王玉璽,張 妲,鐘紹春,鐘永江
(東北師范大學 軟件學院,吉林 長春 130117)
基于電子書包的探究式教學模式設計
——以小學科學教學為例
王玉璽,張 妲,鐘紹春,鐘永江
(東北師范大學 軟件學院,吉林 長春 130117)
目前,探究式教學得到廣泛應用,但在課堂中應用時,往往并沒有真正幫助教師教和促進學生學,即并沒有真正發揮出探究式教學自主、開放的優勢,學生常常無目標、無資源、無工具地去探究,最終收獲頗少,表面上轟轟烈烈的探究式教學,其實仍然是扎扎實實的傳統教學。究其原因,是由于教師缺乏相對恰當而豐富的課堂教學模式,沒有很好地理解探究式教學的含義就去盲目應用。另外,在開展探究式教學時,也沒有很好地設計和開發出學生在自主探究的過程中真正能夠幫助他們探究的工具和資源。該文通過深入研究應用探究式教學時所存在的普遍問題,設計出基于電子書包的探究式教學模式,作為解決這些問題的突破口,并給出一個小學科學的教學案例,旨在為以后應用真正意義上的探究式教學提供一定的理論和實踐依據。
電子書包;探究式教學;教學模式;信息技術與學科課程融合;小學科學
蘇霍姆林斯基曾經說過:“在人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要,這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者,而在兒童的精神世界中這種需要特別強烈。”在探究式教學中,學生成為了真正的主動探究者,而不再是被動的接受者,它打破了傳統的“填鴨式”教學,鼓勵學生主動參與、親身體驗、協作交流,培養了學生的創新精神,提高了學生的信息素養和科學素養,因此我們應積極倡導應用探究式教學,尤其在小學課堂中。然而在我國,探究式教學起步較晚,尤其在小學階段無論是在理論研究還是實踐研究上都較不成熟,有些一線教師仍然將它看作為比較浮華的教學方式,有的時候不會用甚至不想用。那么探究式教學為何沒有被廣泛應用?應用探究式教學又為何沒有真正提高教學績效?
最早提出在教學中使用探究方法的是杜威。他認為,科學教育不僅僅是要讓學生學習大量的知識,更重要的是要學習科學研究的過程或方法[1]。所謂探究,就其本意來說,是探討和研究。探討就是探求學問,探求真理和探本求源;研究就是研討問題,追根求源和多方尋求答案,解決疑問[2]。筆者認為探究式教學是指教師創設出與學生日常生活緊密相關的情境,學生遇到一些難以解釋的現象以及不能解答的問題,通過切身觀察、搜集材料、動手實驗、梳理歸納、協作交流等途徑去自主探究,教師適時適度地給予幫助。從而使學生能夠解釋現象、找出規律、掌握解決問題的一般思維方式方法,并能夠提高自身實踐能力,激發了勇于探索和大膽創新精神,進而具備了一定的科學素養和信息素養。
在整個探究式教學中,要以一定的科學理論作指導,要從學生角度出發,學生主動建構知識,而不是在實施過程中僅僅體現在形式上而忽視了探究本質。人們在理解探究式教學時,往往還會對探究進行泛化[3],教師認為一問一答就是探究式教學,學生并沒有時間去探索和思考,學生的思維仍然是教師的思維,因而并沒有促進有意義學習的發生。另外,教師在應用探究式教學時,會走極端,完全讓學生去探究,學生在沒有充足的知識基礎和成熟的實踐經驗時,整個探究過程中會有錯誤的思維方法和操作,教師在此時若不給出及時的指導和幫助,最后學生會收獲頗少甚至一無所獲。
1.目標問題
教師在設定教學目標時,大都只是依據教材和課程標準制定,設定的目標往往不夠全面,不符合學生的實際情況。教師常常缺失的是沒有告訴學生為什么學這些知識,通過學這些知識能夠解決什么問題或者提高什么能力以及掌握什么方法。學生沒有了解學習的目的和意義,就不會產生學習興趣,進而在自主探究過程中并不能夠主動參與,積極思考,這是探究式教學不能很好開展的重要原因。
2.過程問題
探究過程不能很好地支撐個性化學習,有些思維活躍的同學會很快探究出結果,然而其他同學仍然步履維艱,這樣就易隨波逐流,沒有切實體驗成功喜悅。目前在探究過程中,尤其在小學階段,課堂易混亂無序,場面不易控制,這也是教師不想應用探究式教學的原因。
3.主體問題
在目前實施探究過程中,教師仍然是主宰者,所有的問題和思維都是教師的,教師去發現問題,然后將問題拋給學生,而不是教師通過創設情境來讓學生發現問題進而去自主探究。另外,教師和學生都缺乏自信,教師不敢放手,學生不敢探究,這是長期以來傳統教學形成的教學模式。在探究過程中并沒有開放、自主的環境來支持學生探究,很大程度上忽視和動搖了學生的主體地位。
隨著信息技術的高速發展,其在我國課堂已經得到廣泛應用。然而這種應用仍然僅停留在工具化層面上,并沒有真正顛覆傳統教學。在應用探究式教學的課堂中,教師僅僅利用信息技術呈現教學內容,就讓學生自主探究,學生沒有豐富的資源和有力的工具去探究,因此在整個探究式教學中并沒有受益于此,因此看似探究實質仍然是被動接受。學生沒有切身體驗獲得知識的過程,創新精神的培養只是天方夜譚。信息技術的應用并沒有幫助學生突破重難點,也并沒有幫助實現個性化學習,在整個過程中也沒有為學生提供有針對性的學習資源和有力工具,學生不能管理自己的學習過程,因而信息技術的應用也只是最低層面。這些問題不僅僅影響探究式教學的開展,同時也是信息技術與課程整合的主要瓶頸。
所謂基于電子書包的探究式教學模式就是以電子書包作為支撐來開展探究式教學。電子書包支撐的探究式教學可讓探究式教學真正意義上的展開,而不再流于形式化,同時學生會切身體會到如“科學家”一般發現問題,探究問題,解決問題的過程。
電子書是教育信息化的終端產品,也是“校校通”工程的相應工具之一[4]。早在2001年,北京某公司生產的“綠色電子書包”已經通過了教育部的認證,并在北京、上海等4個城市試推廣。2003年,上海金山區金棠小學已開始試用電子書包代替傳統書本教材。同時,這種試點活動也紛紛出現在更多的中小學課堂中[5]。經過十年的發展,電子書包已經逐漸發展成為一個系統的概念。同時隨著大力推進利用信息技術支撐課堂教學,互聯網、平板電腦等高速發展,電子書包順應潮流,迅速出現在中小學課堂中。
電子書包可視為一種以網絡、移動設備為基礎,促進學生有意義學習的軟件為架構,動態開放教學資源為靈魂,支持移動學習甚至終身學習的數字化學習空間[6]。電子書包完全從學生角度出發,以學生為中心,并真正意義上地實現了個性化學習,為培養學生的創新精神和實踐能力提供了有力的工具支持。
1.多元智能理論
多元智能理論是美國發展心理學、哈佛大學教授霍華·加德納提出的,該理論突破傳統的單一智力觀,認為不存在單純的某種智力和達到目標的唯一方法,每個人都會用自己的方式來發掘各自的大腦資源[7]。多元智能理論指出了智力的實質是實踐能力和創造能力,從而將“智力”從無形的東西發展成為有形的東西,并將“智力”從學校教育的領域拉回到了現實生活中,避免了學校教育與現實生活的脫節[8]。多元智能理論認為每個個體都同時擁有多種智能,這些智能在每個人身上以不同的方式、不同程度的組合使得每個人的智能各具特點。這些智能可以培養和加強,也可能被忽視或削弱[9]。因此,教師應該提供多種智能切入點(應用探究式教學),盡最大努力發揮出每個學生的強項智能來探究問題,并及時給予啟發、指導。
2.建構主義學習理論
建構主義認為:學習者的知識是在一定的情境下,借助于他人的幫助,如人與人之間的協作、交流、利用必要的信息等等,通過意義的建構而獲得的[10]。建構主義學習理論認為“情境”“協作”“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素或四大屬性。探究式教學正是基于建構主義學習理論而開展的,學生要通過已有知識基礎并通過針對性的學習資源和有力工具去搜集資料和自主探究,切實體驗,感受過程來建構知識的意義。在探究過程中,學生是知識的主動建構者;教師是整個探究過程的組織者、指導者、有意義知識建構的幫助者、促進者;教學內容所提供的也不僅僅是教材呈現的內容和教師傳授的知識,而是學生主動建構有意義知識的對象和資源;教學媒體也不再只是教師的教具,僅僅呈現教學內容的手段和工具,而是用來創設情境、學生主動探究的指導和輔助的有力工具。
1.前端分析
(1)教材分析
教師不僅僅要了解本課教材中所涵蓋的知識內容,還要能夠梳理歸納出整個學科知識體系圖譜,注重對知識本體進行深入分析;明確本課學習內容在整個學科中的地位,并向學生闡釋本課的知識點以及為什么學習本課;以及學生在學習本課后應獲得的什么樣的知識和能力,擁有哪些思維方式方法,或者增長了哪些經驗等。
(2)學情分析
在以學生為中心的課堂中,為取得卓越的教學成果,教師在課前要對學習本課的學生進行充分的特征分析。學生特征分析涉及智力因素和非智力因素,與智力因素有關的特征主要包括知識基礎、操作能力和認知結構,和非智力因素有關的特征則包括興趣、動機、情感、意志和性格[11]。教師要根據學生的已有知識基礎和年齡特征創設情境,合理安排教學過程,給予及時指導和幫助,并注重個體差異。
(3)教學目標
教學目標的設定要從學生角度出發。教學目標又稱學習目標,是學生通過學習本節課所達到的目標,而不是教師。教學目標要盡可能的量化和可操作,例如在九年級“化學分子和原子”一課中,有些教師這樣設定教學目標:理解分子和原子的概念,那究竟學生達到什么程度叫理解了,或者學生需要理解到什么程度,卻沒有深層次的設定,這樣的教學目標含糊不清,因此在開展教學過程和評價學習成果時,也會舉步維艱,那么教師可以這樣設定:知道分子是保持物質化學性質的最小粒子、原子是化學變化中的最小粒子,會運用這一特點解釋化學變化的本質—分子破裂成原子,原子重新組合成新的分子;化學變化前后分子的種類改變,原子的種類不變。
2.創設情境,導入課題,設定探究問題
基于電子書包支撐的模擬仿真情境創設,可以讓學生切身感受,仔細觀察事物本質的發展變化過程,進而可輕松自然地進入課題學習。在該教學模式中,探究問題的設定是重中之重,它不僅僅來源于本課的教學目標,更是學生迫切需要探究解答的問題。在該教學模式中,探究問題由學生進行投票,每個學生都在電子書包所提供的答疑區中寫出通過本課學習能夠解答的問題,由于課堂時間有限,不可能對每一問題都能夠進行探究解答,所以學生對于以上問題進行再一次投票,票數最多的問題也就是學生最想解答的,也是最基礎的,進而確定了探究的問題。
另外,電子書包還在細節上做了很好的調整,學生的問題以手寫形式上傳,很適合低年級教學,解決了學生打字速度慢、技術能力低、占用課堂教學時間這一難題。這樣的設計,體現了以學生為中心,打破了傳統的教學模式,教師來設定問題,學生也許對該問題根本不感興趣,或者已經了解,這樣都大大降低了探究效率,恰恰相反,若探究問題來源于學生,學生就能夠成為真正意義上的“科學家”,帶著自身的問題,通過自主探究,進而解決問題獲得能力。
3.電子書包支撐學生探究
在學生開始探究之前,教師要給出導學案,這樣看似把主宰權又交給了教師,其實不然。導學案所包含的內容是明確探究目標以及探究環節和設定了探究時間,在探究環節的設計中,為思維活躍探究較快的學生安排更深層次問題的探究環節,這能為有些探究困難的學生爭取大量的探究時間,極大地注重了個體差異,同時極大程度上改善了探究過程秩序亂、效率低等不易控制的局面。
另外,在傳統探究式教學中,學生沒有針對性的學習資源和探究工具幫助探究,學生常常無處探,無法探。電子書包為學生提供了豐富資源和探究工具,網絡技術支持學生獲得有針對性的探究資源,模擬仿真技術為學生呈現了事物內部結構和發展變化過程,這樣為學生解答問題提供了重要理論和實踐依據。電子書包還提供了答疑區等板塊,提供了在線指導和在線討論平臺,這樣為小組協作探究提供了可能。社會化大生產的發展,要求人們具有協同工作的精神,在現代學習中,尤其是一些高級認知場合,要求多個學生能對同一問題發表不同的觀點,學生可以在自主探究的基礎上組成學習共同體,協作完成任務[12]。教師在學生探究過程中,不要完全放任學生,要及時巡回指導,時時發問,不斷地引導學生向著更深更遠去探究。學生通過電子書包可自覺管理探究過程,極大地支持了個性化學習。
4.強化練習,成果展示評價
學生探究之后,教師要通過多種方式來評價學生的探究成果,其中一項就是讓每個學生進行測試練習,電子書包提供多樣化的強化練習方式,如通關游戲等,學生在輕松愉快的游戲中不僅展示了探究成果,同時對新知進行鞏固強化。另外,學生可通過電子書包清晰全面地展示小組的探究成果,也可以開展一個小組提問,另一小組作答的活動來進行對小組探究成果的評價。
5.再現新知,糾誤,布置作業,拓展學習
通過學生探究和評價探究成果,教師可對知識進行進一步的講解,以便學生正確和深層次地理解知識。學生在探究過程中若遇到普遍存在的問題和一致的錯誤操作,教師要給予糾正和正確作答。最后幫助學生總結歸納本課知識點,布置作業,為學有余力、興趣濃厚的同學布置拓展課題,學生可在電子書包中獲得拓展課題和探究資源進行對本課題的拓展學習。
6.模式流程圖
整體模式可以分為5個步驟,每個步驟下的教師活動、學生活動和電子書包支撐方式如下圖所示。

模式流程圖
以下是基于電子書包的探究式教學模式的應用案例。通過觀察課堂實錄,學生樂于通過電子書包來進行自主探究學習,在探究過程中能夠積極主動,勤于思考。可以從某種程度上反映出運用基于電子書包的探究式教學模式可有助于培養學生探究能力,提高教學績效。
1.科學教材分析
“眼睛的科學”(第一課時)是天津路小學科學校本課程“我們的身體”單元中的第三課,本課讓學生認識簡單的眼睛構造,使學生初步了解近視和眼睛構造的關系,并培養學生發現、整理、篩選問題的能力,讓學生能在已有問題、經驗和現有信息的基礎上,通過簡單的思維加工,作出自己的解釋或結論;能用自己擅長的方式表達探究結果,進行交流,并參與評議,知道對別人研究的結論提出質疑,同時培養學生的搜集、整理信息的能力和自學能力。
2.學情分析
正處于四年級的學生好奇心重,思維活躍,勇于表現自己。他們在之前的各學科學習中已經有了探究學習的經驗,喜歡動手實驗,并積極認真思考。但是在探究過程中,興趣僅停留在對探究工具上,并不重視探索事物本質、追尋問題解決的方式方法,教師要適時適度地給予幫助指導,學生在學習本課前對眼睛的有關知識有淺層次的認識,在日常生活中,聽說過假性近視、近視等眼睛相關名詞,但是并不知道眼睛的內部結構和近視的成因。
3.教學目標
知識目標:認識簡單的眼睛構造,初步了解近視和眼睛構造的關系。
過程與方法:善于提出問題,并能進行問題篩選分析。應用感官觀察并結合電子書包“解暗箱”的體驗活動,了解眼睛的構造,并在不斷認識的過程中,有意識地對眼睛的知識進行補充和完善。
情感、態度、價值觀:保持與發展想要探究與發現周圍事物奧秘的欲望。同時,還有在科學學習中能注重事實,克服困難,樂于合作與交流。另外知道保護眼睛對于青少年的重要性。
4.教學重難點
教學重點:了解關于眼睛構造的名稱及位置。
教學難點:近視和眼睛構造的關系。
本課應用電子書包多媒體教學系統輔助教學。
本課教學內容更加注重過程的體驗和能力的獲得,因此采用自主探究和協作交流的教學方法。
1.創設情境,導入課題
師生活動:教師帶領學生打開電子書包的“看一看”部分,其中有兩幅圖片,來引導學生思考:我們眼睛看到的是不是真實的?學生看到圖片的直觀現象竟然與真實結果不相符,引發了學生對此問題的極大探究興趣。進而引出本課主題:眼睛的科學。
設計意圖:由于眼睛和學生的關系太密切了,他們會認為非常了解眼睛。教師在一開始上課選擇了“視錯覺”這一現象,讓學生對自己的眼睛產生了質疑,極大地激發了學生的探究興趣。
整合點分析:運用電子書包的“看一看”的動畫資源,可以讓學生真切地感知到有時候不一定“眼見為實”。這一動畫資源極其形象逼真地向學生展示出了“視錯覺”這一現象,學生通過切身觀察到眼睛直觀表象與實際結果的反差,對眼睛有了濃厚的探究興趣。
2.確定探究問題
師生活動:教師拋出問題,“關于眼睛你們現在都知道些什么?”。學生予以思考積極作答,隨后教師問:“關于眼睛你們還有哪些不知道的或想了解的?”,學生將問題發布到電子書包的答疑區中。學生寫完問題后,由于課堂時間有限不可能對于學生的問題進行一一作答,只能選取大家最想知道、最基礎的問題進行探究,學生可以利用電子書包的統計軟件,在大家提出的問題中進行選擇。
設計意圖:教師從了解學生的原有知識基礎出發,提出“關于眼睛,你們都知道些什么?”的問題。然后,引導學生繼續發現自己還有很多不了解的問題。如果只是讓學生泛泛地提出問題,然后選擇兩個問題解決,那么學生對于自己的提問很快會淡化,所以教師采取把問題發送到電子書包的答疑區的方式,加強學生的問題意識,同時也為后一部分的教學環節做了鋪墊。在選擇解決問題的環節,教師引導學生正確的整理篩選問題的方法:“那么這么多的問題我們不可能一起都解決,科學研究也要從基礎開始了解,哪個問題是最基礎的?”
整合點分析:在電子書包的答疑區中,學生可任意寫入自己急于解決的問題,為學生的溝通交流提供便利。同時通過統計軟件,可統計出學生最想知道的也最基礎的問題作為探究問題,這種設計極大地凸顯了學生的主體地位。
3.小組協作,自主探究
師生活動:教師組織同學們互相觀察眼睛的構造。并提出問題:通過觀察知道了眼睛的哪些構造或有什么發現?再結合生活經驗猜一猜,眼球里面還有什么是我們看不到的,它們可能有什么作用?教師給出導學案,導學案中包含探究目標、探究方法、探究時間、探究環節等,為學生的探究過程提供了詳細而清晰的探究導向。學生運用電子書包作為探究工具及資源來探究眼球的重要構造,以及以小組為單位,協作探究眼睛近視和眼睛構造的關系,教師進行巡回指導。
設計意圖:觀察是科學學習的重要方式,所以,對于眼睛的外部構造,教師采取讓學生互相觀察的方式,既能提高學生的興趣又能激發學生的探究欲望。另外學生以小組協作,自主探究的形式來獲取知識不僅可以加深對知識理解,通過親身體驗探究過程,與其他同學交流,可提高探究和溝通能力。
整合點分析:電子書包可為學生提供豐富而有針對性的探究工具和資源,電子書包中模擬仿真的三維動畫可幫助學生探究到眼球的重要構造。小組成員通過電子書包可以多種形式來探究眼睛近視和眼睛構造的關系。基于電子書包的探究式學習不再流于形式化,學生利用此能夠探究到問題本質,幫助學生解決問題。
4.強化練習,成果展示
師生活動:組織學生選擇不同的小游戲,來鞏固了解關于眼睛的構造知識。學生進行游戲,游戲后,教師對學生的成果進行檢驗。通過提問交流,發現學生對眼睛的知識還需更深了解,因此指導學生回到電子書包的學一學部分進行更深入的學習。教師組織學生展示各小組的探究成果。
設計意圖:利用小游戲,學生電子書包上對眼睛結構認知的操作,起到了讓學生的知識接受差異得到補充平衡的效果。小組成員運用電子書包進行成果展示,可將小組探究成果更形象更逼真地呈現給大家。
整合點分析:傳統的強化練習如回答課后練習,做試卷,學生會覺得枯燥與恐懼,學生在輕松自由的氛圍中即電子書包提供的游戲中進行對知識的強化鞏固,可以促進有意義學習的發生。
5.進行拓展學習
師生活動:眼睛的每個部分大家都是一樣的嗎?變化了會怎么樣呢?在電子書包中“自學區”內,可以解決你們的疑問,請大家認真學習,把你們的發現講給同學們聽。
設計意圖:這里教師著重培養學生自學能力,也關注自學方法的引導,即:提出問題—選擇資源—探究問題—解決問題—表達交流。
整合點分析:在傳統教學中,課后學習的部分僅僅是完成作業,然而電子書包支撐的課后學習可為學生帶來拓展學習的資源,因為課堂有限,不能滿足學生的所有知識習得,因此需要拓展學習以及資源工具。在電子書包的拓展區中,可為學生提供拓展資源與工具,同時也為學生提供了討論區,學生可隨時隨地溝通交流。這不僅豐富了學生的學習生活,也為學生知識能力習得提供了有力而豐富的平臺。
在探究式教學中,注重學生智能向多元化發展,并極大地提高學生的科學素養和信息素養,培養了學生的創新精神和實踐能力。但是若沒有信息技術的有力支撐,勢必會影響探究效率。在電子書包支撐的探究式教學中,學生可身臨其境,真正能夠讓“問題”看得見,摸得著,學生在自由、開放的教學環境中,擁有豐富的資源和有力的探究工具進行探究,師生角色極大轉變,教師成為配角,在課堂中僅扮演情境創設者,促進者、組織者、幫助者,學生真正地主宰了課堂。電子書包可支撐個性化學習,并可實施公平教學,注重個體差異,極大地凸顯了學生的主體地位。另外,電子書包成為學生家長共享應用的平臺,為學生的課外學習和家校互通交流增添生機。基于電子書包的探究式教學希望能夠為以后各學科開展探究式教學提供一定理論和實踐依據,并為信息技術與課程高效整合提供重要的應用契機。
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王玉璽:在讀博士,研究方向為信息技術與課程整合(wangyuxi831@yahoo.com.cn)。
張妲:碩士,研究方向為數字化學習環境、智能學習系統(752263807@qq.com)。
鐘紹春:教授,博導,研究方向為信息技術與課程整合,數字化學習環境(sczhong@sina.com)。
鐘永江:博士,研究方向為數字化教學資源建設(zhongyj@nenu.edu.cn)。
2013年11月7日
責任編輯:宋靈青
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