基于電子書包的PBL教學模式應用探究*
——以小學數(shù)學課為例

邵征鋒　張文蘭　李　喆

（1．貴州師范大學 教育科學學院，貴州貴陽，550001；2．陜西師范大學 教育學院，陜西西安，710062；3．陜西師范大學 新聞與傳播學院，陜西西安，710062）

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基于電子書包的PBL教學模式應用探究*
——以小學數(shù)學課為例

邵征鋒1張文蘭2李喆3

（1．貴州師范大學 教育科學學院，貴州貴陽，550001；2．陜西師范大學 教育學院，陜西西安，710062；3．陜西師范大學 新聞與傳播學院，陜西西安，710062）

摘要：隨著國內(nèi)電子書包項目的推進，電子書包與學科整合已經(jīng)成為電子書包研究的核心問題之一。PBL （Problem-based Learning，以問題為導向的教學方法）教學模式最初主要用于醫(yī)學教育，近年來逐漸引入到基礎教育中，受到了部分學者的關注。基于陜西省電子書包項目不斷推進的背景，文章聚焦小學數(shù)學課，通過實證分析小學數(shù)學教學模式的變遷過程，探究基于電子書包的PBL教學模式在小學數(shù)學教學中的應用模式——結(jié)合三年級案例“花邊有多長”建構(gòu)新授課的PBL教學模式、五年級案例“倍數(shù)與因數(shù)”建構(gòu)復習課的PBL教學模式，并通過案例分析驗證了基于電子書包的PBL教學模式在小學數(shù)學課堂應用的效果。

關鍵詞：電子書包；PBL教學模式；小學數(shù)學

引言

隨著信息技術、課程整合的不斷深入與發(fā)展，探索以學習者為中心的教學模式成為基礎教育的核心問題。近年來，電子書包逐漸引起人們的關注。早在2011年新媒體聯(lián)盟發(fā)布的《地平線報告》就預測，“電子書包是對未來學習科學發(fā)展產(chǎn)生重大影響的技術之一，將在很短的時間內(nèi)進入普及。”［1］各國各地區(qū)積極開展了電子書包試點，其中以小學階段居多，并且電子書包在數(shù)學的應用中走在前列。PBL教學模式起源于1965年加拿大McMaster大學的MD Program，后來哈佛大學將之應用到醫(yī)學教學中，國內(nèi)則是上個世紀90年代由關超然教授在香港大學實行并逐漸推廣。一項針對電子書包使用教師的調(diào)查顯示，語文、數(shù)學等學科均遇到了學科課程與電子書包整合不夠的困惑，還處于不斷摸索的階段［2］。為解決小學數(shù)學教學中存在的學科課程與電子書包教學整合不夠深入的問題，本研究依托電子書包項目實施過程中將學科課程與電子書包整合定位后進行重點建設的內(nèi)容，通過與試點學校的溝通交流，決定引入PBL教學模式進行小學數(shù)學教學內(nèi)容的設計。

一　試點研究環(huán)境與條件

本試點由西安立人科技有限公司提供硬件和軟件支持，硬件包括浩鑫電子書包EDUPAL（陜西省西安市長慶涇渭小學）、三星（西安市大雁塔小學），軟件包括“樂知通”電子書包系統(tǒng)。試點班級配備電子黑板、支持100～120臺電子書包接入的無線路由器，其具體實施由陜西師范大學立人中小學數(shù)字化教育研究所研究人員承擔。

課前，老師通過教師端或PC制定學習題庫、教研管理編輯適用課件、云端書柜發(fā)送輔助書籍、聯(lián)絡簿發(fā)送預習任務；學生通過學生端在聯(lián)絡簿中接收老師信息、教研資料中接收課件、云端書柜接收輔助書籍，并在線學習進行預習，如圖1所示。課中包括老師通過教師端或電子黑板在隨堂評測發(fā)送練習題、在課堂廣播共享媒體資源、在教研資料中下發(fā)課堂筆記、在聯(lián)絡簿中發(fā)布作業(yè)；學生通過學生端在隨堂測評中答題、在隨堂廣播中接收廣播內(nèi)容，在教研資料中接收老師發(fā)布的課堂筆記，在聯(lián)絡簿中接收作業(yè)并作答，如圖2所示。課后包括老師通過教師端或PC在教學分析中查看課堂教學情況、在聯(lián)絡簿中發(fā)布考試、考查、作業(yè)等成績并及時回答學生提出的問題；學生通過學生端在聯(lián)絡簿中及時復習鞏固，在聯(lián)絡簿中查看考試成績、提出問題、了解課堂學習情況，如圖3所示。在這個過程中，家長還可以通過專門的賬號查看、及時了解學生在校學習的情況。整個“樂知通”電子書包系統(tǒng)的架構(gòu)如圖4所示。

圖1　課前結(jié)構(gòu)

圖2　課中結(jié)構(gòu)

圖3　課后結(jié)構(gòu)

圖4　“樂知通”電子書包系統(tǒng)

本研究選取的長慶涇渭小學試點班級為小學三年級，其數(shù)學任課教師A老師有近20年教齡，有豐富的教學經(jīng)驗，是區(qū)骨干教師；大雁塔小學試點班級為小學五年級，其數(shù)學任課教師B老師有近10年教齡，正在攻讀在職教育碩士，具有較強的學習能力。在引進PBL教學模式的過程中，兩位教師表現(xiàn)出了濃厚的興趣，為整個研究提供了實施的可能。

二　引進PBL教學模式前電子書包“問題”設計歷程

從2012年在長慶涇渭小學開始試點以來，在“問題”設計方面經(jīng)歷了以下幾個階段：

1 摸索階段

試點開展之初，教師和學生都表現(xiàn)出極高的熱情和信心，對電子書包的進入寄予了很大期望。但由于初次接觸電子書包，教師對電子書包在教學中的實際運用感覺迷茫。因此，最初課程是由A老師將教學設計、課件等資源分享給研究人員，再由研究人員進行教學設計，并確保每周使用電子書包1～2次。教師的教學與之前使用的多媒體方式相比沒有多大改變，教師還認為電子書包課堂只是增加了電子書包的使用，這顯然與電子書包的理念相悖。另外，研究人員主要是高校從事學科教學或理論研究的人，他們?nèi)狈W情的了解，在教學設計上處于理論狀態(tài)，未能結(jié)合學生實際予以個性化。

2 協(xié)同發(fā)展階段

經(jīng)過研究人員與教師的溝通、反饋及總結(jié)，研究人員由原來替代課堂設計轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇Ы處熓褂秒娮訒⒔獯鸾處熢诠δ苁褂蒙系男枨螅纬苫ブ靶械臓顟B(tài)。改善之后的教學解決了教學的適應性，教師對隨堂測評使用較為頻繁，在課前、課中、課后均出現(xiàn)大量練習。習題主要以客觀題為主，一方面使學生在數(shù)學練習的量上有了很大提高，另一方面客觀題過多，不利于學生開放性思維發(fā)展，使得整個課程設計的系統(tǒng)性不夠完善。

3 為用而用階段

電子書包在反思中不斷前行，教師希望通過大量新媒體的應用來彰顯教學的成功，使得教學設計更多地關注于“是否應用”了新技術，而非“是否合理地運用了新技術”。教師將技術手段生硬地套入教學過程，但教學內(nèi)容和教學方法并未做出相應的改變。此時，原本服務教學的技術異化為控制教學的手段，教師成為維護技術權(quán)威的工具［3］。教師對于電子書包課堂的探索表現(xiàn)出似乎只要運用了電子書包，就代表著教學信息化、創(chuàng)新和進步，反而忽視了教學所要達到的最終目的是通過媒體手段達成教學目標、傳遞教學內(nèi)容，而非為了使用電子書包而使用。

三　PBL教學模式在小學數(shù)學中的教學設計

PBL教學模式就是把課堂知識情景化，以情景問題為導向，引導學生去參與、去思考，培養(yǎng)學生的合作探究能力，充分挖掘知識本質(zhì)，培養(yǎng)學生思維的教學模式。下面本研究以電子書包課程“花邊有多長”和“倍數(shù)與因數(shù)”為例，分別構(gòu)建基于PBL教學模式的小學數(shù)學新授課、復習課課堂結(jié)構(gòu)。

1 基于PBL教學模式的小學數(shù)學新授課教學案例

傳統(tǒng)的小學數(shù)學新授課教學方式以教師講、學生聽為主，學生缺乏主動性和對知識的自主建構(gòu)，忽視新知識發(fā)現(xiàn)的過程，這與新課程標準提倡的過程性學習相背離。本研究構(gòu)建的新授課的PBL教學模式旨在讓學生親身參與新知識發(fā)現(xiàn)的過程，發(fā)揮學生的主動性、積極性，在合作、探索的過程中去發(fā)現(xiàn)新知識，從而更深刻地理解知識的內(nèi)在屬性、更好地建構(gòu)個體的知識結(jié)構(gòu)，經(jīng)由實時評測、即時反饋掌握學生的獲得程度，促進學生數(shù)學思維的發(fā)展。新授課的PBL教學模式如圖5所示。

圖5　新授課的PBL教學模式

（1）復習舊知，引入新知

教師結(jié)合課程學習所需要準備的知識設計課前復習問題，通過電子書包隨堂評測進行測試，了解學生已有的認知情況；學生通過使用電子書包學生端作答并提交；教師根據(jù)教學分析對學生的回答情況進行統(tǒng)計匯總，及時了解學生群體和學生個體存在的問題情況，根據(jù)學生的復習情況組織后面的教學。

（2）創(chuàng)設問題情景

問題情境結(jié)構(gòu)的基本組成成分包括新的、未知的知識，主體的認知需要以及主體的認知可能性［4］。在教學中創(chuàng)設問題情境就是把新知識滲透到具體的情境中（如有趣的故事或場景），以情境中的問題解決為需要，促使學生原有知識與新知識發(fā)生認知沖突，由此激發(fā)學生獲取新知識和探索新事物的興趣。這種通過問題情境的創(chuàng)設而建立起的學生思維的內(nèi)部條件，將為教學過程和學生發(fā)展提供驅(qū)動力，促使學生在意義建構(gòu)中達成知識學習目標的實現(xiàn)。例如在“花邊有多長”這一課中，教師創(chuàng)設班級布置情境，讓學生幫忙用花邊環(huán)繞黑板，同時用電子黑板展示用花邊圍繞黑板的動畫。“問題”情景具體如下：“馬上就要圣誕節(jié)了，老師想跟大家一起裝飾教室，現(xiàn)需要用花邊環(huán)繞黑板的邊。已知黑板的長是40分米，寬是12分米，請問需要多少花邊才能環(huán)繞黑板一圈呢？”

（3）合作探究，總結(jié)提煉

教師通過電子書包給學生發(fā)布問題情景后，組織學生進行自主探究、合作交流、成果展示。在整個過程中，教師作為引導者，應用電子書包軟件的屏幕監(jiān)控展示部分同學的情況，也可以關注整個班級學生的完成情況，最后學生在“問題”的草稿紙上書寫過程、展示方法。該環(huán)節(jié)根據(jù)實際課堂活動需要進行循環(huán)，形成“問題”串。在“花邊有多長”這一課中，合作探究后學生提出了4種計算長方形周長的方法。隨后，教師對這些方法進行評價總結(jié)，引導學生理解歸納和化歸的數(shù)學思維。通過對長方形周長運算方法的歸納，提煉成為一般的數(shù)學知識。

（4）拓展深化，鞏固提高

在完成基本知識點教學之后，教師通過練習、習題來檢測經(jīng)過PBL教學之后學生對知識點的掌握情況，鞏固已學知識點。一般操作過程為：教師發(fā)布知識點練習，學生通過電子書包學生端作答并提交；教師根據(jù)學生作答情況進行評價，客觀題如選擇、填空、判斷等可直接由系統(tǒng)即時反饋，主觀題則由教師瀏覽匯總進行有針對性的講解；如果學生普遍掌握良好，可直接進入下一教學環(huán)節(jié)，若出現(xiàn)群體性問題，教師需及時進行補救，若只是個別學生，可在課后根據(jù)課堂記錄進行個性化輔導。在“花邊有多長”這一課中，教師給學生發(fā)布了 3個填空題、4個判斷題，以幫助學生理解并掌握長方形周長的計算。

在教學過程中，對于判斷題：長方形的周長=長+寬×2（A.對 B.錯），A教師在同年級另一個對照班提問時，學生口答幾乎全對；但使用電子書包檢測的結(jié)果卻出人意外，竟然有接近一半的同學做錯。究其原因，在于教師表述長方形的周長公式時說的是：長方形的周長等于長加寬乘2，讓學生造成了誤解——這從另一個側(cè)面表明學生對長方形的周長公式理解得不夠透徹。

（5）變式訓練，查漏補缺

當學生通過練習基本掌握教學內(nèi)容時，需要對學生提出更高的要求。變式訓練是檢驗和培養(yǎng)學生數(shù)學能力的一種有效途徑，其操作步驟與拓展深化類似。在“花邊有多長”這一課中，變式練習有3個選擇題和3個合作探究題，合作探究題以草稿紙的形式進行展示。

（6）總結(jié)反思，遷移運用

在學生經(jīng)歷了問題情境解決、問題練習、變式訓練之后，學生對新授課知識點有了充分的掌握和理解，教師引導學生對本節(jié)課進行總結(jié)反思，強調(diào)學生存在的問題和不足，根據(jù)學生在課堂上的個體表現(xiàn)差異布置作業(yè)、發(fā)布課堂筆記及課外拓展閱讀。

整個教學設計在PBL教學模式下進行，通過電子書包的實現(xiàn)，達到了本節(jié)課想要達到的教學目標：使學生理解長方形的周長公式。此外，本節(jié)課基于PBL教學模式向?qū)W生滲透了數(shù)學生活化、歸納、數(shù)形結(jié)合和分類討論的數(shù)學思想，這對學生以后的學習具有很好的鋪墊作用，同時教學過程關注了學生的個體差異和個性發(fā)展。

2 基于PBL教學模式的小學數(shù)學復習課教學案例

復習課的主要任務是對某一階段（一單元、一學期或更長時間）的知識進行鞏固、加深，在回顧已學知識的基礎上進一步總結(jié)提高，并能達到綜合運用已學知識的目的［4］。所要解決的問題是從新授課的知識點通過“問題”進行連結(jié)形成知識面，系統(tǒng)地回顧、整理已學知識，把已學知識點從新的角度按新的要求進行梳理、組織練習，通過歸納、總結(jié)最終達到系統(tǒng)化，讓學生在完善認知結(jié)構(gòu)的過程中溫故而知新、發(fā)展數(shù)學思考、領悟思想方法、提升數(shù)學素養(yǎng)。復習課的PBL教學模式如圖6所示。

圖6　復習課的PBL教學模式

圖7　“倍數(shù)與因數(shù)”知識結(jié)構(gòu)圖

（1）復習舊知，溝通回憶

教師組織學生復習某一階段的知識點，引導學生將階段性知識點形成知識體系，方便學生綜合理解知識點之間的聯(lián)系。在“倍數(shù)與因數(shù)”這一課中，教師引導學生理解整數(shù)、自然數(shù)的概念，聯(lián)系乘法理解倍數(shù)和因數(shù)，在理解倍數(shù)的同時了解2、3、5的倍數(shù)特征，并在理解因數(shù)的同時理解質(zhì)數(shù)和合數(shù)的定義。其知識結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。

（2）問題檢測，夯實基礎

回顧了基本知識點，教師給學生推送知識點相關問題，檢測學生課前認知情況。在“倍數(shù)與因數(shù)”一課中，教師向?qū)W生發(fā)布了以下問題：第一部分“小試牛刀”包括5個判斷題、4個填空題；第二部分“再接再厲”包括6個判斷題、6個口述判斷題。其目的，主要在于引導學生掌握數(shù)學基本知識，提升學生解決問題時的注意力以及學生的聽說思維能力。教師根據(jù)學生反饋結(jié)果，結(jié)合知識體系進行講解。

（3）合作探究，總結(jié)提煉

復習課的探究以在原有知識點基礎上的探究、提升為主，是對原有知識點的深化和升華。在“倍數(shù)與因數(shù)”這一課中，教師引導學生理解2、3、5的倍數(shù)關系之后，通過電子書包給學生下發(fā)100以上（含100）以10為間隔的千位數(shù)表，讓學生自主探究千位數(shù)表中4的倍數(shù)特征，教師引導學生總結(jié)出4的倍數(shù)特征為：后兩位能被4整除的整數(shù)。隨后，教師引導學生對25的倍數(shù)特征進行合作探究——這對小學五年級學生來說具有一定的難度，但還是有部分同學能夠得出結(jié)果。此時教師可以繼續(xù)加大難度，讓學生尋找8和125的倍數(shù)特征，教給學生通過電子書包在網(wǎng)絡中尋找8和125的倍數(shù)特征的方法。通過合作探究，不僅讓學生了解尋找倍數(shù)特征的方法，也教會學生正確使用學習工具，幫助學生更好地進行學習。

（4）拓展深化，鞏固創(chuàng)新

在完成系統(tǒng)知識復習和探究提升教學之后，教師通過練習、習題來檢測經(jīng)過PBL教學之后學生對知識點的掌握情況，鞏固已學知識點。操作流程與新授課類似。在“倍數(shù)與因數(shù)”這一課中，教師向?qū)W生提出了以下問題：

①喜羊羊“我?guī)湍睙峋€號碼是：

A.5的最小的倍數(shù)；B.最小的自然數(shù)；C.7的最大的因數(shù)；D.既是4的倍數(shù)，又是4的因數(shù)；E.它的所有因數(shù)是1，3；F.最大的一位數(shù)；G.只有一個因數(shù)。

你能根據(jù)以上信息，猜出這個熱線號碼是多少嗎？（填空）

②＿是4和25的倍數(shù)的數(shù)

A.2656；B.405；C.15096；D.1800；E.1980；F.3550；G.4095；H.298；I.156；J.6991。

③有60個乒乓球，裝在若干個盒子里，要求每盒裝的同樣多，且每盒不多于15個、不少于8個，有哪幾種裝法？（在草稿紙上完成）

（5）總結(jié)反思，遷移運用

經(jīng)過基礎復習、合作探究、拓展練習之后，學生對所學內(nèi)容有了系統(tǒng)的掌握和理解，此時教師引導學生再次回到復習體系進行總結(jié)反思，從更高層次對知識體系進行回顧。最后，教師根據(jù)學生課堂上的個體表現(xiàn)差異布置作業(yè)、發(fā)布課堂筆記及課外拓展閱讀資源。

整個教學設計在PBL教學模式下進行，通過電子書包實現(xiàn)，實現(xiàn)了本節(jié)課想要達到的教學目標：使學生理解倍數(shù)與因數(shù)之間的關系，同時加強對2、3、5等數(shù)的倍數(shù)特征運用，將倍數(shù)特征拓展到4和25、8和125，激發(fā)學生對數(shù)學學習的興趣和求知欲。此外，本節(jié)課基于PBL教學模式培養(yǎng)了學生的動手能力、利用工具查找資料的能力，培養(yǎng)了學生化歸的數(shù)學思維，并通過對數(shù)的倍數(shù)的歸納，引導學生感受數(shù)學之美。

四　結(jié)束語

本研究從電子書包在小學數(shù)學教學中的運用實際出發(fā)，結(jié)合當前電子書包與學科課程整合現(xiàn)狀，立足PBL教學模式設計小學數(shù)學新授課和復習課教學模式，該模式在小學數(shù)學學科運用中突破了時空限制，是對小學數(shù)學學科教學模式的一次有益探索，同時也是對電子書包與學科課程整合的一次探索。透過教學模式和案例實施，取得了部分成績［5］，但從根本上來說關鍵還是在人上，電子書包只是教學的工具，教師的能力尤為重要［6］。基于電子書包的PBL教學模式在小學數(shù)學教學的應用，是對小學數(shù)學學科教學的一種補充和完善，具有獨特的學科性質(zhì)，同時這也是更好地發(fā)揮電子書包在教學中作用和價值的體現(xiàn)。當然一種教學模式的成熟并不能一蹴而就，還需要更多的專家學者和一線教師共同努力，不斷完善。后續(xù)我們將通過進一步的研究，探索出更多適合于電子書包的數(shù)學教學應用模式，并通過不斷優(yōu)化和完善這些模式，促進基于電子書包的數(shù)學教學方式的改革，從而更好地利用電子書包實現(xiàn)數(shù)學課程標準及新課程改革所倡導的教學理念。

參考文獻

［1］胡衛(wèi)星，張婷.電子書包的系統(tǒng)構(gòu)建與教學應用研究［J］.現(xiàn)代教育技術，2011，（12）：120-123.

［2］管玨琪，蘇小兵，錢冬明，等.電子書包應用區(qū)域推進現(xiàn)狀及策略——基于教師訪談內(nèi)容分析［J］.電化教育研究，2014，（10）：53-59.

［3］于忠海，趙麗娜.大學PPT教學的異化歸因及其規(guī)范走向［J］.江蘇高教，2012，（1）：85-87.

［4］馬鳳云.淺談小學數(shù)學復習課教學［J］.中小學教師培訓，1995，（X3）：36-37.

［5］張文蘭，李喆，員閣，等.電子書包在小學數(shù)學教學中的應用模式及成效研究［J］.中國電化教育，2013，（12）：118-122.

［6］邵征鋒，李喆，張文蘭.“電子書包”的概念及應用前景探究［J］.中小學信息技術教育，2013，（5）：73-77.

編輯：小米

Application Study of PBL Teaching Mode based on E-book Package——Taking Elementary School Math as Case

SHAO Zheng-feng1ZHANG Wen-lan2LI Zhe3

（1. School of Education Science， Guizhou Normal University， Guiyang， Guizhou， China 550001；2. School of Education， Shaanxi Normal University， Xi'an， Shaanxi， China 710062；3. College of Journalism and Communication， Shaanxi Normal University， Xi'an， Shaanxi， China 710062）

Abstract：With the development of domestic E-book package project， the integration of E-book package and discipline has become one of the core issues of the E-book package research. PBL （Problem-based Learning） teaching mode was initially applied in medical education， gradually introduced into the basic education in recent years， and got the attention from some scholars. Based on the background of the continuous promotion of E-book package project in Shanxi province， this study focused on primary school mathematics and investigated the transformation process of its teaching mode by empirical analysis to explore the application mode of PBL teaching mode based on E-book package in primary mathematics teaching. In this study， new teaching of PBL teaching mode was construed combined with the case “how long was the lace” of third grade， recitation of PBL teaching mode was established combined with the case “multiple and factor” of fifth grade， and the application effect of PBL teaching mode based on E-book package in primary school classroom has been verified.

Keywords：E-book package； PBL teaching mode； primary mathematics

【中圖分類號】G40-057

【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2016）05—0037—07 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.05.006

*基金項目：本文為貴州省教育廳高校人文社科研究項目“電子書包在小學數(shù)學學科中的應用研究”（項目編號：2015ZC145）、全國教育科學“十二五”規(guī)劃2012年度教育部重點課題“面向?qū)W習創(chuàng)新的電子書包中小學教學應用研究”（項目編號：DCA120183）、陜西省教育科學“十二五”規(guī)劃2012年度課題“基于電子書包的中小學學科教學應用研究”（項目編號：SGH12288）的階段性研究成果。

作者簡介：邵征鋒，講師，碩士，研究方向為數(shù)學教育信息化、教師教育，郵箱為szf864@vip.qq.com 。

收稿日期：2015年11月27日