樣化的教學(xué)（Pedagogy），包括課堂講授、PBL教學(xué)、合作學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方式；充分利用多種技術(shù)工具（Technology），包括電子白板、液晶顯示屏、移動(dòng)終端設(shè)備等硬件以及思維導(dǎo)圖、問(wèn)卷星等軟件。另外，還要通過(guò)不同要素的有效整合實(shí)踐課堂教學(xué)，如基于LED顯示屏的教師評(píng)價(jià)（TA），基于Educreation的自主學(xué)習(xí)（TP），基于同伴互評(píng)的探究性學(xué)習(xí)（AP）以及體現(xiàn)三種要素融合（APT）的移動(dòng)終端支持的基于即時(shí)評(píng)價(jià)的自主學(xué)習(xí)。因此，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮評(píng)價(jià)手段、教學(xué)方法和技術(shù)工具這三個(gè)要素，還要實(shí)現(xiàn)三個(gè)要素的有效融合，真正做到以評(píng)促學(xué)。

（二）《兩位數(shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》教學(xué)設(shè)計(jì)

文章基于APT教學(xué)模型，構(gòu)建了如圖1所示的教學(xué)設(shè)計(jì)模式。

1.教學(xué)內(nèi)容分析

《兩位數(shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》是根據(jù)三年級(jí)下冊(cè)數(shù)學(xué)課本第57頁(yè)練習(xí)題設(shè)計(jì)的一堂基于問(wèn)題提出與問(wèn)題解決的復(fù)習(xí)課。在《課程標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)這部分內(nèi)容的要求是能夠掌握兩位數(shù)乘兩位數(shù)的計(jì)算方法并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的簡(jiǎn)單問(wèn)題。

2.學(xué)習(xí)者特征分析

該課程的教學(xué)對(duì)象為小學(xué)三年級(jí)的學(xué)生，小學(xué)兒童從以具體形象性的思維為主要形式逐漸過(guò)渡到以抽象邏輯思維為主要形式。雖然在這一時(shí)期逐漸呈現(xiàn)過(guò)渡，但這種邏輯思維在很大程度上仍然是直接與感性經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系。因此，教師要能夠抓住這一關(guān)鍵時(shí)期，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)有效引導(dǎo)學(xué)生，結(jié)合實(shí)際生活中的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展。

3.教學(xué)目標(biāo)分析

基于教學(xué)內(nèi)容分析、學(xué)習(xí)者特征分析和《標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)學(xué)生問(wèn)題解決能力的要求，確立了該課程的教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)解決問(wèn)題的練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，感受解決問(wèn)題的策略多樣化，體會(huì)數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)應(yīng)用意識(shí)；通過(guò)練習(xí)，鍛煉學(xué)生分析處理信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光觀察周?chē)挛锏牧?xí)慣和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出問(wèn)題的能力；通過(guò)合作探究的活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的合作策略和技能。

4.評(píng)價(jià)手段

在本堂課的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)中，主要包括教師評(píng)價(jià)、同伴評(píng)價(jià)、量規(guī)評(píng)價(jià)、學(xué)生作品分析以及學(xué)生反思這幾種評(píng)價(jià)方式。學(xué)生作品分析用于評(píng)價(jià)學(xué)生的問(wèn)題提出能力，學(xué)生反思則旨在通過(guò)這種自我評(píng)價(jià)方式讓學(xué)生反思與總結(jié)課堂收獲與不足。

5.教學(xué)方法

在《兩位數(shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》這堂課中，所用到教學(xué)策略有啟發(fā)式教學(xué)策略、PBL教學(xué)策略、合作學(xué)習(xí)策略以及自主學(xué)習(xí)策略。在啟發(fā)式教學(xué)中，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。在PBL教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)出題卡和答題卡完成問(wèn)題的提出和解決。合作學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)策略貫穿本節(jié)課的核心環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)自主建構(gòu)學(xué)習(xí)。

6.技術(shù)工具

本堂課的教學(xué)實(shí)施環(huán)境為智慧教室，教室中覆蓋有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，且配備了裝載有Educreations Interactive Whiteboard應(yīng)用的iPad以及Apple TV等智能設(shè)備。資源設(shè)計(jì)包括教學(xué)資源和學(xué)習(xí)資源，教學(xué)資源為教師上課用到的課件，學(xué)習(xí)資源包括小組合作學(xué)習(xí)任務(wù)單、發(fā)言卡、記記卡以及基于Educreations Interactive Whiteboard應(yīng)用的素材等。

（三）《兩位數(shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》教學(xué)實(shí)施

“問(wèn)題解決”的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)突出“問(wèn)題解決”過(guò)程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生經(jīng)歷、體驗(yàn)和探索“問(wèn)題解決”的程序思維，形成基本的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。因此，在對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們將對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)嵌入每一教學(xué)環(huán)節(jié)中。本次教學(xué)活動(dòng)共包括三個(gè)大的教學(xué)環(huán)節(jié)，分別為回顧舊知、引入新知，提出問(wèn)題與解決問(wèn)題，總結(jié)拓展、活動(dòng)評(píng)價(jià)。具體的活動(dòng)實(shí)施如圖2所示。

1.回顧舊知、引入新知

奧蘇貝爾提出的有意義接受學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，能否建立新舊知識(shí)的聯(lián)系是影響學(xué)習(xí)的唯一的重要因素。因此，在問(wèn)題提出與問(wèn)題解決活動(dòng)之前，首先讓學(xué)生回顧活動(dòng)過(guò)程中所需要的基礎(chǔ)知識(shí)?！秲晌粩?shù)乘兩位數(shù)練習(xí)題》是一堂復(fù)習(xí)課，在這一環(huán)節(jié)教師主要利用課件演示與學(xué)生一起回顧兩位數(shù)乘兩位數(shù)的知識(shí)并通過(guò)典型例題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度理解問(wèn)題與解決問(wèn)題，重視問(wèn)題解決方式的多樣化，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展，并總結(jié)出利用中間問(wèn)題來(lái)解決問(wèn)題的規(guī)律，為接下來(lái)的教學(xué)活動(dòng)建立知識(shí)支持。

2.提出問(wèn)題與解決問(wèn)題

提出問(wèn)題與解決問(wèn)題是這節(jié)課的核心環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)旨在通過(guò)一系列豐富的自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。

（1）教師提問(wèn)、引發(fā)思考

本活動(dòng)的目的是引導(dǎo)學(xué)生思考解決問(wèn)題所需要的關(guān)鍵信息并考慮信息之間的相關(guān)性，培養(yǎng)其信息獲取能力。教師首先利用Apple TV出示問(wèn)題和幾個(gè)相關(guān)條件，學(xué)生則思考利用已有條件能否解決現(xiàn)有問(wèn)題，以此引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突；然后LED顯示屏上會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)更多的信息，等學(xué)生發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有信息能夠解決已有問(wèn)題時(shí)教師則會(huì)停止信息的出示。

（2）信息提取、提出問(wèn)題

本活動(dòng)旨在讓學(xué)生對(duì)信息進(jìn)行歸類(lèi)，通過(guò)分析信息發(fā)現(xiàn)不同條件間的聯(lián)系，并通過(guò)提取有用信息提出有關(guān)問(wèn)題。首先，學(xué)生利用Educreations Interactive Whiteboard應(yīng)用軟件對(duì)信息歸類(lèi)并向大家展示自己的歸類(lèi)結(jié)果，如圖3和圖4所示；其次，教師引導(dǎo)學(xué)生思考利用現(xiàn)有信息能夠解決哪些問(wèn)題；然后，學(xué)生自主提出盡可能多的問(wèn)題并在小組交流之后完成合作記錄單，如圖5所示；最后每人選擇一個(gè)問(wèn)題附于出題卡并將出題卡展示到出題墻。

（3）問(wèn)題解決

本活動(dòng)的目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，要求學(xué)生前往出題墻自由摘取題目并進(jìn)行獨(dú)立作答，如圖6、圖7所示。

（4）交流協(xié)商

本活動(dòng)利用同伴互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等方式，由出題者或教師對(duì)答題者的答案做出評(píng)價(jià)，如圖8、圖9所示。

在提出問(wèn)題與解決問(wèn)題環(huán)節(jié)，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)完成信息歸類(lèi)與“記記卡”的制作、提出可解決的問(wèn)題并獨(dú)立解決他人的題目，通過(guò)分析提取情境材料中有價(jià)值的信息，明確信息與問(wèn)題的關(guān)系，培養(yǎng)其分析處理信息的能力以及從材料出發(fā)去發(fā)現(xiàn)、提出問(wèn)題，并能夠分析與解決問(wèn)題的能力；通過(guò)合作學(xué)習(xí)與同伴分享更多可解決的問(wèn)題，開(kāi)拓提出問(wèn)題的思路，并與出題人交流協(xié)商問(wèn)題的答案，檢驗(yàn)結(jié)果的正確與否，在合作過(guò)程中遵循坐莊法的合作學(xué)習(xí)策略、監(jiān)控策略以及問(wèn)候禮儀，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。

3.活動(dòng)評(píng)價(jià)、總結(jié)拓展

評(píng)價(jià)是課堂教學(xué)的重要組成部分，學(xué)生自評(píng)是學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)回顧與反思的過(guò)程。在這一環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決后的反思意識(shí)和反思習(xí)慣，學(xué)生通過(guò)自我評(píng)價(jià)總結(jié)問(wèn)題解決的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)、反思活動(dòng)過(guò)程中的不足，實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間經(jīng)驗(yàn)的相互交流與借鑒。最后，教師對(duì)課堂教學(xué)活動(dòng)做出總結(jié)并進(jìn)行拓展延伸，達(dá)成知識(shí)點(diǎn)的深化與升華。

四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析

（一）研究目標(biāo)

本研究旨在將智慧教育環(huán)境下的資源與設(shè)施應(yīng)用于教學(xué)，注重以評(píng)促學(xué)，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)、PBL教學(xué)、合作學(xué)習(xí)以及自主學(xué)習(xí)等方式引導(dǎo)學(xué)生在提出問(wèn)題與解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)和提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力。

（二）研究工具

本研究將通過(guò)作品（材料）分析、訪談等質(zhì)性研究方式來(lái)細(xì)致、具體地分析學(xué)習(xí)者的問(wèn)題提出能力，并采用問(wèn)卷測(cè)量形式對(duì)學(xué)習(xí)者的問(wèn)題解決能力進(jìn)行量化。

1.提出問(wèn)題能力PTA量表

PTA（Primary Trait Analysis的縮寫(xiě)，基本要素分析）量表是由美國(guó)教師Barbara E.Walvoord和Virginia Johnson Anderson以及同事們所倡導(dǎo)和開(kāi)發(fā)的評(píng)價(jià)學(xué)生開(kāi)放性作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。PTA量表將學(xué)生的行為表現(xiàn)分解為若干個(gè)基本要素，通過(guò)對(duì)這些基本要素的評(píng)定來(lái)對(duì)學(xué)生的水平做出評(píng)價(jià)。PTA量表具有深入的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，被廣泛應(yīng)用于開(kāi)放性試題的評(píng)價(jià)和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，其中，高岱亮等人依據(jù)PTA量表編制原則編制了評(píng)價(jià)學(xué)生問(wèn)題提出能力的PTA量表。本研究根據(jù)實(shí)際情況對(duì)該量表做出適當(dāng)修改，具體如下頁(yè)表1所示，并利用修改后的提出問(wèn)題能力PTA（基本要素分析）量表對(duì)學(xué)生的合作記錄單和記記卡進(jìn)行編碼，從而對(duì)學(xué)生的問(wèn)題提出能力做出評(píng)價(jià)。

2.問(wèn)題解決能力問(wèn)卷設(shè)計(jì)

前測(cè)后測(cè)問(wèn)卷均共有14道題，參考了由臺(tái)灣教育研究院和臺(tái)灣師范大學(xué)的黃茂在、陳文典兩位學(xué)者提出的“問(wèn)題解決能力評(píng)分指標(biāo)”，從“面對(duì)問(wèn)題的態(tài)度”“處理問(wèn)題的方式”和“問(wèn)題解決的品質(zhì)”這三個(gè)方面來(lái)評(píng)量問(wèn)題解決能力，問(wèn)卷結(jié)構(gòu)如表2所示。問(wèn)卷采用李克特5級(jí)量表，通過(guò)SPSS19.0對(duì)問(wèn)卷信度進(jìn)行分析，前測(cè)問(wèn)卷的克隆巴赫α系數(shù)為0.856，后測(cè)問(wèn)卷的克隆巴赫α系數(shù)為0.892，表明前測(cè)后測(cè)問(wèn)卷均具有較好的信度。

（三）研究過(guò)程

本研究的研究方法為準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究法，組織華中科技大學(xué)附屬小學(xué)三年級(jí)的51名學(xué)生在智慧教室中開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)2課時(shí)，具體的研究過(guò)程如圖10所示。

（四）實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)分析

1.學(xué)生的問(wèn)題提出能力水平一般，雖能夠提出一定數(shù)量的問(wèn)題，但問(wèn)題的類(lèi)型較為局限且大部分學(xué)生的問(wèn)題不夠新穎和深刻

教學(xué)結(jié)束后，收集學(xué)生提交的小組合作學(xué)習(xí)記錄單并對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題從提出問(wèn)題數(shù)量、提出問(wèn)題質(zhì)量以及問(wèn)題表述質(zhì)量三方面進(jìn)行編碼。對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表3所示，問(wèn)題提出能力總分為10分，學(xué)生的問(wèn)題提出能力得分在0—8.67分之間，最低分為0分，最高分為8.67分，平均分為6.04分。學(xué)生的問(wèn)題提出能力均值處于5.5—6.99分這一分段，由評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可知，學(xué)生總體的問(wèn)題提出能力水平為一般水平。

首先對(duì)學(xué)生提出問(wèn)題數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)：學(xué)生提出的問(wèn)題數(shù)量集中在0—8之間，其中有30%的學(xué)生提出了3個(gè)問(wèn)題，24%的學(xué)生提出了2個(gè)問(wèn)題，18%的學(xué)生提出了4個(gè)問(wèn)題，大多數(shù)學(xué)生以2—4個(gè)問(wèn)題為主，占總?cè)藬?shù)的72%。其問(wèn)題提出數(shù)量得分如圖11所示，大部分學(xué)生都能夠得到提出問(wèn)題數(shù)量維度的滿分（2分），占總?cè)藬?shù)的62%，可見(jiàn)大多數(shù)學(xué)生能夠提出較多的問(wèn)題。

從靈活性、創(chuàng)新性和深刻性三方面對(duì)學(xué)生的提出問(wèn)題質(zhì)量進(jìn)行分析，有46%的學(xué)生能夠從不同的角度提出問(wèn)題，比如“每個(gè)方陣有多少人？”“學(xué)校一共買(mǎi)了多少個(gè)蘋(píng)果？”和“每個(gè)人一本書(shū)，夠嗎？”等，表明具有較高的靈活性；創(chuàng)新性的均值為0.66分，說(shuō)明學(xué)生們還不能很好地提出新穎、獨(dú)特的問(wèn)題；深刻性的均值為0.94分，可見(jiàn)根據(jù)條件提出深度思考的問(wèn)題的能力還有待提高?？傮w來(lái)看，學(xué)生的提出問(wèn)題質(zhì)量并不是很理想，具體結(jié)果如表4所示。

從對(duì)問(wèn)題表述質(zhì)量的分析中可以看出，學(xué)生在問(wèn)題表述的明確性和語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔流暢性方面表現(xiàn)得還不錯(cuò)（M=1.82分，總分為2分），具有較高的問(wèn)題表述質(zhì)量。

2.學(xué)生具有較高的問(wèn)題解決能力；在后測(cè)中，學(xué)生的問(wèn)題解決態(tài)度、問(wèn)題解決方法和策略的得分均值高于前測(cè)，且問(wèn)題解決態(tài)度的得分均值在前測(cè)和后測(cè)中存在顯著性差異

在SPSS中對(duì)學(xué)生的前后測(cè)問(wèn)題解決能力進(jìn)行了兩配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，不論是在問(wèn)題解決能力的總體水平還是問(wèn)題解決態(tài)度、問(wèn)題解決方法和策略、問(wèn)題解決品質(zhì)這三個(gè)維度上，學(xué)生的能力均值都接近于4，這表明學(xué)生具有較好的問(wèn)題解決態(tài)度、問(wèn)題解決方法和策略，較高的問(wèn)題解決能力、問(wèn)題解決品質(zhì)。

另外，從表5也可以看出，在后測(cè)中學(xué)生的問(wèn)題解決能力得分均值高于前測(cè)中的問(wèn)題解決能力得分均值，但二者之間不存在顯著性差異（t=-1.63，p>0.05），可能是教學(xué)干預(yù)時(shí)間較短導(dǎo)致了對(duì)問(wèn)題解決能力的提升效果不太明顯。在問(wèn)題解決能力的三個(gè)維度中，學(xué)生的問(wèn)題解決態(tài)度、問(wèn)題解決方法和策略的得分均值在后測(cè)中有了提高，且問(wèn)題解決態(tài)度的得分均值在前測(cè)和后測(cè)中存在顯著性差異（t=-4.57，p<0.01），這表明基于智慧教室的課堂教學(xué)明顯提高了學(xué)生的問(wèn)題解決態(tài)度，這與問(wèn)題解決能力的整體發(fā)展趨勢(shì)是一致的。

前測(cè)后測(cè)問(wèn)題解決能力顯著性差異比較結(jié)果如表6所示，教學(xué)結(jié)束后學(xué)生面對(duì)問(wèn)題的感受和情意發(fā)生了變化，問(wèn)題“我能堅(jiān)持很長(zhǎng)一段時(shí)間來(lái)專(zhuān)心解決某個(gè)數(shù)學(xué)難題”的后測(cè)得分均值比前測(cè)的得分均值高0.61分且二者存在顯著性差異（t=-4.62，p<0.01），學(xué)生面對(duì)問(wèn)題的態(tài)度更加積極；問(wèn)題“我會(huì)同時(shí)想出多種解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的思路，并且合理地進(jìn)行選擇”在前測(cè)后測(cè)的得分均值存在顯著性差異（t=-2.28，p<0.01），學(xué)生解決問(wèn)題的思路更加開(kāi)闊，能夠想出更多樣的問(wèn)題解決方法并合理選擇解決策略，這與課堂上注重培養(yǎng)學(xué)生從不同角度分析問(wèn)題與解決問(wèn)題所緊密聯(lián)系的；問(wèn)題“當(dāng)你遇到問(wèn)題時(shí)，下列哪種情況比較符合你”體現(xiàn)了學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程和方法上的能力，前測(cè)后測(cè)得分均值存在顯著性差異（t=-2.11，p<0.01），在前測(cè)中學(xué)生表現(xiàn)出的更多是能夠知道問(wèn)題并較好地解決問(wèn)題，而在后測(cè)中學(xué)生能夠更加深入地了解問(wèn)題并更好地解決問(wèn)題。

3.訪談結(jié)果表明，學(xué)生具有較高的問(wèn)題意識(shí)

在問(wèn)卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，我們針對(duì)學(xué)生對(duì)問(wèn)題解決和問(wèn)題提出的看法對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行了訪談。有的訪談?wù)咛岬健拔艺J(rèn)為提出一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題更重要，因?yàn)樘岢鲆粋€(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題可以讓你完全明白問(wèn)題，還可以讓你學(xué)到更多知識(shí)”，還有的訪談?wù)咛岬健疤岢鲆粋€(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題重要，因?yàn)榇饘?duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題靠‘解題套路，提出一個(gè)問(wèn)題要‘思考，要‘疑惑，是‘不懂就問(wèn)，更有價(jià)值”。訪談結(jié)果顯示，大部分學(xué)生認(rèn)為提出問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要，學(xué)生表現(xiàn)出了較高的問(wèn)題意識(shí)。

五、總結(jié)與思考

本研究基于APT模型對(duì)智慧教室環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，采用單組前測(cè)后測(cè)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究法，對(duì)學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)記錄單、記記卡等學(xué)生作品進(jìn)行分析，探究如何在智慧教室環(huán)境下基于移動(dòng)終端培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力。研究發(fā)現(xiàn)：

（一）總的來(lái)說(shuō)，學(xué)生能夠提出一定數(shù)量的問(wèn)題，但問(wèn)題的類(lèi)型局限于幾類(lèi)問(wèn)題且大部分學(xué)生的問(wèn)題不夠新穎和深刻。從提出問(wèn)題數(shù)量、提出問(wèn)題質(zhì)量和問(wèn)題表述質(zhì)量這三方面分別來(lái)分析學(xué)生的問(wèn)題提出能力：大多數(shù)學(xué)生能夠提出三個(gè)及三個(gè)以上的問(wèn)題，問(wèn)題的表述質(zhì)量也相對(duì)較好，但提出問(wèn)題的質(zhì)量有待提高，表現(xiàn)為問(wèn)題的種類(lèi)較為局限，而且一部分學(xué)生不能提出更加新穎和深刻的問(wèn)題。從學(xué)生提出的問(wèn)題種類(lèi)可以看出，學(xué)生很少能夠打破信息條件的類(lèi)別限制提出涉及多類(lèi)對(duì)象的問(wèn)題，如“全校每人分一個(gè)蘋(píng)果，夠分嗎？”這類(lèi)問(wèn)題比較少。造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于時(shí)間的限制導(dǎo)致他們不能提出更多的問(wèn)題或者更加深入的問(wèn)題，還可能是由于學(xué)生的思路不夠開(kāi)闊導(dǎo)致他們的問(wèn)題比較單一。對(duì)此，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題提出策略并不斷開(kāi)拓學(xué)生的思路。比如，在日常的教學(xué)中，教師可以通過(guò)提問(wèn)的形式引導(dǎo)教學(xué)不斷深入，通過(guò)這種示范啟發(fā)的方式循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題提出能力；教師在教學(xué)中也要注重鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，通過(guò)不斷的思維訓(xùn)練讓學(xué)生掌握更多的數(shù)學(xué)思想，使學(xué)生的思路更活躍一些。

（二）在智慧教室環(huán)境下，基于APT模型提出的教學(xué)設(shè)計(jì)能夠有利于促進(jìn)學(xué)生問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)，特別是對(duì)于學(xué)生問(wèn)題解決態(tài)度的作用更加明顯。課堂上注重從不同角度培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題，這對(duì)于開(kāi)闊學(xué)生解決問(wèn)題的思路、選擇多樣化的解決方式和解決策略是很有幫助的。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，這可能導(dǎo)致學(xué)生的問(wèn)題解決能力不存在顯著性差異，但從學(xué)生對(duì)問(wèn)題解決態(tài)度上的改變可以看出其潛在的應(yīng)用效果，這將是對(duì)以后學(xué)生能力培養(yǎng)的一種借鑒。

（三）學(xué)生具有較高的問(wèn)題解決能力，并且大部分學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)較高，他們認(rèn)為提出問(wèn)題比解決問(wèn)題更為重要。通過(guò)對(duì)學(xué)生的問(wèn)題解決能力分析可知，學(xué)生具有較好的問(wèn)題解決態(tài)度、問(wèn)題解決方法和策略，較高的問(wèn)題解決能力、問(wèn)題解決品質(zhì)。另外，從訪談中了解到，大部分學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)較高。首先，提出問(wèn)題便于加深對(duì)知識(shí)的理解。他們認(rèn)為，只有對(duì)某類(lèi)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)達(dá)到一定的程度，即對(duì)知識(shí)的理解更加透徹的時(shí)候才能夠提出問(wèn)題，并且在不斷提出問(wèn)題的過(guò)程中可以深化自己對(duì)知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)。其次，提出問(wèn)題能夠鍛煉思維。學(xué)生覺(jué)得，提出問(wèn)題的過(guò)程是一個(gè)不斷思考、不斷疑惑的過(guò)程，在思考中產(chǎn)生問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的表述，提出的問(wèn)題甚至?xí)魬?zhàn)權(quán)威，此過(guò)程能夠使自己的認(rèn)識(shí)更加成熟、思維更加靈活。

本研究依托項(xiàng)目組與華中科技大學(xué)附屬小學(xué)的合作項(xiàng)目開(kāi)展，該項(xiàng)目為智慧教室環(huán)境下促進(jìn)小學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略研究，基于APT教學(xué)模型開(kāi)展課程教學(xué)，以提升學(xué)生的高階思維能力。由于受研究對(duì)象、研究條件等因素的限制，有關(guān)智慧教室環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題提出與問(wèn)題解決能力的教學(xué)設(shè)計(jì)研究還不夠完善。在今后的研究中，還需進(jìn)行更廣泛的應(yīng)用，拓寬研究時(shí)間，或以專(zhuān)題教學(xué)的形式對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行更深入地探討。