“未來教室”：小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的新時(shí)空

仲秋月

摘要：“未來教室”以其雙軌展示、多元互動(dòng)、自由板書、知識(shí)可視等特點(diǎn)，標(biāo)志著當(dāng)今信息技術(shù)與課程整合的發(fā)展趨勢。文章從“未來教室”的靜態(tài)演示、動(dòng)態(tài)操作和智能互動(dòng)這三大功能出發(fā)，結(jié)合具體課例，闡述了“未來教室”對(duì)優(yōu)化小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)踐價(jià)值。

關(guān)鍵詞：未來教室； 小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)； 交互工具； 智能互動(dòng)

中圖分類號(hào)：G622 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2017）01B-0061-03

標(biāo)志著教育信息化新時(shí)代的“未來教室”已在蘇州市幾十所學(xué)校開展了試點(diǎn)教學(xué)，其雙軌展示、多元互動(dòng)、自由板書、知識(shí)可視等特點(diǎn)讓人耳目一新。這不僅僅是學(xué)習(xí)空間、手段方式上的變化，更是教師教學(xué)理念、課程形態(tài)、課堂結(jié)構(gòu)以及教育教學(xué)模式等方面的一場重大變革。

高端先進(jìn)的多媒體設(shè)備為學(xué)生打開了更多的信息渠道，在視聽感官方面的刺激增強(qiáng)，能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性；即時(shí)書寫、作業(yè)上傳等交互方式，能讓課堂教學(xué)更好地突出學(xué)生主體，體現(xiàn)出教學(xué)的生成性和有效性；未來教室所提供的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境讓生生、師生之間以及課內(nèi)課外的界限得以打通，學(xué)生可以在組內(nèi)分享，也可以在組際交流，甚至可以在互聯(lián)網(wǎng)中與世界各地的朋友們探討問題，它為學(xué)生提供了一個(gè)更為廣闊和開放的學(xué)習(xí)場域。然而，這些優(yōu)勢還不足以完全體現(xiàn)未來教室在數(shù)學(xué)教學(xué)中的價(jià)值。

眾所周知，數(shù)學(xué)學(xué)科具有高度的抽象性和嚴(yán)密的邏輯性，而數(shù)學(xué)思維的形成必須經(jīng)歷一個(gè)“數(shù)學(xué)化”的過程，缺失過程的抽象結(jié)論對(duì)于學(xué)生來說是沒有意義的。因而，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)要讓學(xué)生在操作、實(shí)驗(yàn)、觀察、比較、想象和思辨的過程中自主探索，抽象概括數(shù)學(xué)的本質(zhì)，同時(shí)積累與之相關(guān)的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的能力。“未來教室”的雙屏顯示功能拓寬了信息傳輸渠道，利于加強(qiáng)學(xué)生生活與數(shù)學(xué)知識(shí)之間的過渡與聯(lián)系，便于學(xué)生通過對(duì)比，在“變”與“不變”中抓住知識(shí)的本質(zhì)?！拔磥斫淌摇钡慕换スぞ?，提供給學(xué)生一個(gè)開放式的自主探索空間，以交互工具的可控性，避免或減少實(shí)物操作的不規(guī)范所帶來的認(rèn)知障礙?！拔磥斫淌摇钡幕?dòng)環(huán)境為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了直接感知與即時(shí)評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺(tái)，將模糊的直覺感受進(jìn)行量化，將內(nèi)隱的思維過程顯性化，幫助學(xué)生積累數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知的發(fā)展。

下面以二年級(jí)下冊《認(rèn)識(shí)時(shí)、分》一課為例，談一談“未來教室”中的信息技術(shù)手段在這一課中起到的教學(xué)作用。

一、靜態(tài)演示：利用觸控雙屏強(qiáng)化比較，揭示知識(shí)本質(zhì)

與原來傳統(tǒng)教室中一塊黑板一支粉筆相比，“未來教室”中的液晶觸控顯示雙屏、平板電腦等學(xué)生移動(dòng)終端以及電腦一體機(jī)觸控顯示屏等豐富的多媒體設(shè)備，為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)信息通道多元的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生置身其中，自然會(huì)接收到更多的信息，通過對(duì)信息的接收、選擇和處理，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入思考和理解，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的信息加工能力和觀察思辨能力。

以液晶觸控顯示雙屏為例，這并不是簡單意義上的將一塊屏幕增加到兩塊屏幕，用以顯示雙倍的內(nèi)容，而是利用副屏與主屏之間的信息關(guān)聯(lián)與疊加，起到“1+1>2”的功效。

時(shí)鐘是人們生活中常用的計(jì)時(shí)工具，學(xué)生認(rèn)識(shí)時(shí)刻有一定的生活體驗(yàn)，但要能分清時(shí)針和分針，準(zhǔn)確讀出鐘面上現(xiàn)實(shí)的時(shí)刻，對(duì)于二年級(jí)的學(xué)生來說是個(gè)難點(diǎn)。因此，本課在教學(xué)“認(rèn)識(shí)整時(shí)”這一環(huán)節(jié)時(shí)，以生活情境引入，左屏出示一張小朋友起床的圖片，喚醒學(xué)生對(duì)于時(shí)刻的生活經(jīng)驗(yàn)，然后右屏出示鐘面，學(xué)生能準(zhǔn)確地讀出時(shí)刻——7時(shí)。第二張情境圖是學(xué)生上學(xué)，他們也有相關(guān)的生活經(jīng)驗(yàn)，知道上學(xué)時(shí)間一般是8時(shí)，根據(jù)右屏出示的鐘面，學(xué)生自然能夠準(zhǔn)確報(bào)時(shí)。接著，教師告訴學(xué)生7時(shí)和8時(shí)都是整時(shí)，左右兩屏分別顯示這兩個(gè)整時(shí)鐘面，并將情境圖隱去，引導(dǎo)學(xué)生從生活數(shù)學(xué)漸漸地走進(jìn)學(xué)科數(shù)學(xué)。學(xué)生通過觀察和比較，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)鐘面上既有相同又有不同，相同的是分針都指向12，不同的是7時(shí)，時(shí)針指向7，而8時(shí)，時(shí)針指向8。通過比較，學(xué)生對(duì)于整時(shí)有了進(jìn)一步的理解：整時(shí)的分針指向12，時(shí)針指向幾就是幾時(shí)。

二、動(dòng)態(tài)操作：運(yùn)用平板電腦交互操作，探索數(shù)學(xué)規(guī)律

“未來教室”里所配置的學(xué)習(xí)終端，包括液晶雙屏、電腦一體機(jī)和學(xué)生平板電腦等，除了顯示功能以外，還都具備觸控交互功能。特別是人手一個(gè)的平板電腦，為每一位學(xué)生使用“交互工具”參與探究性學(xué)習(xí)提供了可能。教師根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)生提供相應(yīng)的數(shù)學(xué)“交互工具”（如PPT、白板課件、Flash小程序、Authorware課件等）。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，在“交互工具”模擬情景下，根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，有目的地改變工具的各種參數(shù)進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，工具會(huì)根據(jù)學(xué)生的操作即時(shí)作出反饋，呈現(xiàn)結(jié)果。在這樣的環(huán)境下，學(xué)生與電腦互動(dòng)，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)知識(shí)、掌握方法和尋找規(guī)律的過程，逐步建構(gòu)數(shù)學(xué)知識(shí)的意義與內(nèi)涵。

認(rèn)識(shí)鐘面是認(rèn)識(shí)“時(shí)”“分”這兩個(gè)時(shí)間單位、認(rèn)識(shí)時(shí)刻以及計(jì)算經(jīng)過時(shí)間等知識(shí)和技能的基礎(chǔ)，從某種意義上看，認(rèn)識(shí)鐘面即是認(rèn)識(shí)鐘面上隱含著的一套極為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。筆者設(shè)計(jì)了“做鐘面”的“交互工具”來突破這一教學(xué)難點(diǎn)。學(xué)生通過對(duì)大量鐘面圖片的觀察以及生活經(jīng)驗(yàn)知道，鐘面上有1—12的數(shù)、長針和短針，還有一圈刻度。此時(shí)，教師提供給學(xué)生的“交互工具”即是一個(gè)空白的鐘面，在工具欄中給出這些組成部分，讓學(xué)生通過拖移的方式重新組裝成一個(gè)完整的鐘面。如果學(xué)生將數(shù)拖移擺放到不正確的位置，“交互工具”會(huì)作出即時(shí)反應(yīng)，將這個(gè)數(shù)退回工具欄中，促使學(xué)生重新思考并認(rèn)識(shí)鐘面上各個(gè)數(shù)的位置。在反復(fù)操作、嘗試探索以及小組討論的過程中，學(xué)生能逐漸發(fā)現(xiàn)鐘面上各數(shù)位置的順序關(guān)系和對(duì)應(yīng)關(guān)系。比如有的小組能發(fā)現(xiàn)鐘面上4個(gè)數(shù)的位置比較特殊，12在最上面，6和它相對(duì)，3和9左右相對(duì)等等?！敖换スぞ摺钡脑O(shè)計(jì)契合了兒童的年齡特點(diǎn)，功能強(qiáng)大，操作簡便，突破了傳統(tǒng)的單純依賴觀察和記憶認(rèn)識(shí)鐘面的弊病，也較好地改善、優(yōu)化了學(xué)生對(duì)紙質(zhì)模擬鐘拼貼的操作，從而使探究活動(dòng)在深度和廣度上都超越了傳統(tǒng)的教學(xué)。

“交互工具”還具有可反復(fù)操作的優(yōu)越性，因此不僅能在課堂上輔助學(xué)生探究學(xué)習(xí)，亦可作為一個(gè)“微教學(xué)單元”發(fā)揮更大的教學(xué)效用。

除了“做鐘面”的 “交互工具”以外，本課還設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生認(rèn)識(shí)時(shí)刻的“撥鐘”練習(xí)。學(xué)生用鼠標(biāo)點(diǎn)擊拖動(dòng)時(shí)針和分針，當(dāng)撥對(duì)或撥錯(cuò)顯示的時(shí)刻時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的提示語音。像這樣的“交互工具”上傳到云端，可以為更多的學(xué)校及師生所使用，也可以讓學(xué)生在課前自學(xué)，實(shí)現(xiàn)課堂的翻轉(zhuǎn)，或者讓學(xué)生課后反復(fù)操作練習(xí)等等。當(dāng)然，“未來教室”教學(xué)過程中，同樣可以利用網(wǎng)絡(luò)空間資源，以此實(shí)現(xiàn)教學(xué)的泛在化、自主化和個(gè)性化。

三、智能互動(dòng)：借助信息終端科學(xué)判析，提升活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)

“未來教室”借助StarC等信息平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的智能互動(dòng)。例如教師可以隨時(shí)將觸控雙屏上即時(shí)生成的任何信息截屏后，以圖片的形式發(fā)送給學(xué)生，或者將課前準(zhǔn)備好的文字、圖片、音視頻資料以作業(yè)發(fā)布的形式推送到學(xué)生學(xué)習(xí)終端上。當(dāng)學(xué)生完成并提交圖片或作業(yè)后，系統(tǒng)能進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)，如提交作業(yè)份數(shù)、選項(xiàng)統(tǒng)計(jì)等等。利用好這些智能互動(dòng)的功能，可以幫助教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全樣本和全過程的分析，使得教與學(xué)的分析、診斷、評(píng)估更加清晰，使教師對(duì)學(xué)生的終結(jié)性評(píng)價(jià)演變?yōu)樾纬尚栽u(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。同時(shí)，即時(shí)反饋和數(shù)據(jù)分析功能也提高了學(xué)生對(duì)自我評(píng)價(jià)的意識(shí)和效度，能有效促進(jìn)學(xué)生感知覺及元認(rèn)知水平的發(fā)展。

在《認(rèn)識(shí)時(shí)、分》這一課中，讓學(xué)生感受1分鐘持續(xù)的時(shí)間，形成對(duì)1分鐘時(shí)間的正確體驗(yàn)，是認(rèn)識(shí)“分”這個(gè)時(shí)間單位、培養(yǎng)時(shí)間觀念的關(guān)鍵。借助具有周期性的生理活動(dòng)以及學(xué)生感興趣的游戲活動(dòng)，讓學(xué)生親歷1分鐘時(shí)長的量化過程，對(duì)學(xué)生逐步增強(qiáng)1分鐘的實(shí)際體驗(yàn)、抽象形成難以言傳的1分鐘的時(shí)間概念、進(jìn)一步突破教學(xué)難點(diǎn)，有著重要的作用。教學(xué)這一環(huán)節(jié)時(shí)，教師將“活動(dòng)菜單”發(fā)送給學(xué)生，其中包括數(shù)心跳、做口算、寫字、讀文章、拍球和畫星星這幾項(xiàng)，學(xué)生在小組中進(jìn)行交流并確定自己所選的活動(dòng)。當(dāng)學(xué)生在1分鐘內(nèi)完成所選活動(dòng)的操作后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)，利用系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)功能，可以呈現(xiàn)1分鐘內(nèi)學(xué)生完成這些活動(dòng)的數(shù)據(jù)分析，這樣就避免了低年級(jí)學(xué)生因計(jì)數(shù)誤差較大而引起的誤識(shí)。為了讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)1分鐘時(shí)長，強(qiáng)化1分鐘時(shí)長的衡量標(biāo)尺，在體驗(yàn)活動(dòng)之后，還安排了一個(gè)“估計(jì)1分鐘”的游戲活動(dòng)。教師給學(xué)生提供了一個(gè)計(jì)時(shí)軟件，讓學(xué)生在剛才的活動(dòng)感受1分鐘的基礎(chǔ)上，用自己的“時(shí)間尺”估計(jì)1分鐘的時(shí)間。當(dāng)學(xué)生認(rèn)為1分鐘時(shí)間到時(shí)，按下軟件中的確認(rèn)按鈕，這時(shí)學(xué)生終端便顯示結(jié)果并自動(dòng)將學(xué)生的估時(shí)結(jié)果提交到系統(tǒng)平臺(tái)，他們能以此判斷自己估時(shí)的準(zhǔn)確性，教師也能通過系統(tǒng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，了解學(xué)生的估時(shí)情況，從而更好地幫助學(xué)生建立1分鐘時(shí)長的感受，提升基本數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的效度。

從傳統(tǒng)教室變革為“未來教室”，不只是時(shí)空上的轉(zhuǎn)換，也不僅僅是硬件、設(shè)備、技術(shù)手段這些物理因素上的變革，更重要的在于教育教學(xué)理念和模式上的變革?！墩J(rèn)識(shí)時(shí)、分》的課例，如管中窺豹可見一斑：聲像影音等多媒體設(shè)備的同步演示，顯著增加了學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的信息量；交互工具對(duì)于激發(fā)學(xué)生探究興趣、引導(dǎo)探究方法起到了一定的作用；信息平臺(tái)的智能互動(dòng)以及即時(shí)評(píng)價(jià)等功能，幫助教師和學(xué)生更好地了解教與學(xué)的情況。隨著媒體設(shè)備及教育輔助軟件程序的進(jìn)一步開發(fā)和使用，“未來教室”在教學(xué)中的作用毋庸置疑，勢必日益強(qiáng)大。這些雖然對(duì)教師提出了較高的要求，但掌握好“未來教室”信息技術(shù)的應(yīng)用手段，定能開辟小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的新時(shí)空。

責(zé)任編輯：宣麗華

Abstract： The future classroom is characterized with double display， diversified interaction， free blackboard writing and knowledge visibility， marking the developmental tendency of information technology integrating with courses nowadays. This essay discusses the practical values of the future classroom in optimizing primary school mathematics instruction from three functions such as static demonstration， dynamic operation and intelligent integration.

Key words： future classroom； primary school mathematics teaching； instrument； intelligence