基于平板電腦應用的初中科學課堂教學實踐探討

張偉旗

（杭州市青春中學，浙江 杭州310003）

在大數據、云計算為代表的信息技術時代，基于翻轉課堂、微視頻、電子白板的信息技術不斷影響著傳統科學課堂教學。未來課堂教學，無論是在教育觀念上，還是在教學結構上，都將落實“以學定教”的思想理念。在此，筆者通過平板電腦與科學課堂教學相結合，圍繞“以學生的學習”為中心來組織教學，跟蹤每位學生的學習路徑，實施個性化的精準教學。

一、基于平板電腦應用的課堂教學環節優化

腦科學相關研究表明，在45分鐘的課堂教學環節，學生的生理與心理情況能夠劃分成5個“時區”，即啟動區、興奮區、調試區、回暖區與終結區（見圖1），能夠集中學習的“時區”主要是興奮區、回暖區和終結區。[1]

圖1 根據學生生理與心理情況劃分的5個“時區”

課堂教學主要任務是師生共同圍繞科學課程標準預設的教學目標開展各種教學活動。利用平板電腦技術輔助教學，并不是簡單地將教師的課件、視頻下載到平板電腦中，讓學生開展自學。腦科學研究表明，要想在課堂45分鐘時間內有效達成教學目標，需要把握好課堂節奏，充分利用不同時區組織教學活動，抓住興奮區、回暖區和終結區這三個關鍵時刻提高課堂教學效果。

在實踐操作層面，依據腦科學研究者劃分的課堂教學時區，適時引入平板電腦技術，在信息技術工具支撐下對課堂教學進行有效探索，優化課堂教學環節，提升課堂教學效率。

1.在啟動區借助平板電腦開展學情前測

美國心理學家奧蘇伯爾提出的“有意義學習”理論，強調在新知識的學習中，認知結構中的原有適當觀念起決定作用，這種原有的適當觀念對新知識起固定作用。[2]因此教師對學生起點的了解是提升課堂效率的重要因素，讓學生能自覺地努力“拉齊起點”，一方面可促進教師因材施教，同時也能提高教師課堂效能。

在具體應用中，我們可以利用平板電腦上的即時反饋系統，在新課授課前先摸清楚學生原有的知識結構。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）對學生原有認知情況進行學情前測。學生通過平板電腦提交答案后，教師立即可以診斷出班級學生對這個知識點的掌握情況，便于后期有針對性地開展課堂教學。

圖2 《幾種重要的鹽》學情前測①題反饋信息

2.在興奮區借助平板電腦進行實驗錄播展示

初中科學的實驗教學是培養學生科學素養的重要環節。在課程教學過程中實驗基本可以分為兩類，由教師的演示實驗和學生小組合作實驗組成。當教師在講臺上操作演示實驗時，由于觀察范圍所限，課堂中往往只有前幾排的學生能夠觀察清楚，其余學生大部分是在“聽”前面同學描述實驗現象和結果；當學生在進行小組合作實驗時，由于課堂上教師個人精力和時間有限，經常來不及對每組實驗進行逐一檢查和點評。為優化實驗教學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，教師進行演示實驗操作的同時，利用移動平板電腦的攝像頭功能將實驗影像同步投影到大屏幕上，邊做邊講解。在學生實驗時，組內同學可將實驗過程和現象進行錄像，便于總結交流時進行回放。

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

圖3 《天平的使用提高》學生實驗課堂視頻直播

3.在回暖區利用平板電腦進行即時反饋診斷

回暖區處于溫故知新階段，是對前半堂課的內容進行補充與總結，將內容進一步升華，讓學生對本堂課的教學目標有個清晰的認識，能夠很好地理解與掌握。常見的方法是通過課堂練習鞏固新學知識點。

圖4學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，可以在課前將對應題目進行預設，在授課過程中適時將題目推送至每位學生手中的平板電腦上，讓學生獨立完成課堂練習。當學生做完按提交鍵后，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生的知識掌握情況進行分析判斷。

4.在終結區利用平板電腦進行思維導圖歸納

當科學課進入教學終結區時，主要任務是對當天課堂所學關鍵知識點進行總結和梳理。在此我們引入平板電腦端的一個應用程序——思維導圖。通過思維導圖的建構，讓學生學會如何整理知識，怎樣創造新的知識，促進學生元認知的發展。通過平板電腦端的思維導圖軟件，可以讓學生快速理清思路，并且對知識體系進行個性化編排，使學生體會到構建知識體系的成就。

例如在上《酸堿鹽》復習課時，我們通過屏幕上給出的五種元素，要求學生自由搭建出一種物質的化學式，然后利用平板電腦上的思維導圖軟件繪制出關于這種物質化學性質的思維導圖。通過對學生原有酸堿鹽知識的梳理和轉化，促進知識點之間的正向遷移。

圖5學生講解所畫的思維導圖

通過無線局域網將學生平板電腦端上的思維導圖投送到大屏幕后，還可以由學生向全班同學進行講評，激發學生的學習積極性，提高課堂展評的效率。

在此過程中筆者還發現學生很喜歡將思維導圖用軟件自帶的圖標、數字和線條顏色等工具，進行個性化修飾，這也符合青少年時期追求個性的特點。用平板電腦軟件作為平臺，與學生的標新立異精神結合起來，能夠進一步激發學生的學習興趣。

二、基于課堂即時反饋系統建立的錯題資源庫

1.利用課堂教學即時反饋技術開展教學互動研究

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

在教育教學實踐活動中運用現代教育技術的平板電腦來進行課堂教學管理。特別是在課堂反饋評價環節，發現其教學效度較高，且深受學生喜歡。教師根據不同授課類型，適時推送預設問題到學生的平板電腦端，學生思考后立刻做出反饋并提交信息，批改任務也就自動完成，教師可通過終端即時了解每位學生對知識的掌握情況。

目前向學生推送的題目主要有兩大類型：一種是客觀問題，學生做選擇性的解答；另一種是主觀問題，受制于課堂教學時間的有限，往往是學生根據自己的主觀判斷進行描述性的解答，提交后結合標準答案給自己評分，當錯誤率超過一定程度時，教師對類似題目進行詳細講解。

如在初三科學課《物質的分類》教學過程中，為喚起學生在前階段“酸、堿、鹽”學習中積累的相關概念，教師推送“酸、堿、鹽”基礎概念的三道預習題進行預熱，做完提交后直接顯現答案，交由學生自行評價。教師在講解完“物質分類方法”后立刻發布課堂練習，要求學生解答，通過后臺統計，教師就可以立即根據正誤選項反饋的百分比，知道學生對此知識點的掌握程度，還可以直接關注到某個后進生的答題狀況，以調整課堂授課進度。在授課結束后，教師又發布了課堂小練習要求學生作答，系統自動給出評判，用來幫助學生鞏固課堂學習成果。

2.課堂錯題資源庫的建立

學習是一個不斷犯錯誤、不斷改正錯誤的過程，在與錯誤對話中可以不斷積累經驗，從而獲得進步。因此，錯題集在學生中運用相當普遍，但是這些錯題集主要依靠費時費力地抄寫獲得，效率極低。

學生在平板終端上使用的是個人賬號登錄，因此在課堂教學反饋環節中，學生做錯的題目可以實現自動歸集，自動組建一本電子版本的錯題集，使學生能留出更多時間用在梳理知識點和思維鍛煉中。同時，借助于后臺數據庫平臺，幫助教師實現了錯題集的大數據庫組建，能讓教師根據學生暴露出來的共性問題，有針對性地挑選相應題目組織再次學習評價。

例如：下列物質中存在著能自由移動的氯離子的應是（）

A.液態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。可見學生對酸的電離概念還是沒有過關，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.依據不斷積累的錯題庫資源，制定學生個性化學習診斷方案

輕負高質是全體教育人的共同夢想，而“因材施教”是實現夢想的必經之路。課堂教學的基礎和關鍵是認知差異，要想提高課堂教學的有效性，必須充分抓住學生個體的認知差異。針對初三學生在科學學科學習上的兩極分化，要不斷激發學生的課堂學習興趣，查找個體認知差異上的短板并加以輔導以縮小差距。

讓學生進行個性化學習的重要前提是有針對性的個性化分析，它是幫助學生取得最佳學習效果的關鍵。首先是依據浙教版初中科學教材章節設置，整理出完整的知識圖譜，為后期錯題庫中每一題能對應上相應的知識要點。然后在新課授課前，根據這堂課的教學重點、難點挑選不同梯度的題目推送給學生，由于題目本身已經設定好學科知識點，當學生反饋回來信息是錯的，可以追蹤到該生相應的知識點這塊短板。當教師在對學生進行診斷分析時，可以根據該生錯題庫所反映的知識短板挑選同知識點和同難度的題目單獨組卷，實現學生的個性化學習診斷和教師的差異化教學。

通過平板電腦在科學課堂教學中的廣泛應用，使學生對本堂課上所學知識立即進行檢驗，從而產生一種自我實現的滿足感、課堂學習的歸屬感，進一步激發了學生的學習興趣和動力，形成了良性循環。

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

[2]曹中保.論奧蘇伯爾認知結構同化論在教學實踐中的意義[J].湖北師范學院學報（哲學社會科學版）,1994(4).