基于小學生認知特點的交互式電子教材的開發
——以小學數學六年級下冊《圓錐》為例

路晨雨 鄭 旭 王潤蘭 王琦琦

（河北師范大學 信息技術學院，河北 石家莊 050024）

基于小學生認知特點的交互式電子教材的開發
——以小學數學六年級下冊《圓錐》為例

路晨雨 鄭 旭 王潤蘭 王琦琦

（河北師范大學 信息技術學院，河北 石家莊 050024）

本文依據筆者制作交互式電子教材的實踐經驗，設計了電子教材開發流程圖，并針對小學生的認知特點，以小學數學人教版六年級下冊《圓錐》為例，對交互式電子教材的開發進行了闡述。電子教材交互性強，能夠有效地解決小學生自控能力差的問題,激發學生的學習興趣,幫助學生掌握重難點，以及提高學生自我評價能力。

交互式電子教材；認知特點；移動學習

“互聯網+”時代為教育注入了新的活力，教育信息化的步伐逐漸加快，并帶來了教育形式和學習方式的重大變革。傳統紙質教材在走向具體的教育情境時，其所固有的穩定性、封閉性和靜態性與現代教育情境的多樣性、開放性和動態性之間存在的必然沖突和矛盾日益顯著。[1]因此，交互式電子教材成為時代的必然產物。

電子教材具有非線性、動態性、超媒體性等特性，在界面設計、動畫效果、資源整合上呈現多樣化的特征，能夠實現學習者與電子教材的雙向互動，加強學習者的參與性。使用電子教材能夠幫助學生進行有效的認知建構，即達到學而不忘和遷移運用的目標。[2]

一、小學生的認知特點

1．注意力集中時間有限，自我控制能力較差

在學習過程中，小學生的注意力很不穩定，而且注意力集中的時間不持久。他們較容易受到外界環境的影響和干擾，容易被身邊的某些新鮮有趣的事物所吸引。小學生的認知發展水平較低以及各種不穩定因素導致他們的自我控制能力較弱，在沒有外界監督的情況下，小學生無法適當地控制自己的行為，難以抵制誘惑。

2．擁有較強的好奇心，容易對生動具體的事物產生興趣

小學生對外界充滿了新鮮感和好奇心。好奇心是學習的動力，是探求新事物、思考新問題的動力源泉。在好奇心的驅使下，學生會對事物產生濃厚的興趣和求知欲，從而產生創造性思維。小學生不喜歡單調枯燥的學習方式，容易對某些具體的、生動形象的事物產生興趣。

3．以機械識記為主，意義識記逐步發展

一般來說，小學初期，學生的無意識記占主導地位，無意識記和有意識記的效果會隨著年齡的增長而遞增，有意識記的增長速度更為明顯，最后有意識記的效果會超過無意識記，并占據主導地位。在記憶方法方面，低年級的學生以機械識記為主，[3]而高年級的學生抽象邏輯思維不斷發展，較易理解學習材料，并進行信息加工，較多采用意義識記。

4．自我意識增強，自我評價能力逐漸增長

在學習的過程中，低年級的學生比較依賴和接受教師的評價，對教師的言語和行為處于完全信任的狀態。隨著年齡的增長，學生的自我評價能力逐漸增長，他們逐漸學會批判性地認識事物，通過自我對比和與他人的對比，對自己的行為做出獨立的評價與判斷。

然而，作為一名大學教師，筆者感到當代大學生家庭感恩教育和社會感恩教育的缺乏和不成功，由此在大學階段進行感恩教育更加必要。

二、基于小學生認知特點的交互式電子教材的開發流程

筆者曾參加多個交互式電子教材的開發制作，具有豐富的理論和實踐經驗，通過對其進行系統梳理，提出了以下電子教材開發流程。

1．內容分析

內容分析是制作電子教材的基礎。不同的教學內容具有不同的特點，并不是所有的學科都適合使用電子教材進行教學。在內容分析的過程中，要對教學目標、教學內容、教學方法等進行綜合考慮與分析，選擇適宜的學科和章節進行電子教材的開發，這樣才能有效地發揮電子教材的優勢，達到提高教學質量的目的。

2．腳本設計

腳本設計是在對學習者需求分析和內容分析的基礎上，對電子教材制作要求的詳細描述，其中包括教學設計、頁面內容的編排、界面風格設計、素材的收集、互動組件的設計等。腳本設計是電子教材制作過程中的核心環節，腳本是后期開發的重要依據，界面設計、素材整理和整合排版工作都要按照腳本中的要求進行。

3．界面設計

在整個電子教材中，封面、目錄、背景、圖標和版權頁等的設計要保持風格一致，并且要簡潔明了，切忌采用過于冗雜的修飾。不同的界面呈現會給予學習者不同的視覺體驗，我們要根據學習者的特點設計合適的界面風格。小學生使用的電子教材要適當添加卡通元素，這樣才能激發學生的學習興趣。

素材整理主要是依據腳本設計中對所需素材的描述進行查找搜集，主要包括圖片、動畫和音視頻，之后還需要使用修圖工具、動畫制作工具、音視頻編輯軟件等，按照需求對素材的內容、尺寸、大小和格式進行修改。小學生使用的電子教材可以添加一些生動形象的、有趣味性的圖片和視頻等。素材整理要與界面設計環節同步進行，為電子教材的整合排版工作做準備。

5．整合排版

在界面設計和素材整理的工作完成后，需要將所有的資源進行整合排版。在排版過程中要對頁面中的文字、圖片、動畫、音頻、視頻等進行合理的編排，其中一個重要的環節是要添加合適的互動組件以實現豐富的交互功能，包括超鏈接、按鈕、彈出內容、滾動文本、畫廊、圖像對比、自由拖拽等。

6．調試修改

在整合排版完成后，要將電子教材輸出成DPUB格式，導入到平板電腦上的電子教材閱讀器進行查看，檢查電子教材能否正常運行，是否有制作錯誤或不恰當的地方，然后再進行修改完善。

7．教學應用

電子教材制作完成后，便可將其投入應用。在課堂教學的實踐中，總結經驗、發現問題并研究對策，促進電子教材在教育教學中的發展。

三、基于小學生認知特點的交互式電子教材開發案例

針對小學生的認知特點，本研究團隊在參照電子教材開發流程的基礎上分工合作，使用方正飛翔排版軟件，以小學數學人教版六年級下冊中的《圓錐》一節為例，進行了交互式電子教材的設計與開發。本電子教材利用豐富的交互功能，充分發揮移動學習資源的優勢，對于幫助學生更高效地掌握知識、提高學生的綜合能力都能夠起到較好的作用。

1．利用超鏈接的功能突破一維線性思維，集中學生的注意力

在電子教材中，超鏈接和按鈕是一種常用的交互功能。使用超鏈接和按鈕既可以實現內容之間的跳轉，又沒有打亂知識的邏輯性。這種跳躍性、非線性的呈現方式能夠減輕學生的視覺疲勞，吸引學生的注意力，也有利于學生創新思維的培養。使用超鏈接還可以實現知識的延伸和拓展，使學生了解到更加深入、詳盡的信息。例如，在目錄頁點擊某一標題便可跳轉到相應的內容頁；在“觀察圓錐的特點”環節中，點擊按鈕“高”，便可在圖片上顯示出圓錐的高的部分，如圖1所示。

圖1 圓錐的特點

2．利用豐富的圖片、動畫和視頻資源，激發學生的學習興趣

由于小學生對一些生動形象的事物比較感興趣，利用豐富的圖片、動畫和視頻資源并添加交互功能可以調動學生的學習主動性，而且有助于學生對知識的記憶。例如，在“觀察圓錐的特點”環節后，拖動下方的直尺圖片，可對圓錐的高和半徑進行測量，此處交互用到的是圖片的自由拖拽功能；“在圓錐的認識”第一頁中，首先展示幾張類似圓錐體的實物圖，點擊圖片可以呈現出相應的圓錐線形圖向下滑動的動畫，從而引導學生觀察圖形并認識圓錐，如圖2所示；在“圓錐的體積”第一頁中，學生可觀察場景圖并點擊圖中的物體如蛋糕，頁面彈出框顯示“蛋糕是圓柱”，根據相應的數據可以計算蛋糕的體積；當點擊圖中的圣誕帽時，頁面彈出框顯示“帽子是圓錐”，從而引發學生對如何計算圓錐體積的思考與探究。

圖2 觀察圖形

3．通過小組協作自主探究環節的設計，使學生更易掌握知識

小組協作自主探究是一個學生相互傳遞和交流信息、分析和解決問題的過程。在這個過程中，學生之間相互促進、優勢互補，積極地思索并探求新知識，使得學習的有效性得到最大限度的提高。之后，小組代表對探究結果進行匯報，再將師評、自評、學生互評和小組互評相結合，可達到教學的最優化。例如，在“圓錐的認識”第二頁中，讓學生利用拍照功能將身邊的圓錐體拍下來，并設計轉紙實驗，這樣通過學生的實踐探索，加深對圓錐體的認識；在“圓錐的體積”第三頁中，學生通過觀看形象的倒沙動畫，探究圓錐與圓柱體積的關系，如圖3所示。

圖3 探究圓錐與圓柱體積的關系

4．通過隨堂測驗并即時反饋，提高學生自我檢測與評價的能力

在電子教材中，可以利用拖拽、圖文框和批注的交互功能添加測驗題以檢驗學生的學習成效。通過測驗題的即時反饋，使學生鞏固新知、查漏補缺，并且可以提高學生的自我評價能力。例如，在“小試牛刀”環節中，添加拖拽題、判斷題和計算題，學生便可檢測自己對本節內容的學習效果并鞏固知識。

四、總結

對于小學生而言，交互式電子教材能夠實現視覺、觸覺、聽覺等感官的沖擊和體驗，使學習變得輕松有趣，學習內容易于掌握，能夠真正有效開展探究式、發現式學習。交互式電子教材的開發一定要做到交互適度，不宜交互過少，也切忌交互冗余，這樣才能給予學習者更優質的體驗，更有效地實現學習目標。我們要在實踐中不斷發現問題并解決問題，優化改進，促進數字化教學的發展，改善課堂生態環境。

[1]陳桄，龔朝花，黃榮懷．電子教材：概念、功能與關鍵技術問題[J]．開放教育研究，2012，(02)：28．

[2]李玉順．整合平板電腦教學模式的有效應用與思考[J]．中小學信息技術教育，2013，(12)：16．

[3]毛志遠．淺談小學生的認知特點和讀書習慣的培養[J]．楚雄師范學院學報，2012，(07)：71-72．

（責任編輯 孫震華）

On the Exploitation of Interactive Electronic Textbooks Based on Elementary School Students’ Cognitive Characteristics—A Case Study of "Circular Cone"

LU Chenyu，ZHENG Xu，WANG Runlan，WANG Qiqi
(College of Information Technology，Hebei Normal University，Shijiazhuang，Heibei，China 050024)

This paper designs the flow diagram of electronic textbook exploitation according to the author’s practical experiences in producing interactive electronic textbook and according to the cognitive characteristics of primary school students，expounds the exploitation of interactive electronic textbook by taking "Circular Cone"，a grade six text from primary math textbook of People Education Press as an example．Taking advantage of electronic textbook’s strong interactivity can effectively solve the problem of primary school students’ poor self-control ability，motivate students’learning interest，and help them to master important and focal points and improve their self-evaluation ability．

interactive electronic textbook；cognitive characteristics；mobile learning

G434

A

2096-0069（2015）06-0079-04

來稿日期：2015-10-28

本文為河北師范大學2015年度教師教育改革專項研究項目“碎片化視角的頂崗實習生移動學習平臺設計——以《現代教育技術應用》為例”（項目編號：2015JSJY003）；河北師范大學2014年度人文社會科學計劃外科研項目計劃“河北省基礎教育交互式富媒體資源的開發”（項目編號：S2014Y24）；河北師范大學2015年大學生學術科技創新項目“交互式移動學習資源在未來課堂中的應用研究”（項目編號：AB201531721141）；河北師范大學第14批教學改革研究項目“河北省高校交互式移動學習資源的設計與開發”；河北師范大學2015年大學生學術科技創新項目“國內外電子教材發展對比研究”（項目編號：BE2015317212516）的研究成果。

路晨雨（1992— ），女，河北衡水人，河北師范大學信息技術學院碩士研究生，研究方向為信息化教育資源開發與應用；鄭旭（1992— ），女，河北辛集人，河北師范大學信息技術學院碩士研究生，研究方向為信息化教育資源開發與應用；王潤蘭（1968— ），女，內蒙古呼倫貝爾人，河北師范大學信息技術學院教授，研究方向為信息化教育資源開發與應用；王琦琦（1992— ），女，山西長治人，河北師范大學信息技術學院碩士研究生，研究方向為信息技術教育應用。