基于APT教學(xué)模型的移動(dòng)學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與成績(jī)的影響研究*
——以小學(xué)數(shù)學(xué)“扇形統(tǒng)計(jì)圖”為例

張 屹，白清玉，李曉艷，朱映輝，范福蘭，謝 玲

(1.華中師范大學(xué) 教育信息技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430079；2.華中科技大學(xué)附屬小學(xué)，湖北 武漢 430079)

基于APT教學(xué)模型的移動(dòng)學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與成績(jī)的影響研究*
——以小學(xué)數(shù)學(xué)“扇形統(tǒng)計(jì)圖”為例

張 屹1，白清玉1，李曉艷2，朱映輝2，范福蘭1，謝 玲2

(1.華中師范大學(xué) 教育信息技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430079；2.華中科技大學(xué)附屬小學(xué)，湖北 武漢 430079)

數(shù)學(xué)素養(yǎng)是每一個(gè)公民應(yīng)具備的基本能力，移動(dòng)學(xué)習(xí)也逐漸成為當(dāng)前教學(xué)中的一種趨勢(shì)。該文旨在探討移動(dòng)環(huán)境下的有效教學(xué)模式，通過(guò)文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，評(píng)價(jià)、教學(xué)法、技術(shù)為信息化環(huán)境下有效教學(xué)的關(guān)鍵要素；提出融合評(píng)價(jià)(Assessment)、教學(xué)法(Pedagogy)、技術(shù)(Technology)為一體的基于評(píng)價(jià)的教學(xué)模型(簡(jiǎn)稱“APT教學(xué)模型”)，倡導(dǎo)“以評(píng)促學(xué)”的教學(xué)理念，并基于此模型以小學(xué)數(shù)學(xué)“扇形統(tǒng)計(jì)圖”為例，設(shè)計(jì)教學(xué)模式，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究法對(duì)比傳統(tǒng)環(huán)境與移動(dòng)環(huán)境下基于APT教學(xué)模型的課堂教學(xué)效果。研究發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)環(huán)境下基于APT教學(xué)模型的課堂教學(xué)能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也增加了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，但一定范圍內(nèi)，較高的認(rèn)知負(fù)荷有利于學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)提升。

APT教學(xué)模型；iPad；移動(dòng)學(xué)習(xí)；傳統(tǒng)多媒體教學(xué)

一、引言

“學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)”(Learning How to Learn)并成為終身學(xué)習(xí)者是21 世紀(jì)教育肩負(fù)的重大使命。21世紀(jì)技能聯(lián)盟提出的21世紀(jì)學(xué)習(xí)能力框架中，要求學(xué)習(xí)者具備信息時(shí)代所須的創(chuàng)新能力、批判性思考和問(wèn)題解決能力、溝通和協(xié)作能力、自我導(dǎo)向和個(gè)體適應(yīng)性等。我國(guó)頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃(2010-2020年)》中也強(qiáng)調(diào)了促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)方法的形成和調(diào)動(dòng)學(xué)生積極、自主地參與學(xué)習(xí)的重要性[1]。我國(guó)制定的《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》(以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)準(zhǔn)”)中提出，數(shù)學(xué)教學(xué)要強(qiáng)調(diào)從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過(guò)程，數(shù)學(xué)活動(dòng)是師生共同參與、交往互動(dòng)的過(guò)程，數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)必須激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)情趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，引發(fā)學(xué)生思考[2]。由此可見(jiàn)，新課程背景下的數(shù)學(xué)教學(xué)不應(yīng)該再是“粉筆+黑板”的傳統(tǒng)教學(xué)，而是深度融合多種信息技術(shù)手段、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)策略的有效課堂教學(xué)。

“標(biāo)準(zhǔn)”中提出，信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)學(xué)教育的價(jià)值、目標(biāo)、內(nèi)容產(chǎn)生了很大的影響，教師應(yīng)把信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和解決問(wèn)題的強(qiáng)有力工具。自進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，隨著移動(dòng)設(shè)備的普及，由于其易攜帶、隨時(shí)隨地使用等優(yōu)點(diǎn)，逐漸走入了我們的教學(xué)中，移動(dòng)學(xué)習(xí)已成為當(dāng)前中小學(xué)教學(xué)的一種發(fā)展趨勢(shì)。iPad是當(dāng)前教育中應(yīng)用最廣的移動(dòng)設(shè)備，iPad的出現(xiàn)在教育領(lǐng)域掀起了一股不小的波瀾，將iPad應(yīng)用于小學(xué)教學(xué)中引起了一些爭(zhēng)議，如何在移動(dòng)環(huán)境下開展有效的教學(xué)也成為當(dāng)前教育熱議的話題。基于此，本研究將探討如何在iPad環(huán)境中開展有效教學(xué)，彌補(bǔ)當(dāng)前數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的不足。

二、文獻(xiàn)綜述

(一)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與成績(jī)影響研究

數(shù)學(xué)是人類文化的重要組成部分，數(shù)學(xué)素養(yǎng)是現(xiàn)代社會(huì)每一個(gè)公民應(yīng)該具備的基本素養(yǎng)[3]。小學(xué)階段的數(shù)學(xué)教學(xué)更應(yīng)該著眼于小學(xué)生整體素質(zhì)的提高，而不是僅僅教會(huì)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)，而是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法和邏輯思維能力。然而當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)與“標(biāo)準(zhǔn)”中提出的要求還存在著一些距離：從學(xué)生方面來(lái)說(shuō)，主要表現(xiàn)為參與意識(shí)不夠、獨(dú)立思考與創(chuàng)新能力較差；從教師角度來(lái)說(shuō)主要為教學(xué)設(shè)計(jì)研究不重視學(xué)生、在課堂中教師角色轉(zhuǎn)變效果不明顯[4]；從課堂互動(dòng)來(lái)說(shuō)即為學(xué)生在課堂不能充分展示自己，體現(xiàn)“學(xué)生為主體”的思想。為解決這種困境，大量學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究，Olga等提出將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件、Webquest應(yīng)用于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，能夠有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和態(tài)度[5][6]。Adewale Adesina等認(rèn)為基于計(jì)算機(jī)的過(guò)程性評(píng)價(jià)系統(tǒng)、學(xué)伴互評(píng)驅(qū)動(dòng)下的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)能夠幫助學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，并提升學(xué)習(xí)績(jī)效[7][8]。Zahra等認(rèn)為移動(dòng)技術(shù)及移動(dòng)游戲能夠提升小學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的興趣與參與度，也能夠?yàn)閷W(xué)生提供多樣化的數(shù)學(xué)訓(xùn)練機(jī)會(huì)[9][10]。由此可見(jiàn)，充分應(yīng)用多種技術(shù)手段、教學(xué)方式、評(píng)價(jià)方法能夠有效改善當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題。

(二)移動(dòng)學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與成績(jī)影響研究

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，2000年Desmond Keegan將移動(dòng)學(xué)習(xí)概念引入中國(guó)。多位學(xué)者對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的定義進(jìn)行了闡述，如移動(dòng)學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者在非固定位置發(fā)生的學(xué)習(xí)，或有效利用移動(dòng)技術(shù)所發(fā)生的學(xué)習(xí)[11]。由于移動(dòng)設(shè)備的盛行，多數(shù)研究者采用了第二種定義。自2006年起，歷年地平線報(bào)告均有提到與移動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)的技術(shù)。美國(guó)新媒體聯(lián)盟在《2012年地平線報(bào)告》中指出，未來(lái)一年甚至更短的時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)應(yīng)用程序和平板電腦將逐漸融入到教育，以促進(jìn)教育的更好發(fā)展[12]。移動(dòng)學(xué)習(xí)的靈活性和游戲的優(yōu)點(diǎn)使得教育游戲有巨大的發(fā)展空間[13]。經(jīng)過(guò)大量研究表明，基于iPad的移動(dòng)工具提供多樣的教學(xué)資源、APP、大量生成性資源、強(qiáng)大的交互功能、影像功能、聽(tīng)說(shuō)讀寫集于一身的功能對(duì)課堂資源進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)技術(shù)，能夠有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，有利于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展[14-16]。基于iPad的形成性評(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)機(jī)制能夠提升學(xué)生在移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)績(jī)效和學(xué)習(xí)興趣[17]。在自我導(dǎo)向的評(píng)價(jià)中，學(xué)生自行確定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)以及證實(shí)對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握情況，可以獲得有意義并且深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[18]。基于移動(dòng)設(shè)備的評(píng)價(jià)工具能有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)績(jī)效和學(xué)習(xí)興趣[19][20]。由此可見(jiàn)，在教學(xué)中合理利用移動(dòng)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)有助于有效課堂的構(gòu)建。

(三)信息化環(huán)境下的教學(xué)模型相關(guān)研究

信息技術(shù)支持的有效教學(xué)離不開多種要素的相互融合。Koegler和Mishra提出的TPACK理論框架，強(qiáng)調(diào)了教學(xué)法、技術(shù)與學(xué)科內(nèi)容在信息技術(shù)與教學(xué)有效整合中的重要作用[21]。信息化協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)需要綜合考慮社交可供性(Social Affordance)、教學(xué)可供性(Educational Affordance)、技術(shù)可供性(Technological Affordance)[22]。王其云在此基礎(chǔ)上提出的PST理論模型，分析了教學(xué)方法、社會(huì)交互和技術(shù)工具等因素，在信息技術(shù)支持教學(xué)中的重要作用[23]。Garrison提出的COI模型強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)通過(guò)社會(huì)臨場(chǎng)感(Social Presence)、教學(xué)臨場(chǎng)感(Teaching Presence)、認(rèn)知存在感(Cognitive Presence)的交互作用產(chǎn)生[24]。盡管使用的術(shù)語(yǔ)不同，但上述模型均與教學(xué)過(guò)程中的內(nèi)容、教學(xué)法、交互、技術(shù)等基本要素相關(guān)。楊改學(xué)等提出信息化環(huán)境下應(yīng)提倡生態(tài)化的課堂教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)人、技術(shù)、教學(xué)實(shí)踐之間的和諧互動(dòng)[25]。目前廣泛使用的5E、7E教學(xué)模型提出信息化環(huán)境下的教學(xué)中多樣化的評(píng)價(jià)(Evaluate)手段是必不可少的[26]。課堂教學(xué)評(píng)價(jià)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分，科學(xué)的評(píng)價(jià)體系是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的重要保障。早在1998年，Black&William就指出評(píng)價(jià)能夠有效地支持學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自身積極地參與到評(píng)價(jià)過(guò)程中，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動(dòng)。“標(biāo)準(zhǔn)”中指出教學(xué)評(píng)價(jià)的主要目的是為了全面了解學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程和結(jié)果，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和改進(jìn)教師的教學(xué)。應(yīng)當(dāng)建立能激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力發(fā)展的評(píng)價(jià)體系，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以形成性評(píng)價(jià)為主，注重教師課堂即時(shí)評(píng)價(jià)，可培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自信心。

由此可見(jiàn)，技術(shù)、教學(xué)法、評(píng)價(jià)是教學(xué)中不可缺少三要素，課堂教學(xué)評(píng)價(jià)是課堂教學(xué)的重要組成部分，是在量或質(zhì)的記述的基礎(chǔ)上進(jìn)行價(jià)值判斷的活動(dòng)[27][28]，科學(xué)的評(píng)價(jià)體系是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的重要保障。教學(xué)方法在教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中起重要作用，也是影響信息化教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。教學(xué)改革應(yīng)把現(xiàn)代信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的強(qiáng)有力工具，將信息技術(shù)與課程進(jìn)行深度融合。基于此，筆者提出了基于評(píng)價(jià)的APT教學(xué)模型。研究問(wèn)題如下：如何在信息化環(huán)境下充分融合評(píng)價(jià)、教學(xué)法、技術(shù)開展有效教學(xué)？基于APT教學(xué)模型的移動(dòng)學(xué)習(xí)是否優(yōu)于傳統(tǒng)課堂教學(xué)？

三、基于評(píng)價(jià)的APT教學(xué)模型的構(gòu)建與應(yīng)用

(一)基于評(píng)價(jià)的APT教學(xué)模型構(gòu)建

綜合以上論述可知，信息化環(huán)境下有效的課堂教學(xué)離不開評(píng)價(jià)、教學(xué)方法、信息技術(shù)的深度融合。培養(yǎng)學(xué)生成為合格的21世紀(jì)的學(xué)習(xí)者是當(dāng)前教育的重大使命，APT教學(xué)模型正是在這樣的理念下提出的，該模型突出教學(xué)評(píng)價(jià)的重要性，倡導(dǎo)信息化教學(xué)環(huán)境下學(xué)生的主體性，教學(xué)空間的開放性，如圖1所示。持個(gè)性化學(xué)習(xí)、對(duì)話性學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、基于活動(dòng)的學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式。筆者所在項(xiàng)目組與試點(diǎn)學(xué)校華中科技大學(xué)附屬小學(xué)聯(lián)合開展了一系列的基于APT教學(xué)模型的移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)踐，本文將以小學(xué)數(shù)學(xué)“扇形統(tǒng)計(jì)圖”為例對(duì)基于APT教學(xué)模型的移動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)模式進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖1 APT教學(xué)模型

由圖1可知，該模型提倡在深入分析學(xué)習(xí)者特征、教學(xué)內(nèi)容特征的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)科學(xué)多元化的評(píng)價(jià)體系，不僅重視總結(jié)性評(píng)價(jià)，更加注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，統(tǒng)一課前、課中、課后的評(píng)價(jià)，綜合運(yùn)用測(cè)試、量規(guī)、教師觀察、學(xué)習(xí)契約、即時(shí)評(píng)價(jià)、電子檔案袋、學(xué)伴互評(píng)等多種評(píng)價(jià)手段；同時(shí)，信息化環(huán)境下應(yīng)積極開展多樣化的教學(xué)，包括任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)、研究型教學(xué)、連接式教學(xué)、引導(dǎo)式教學(xué)、游戲教學(xué)、角色扮演、協(xié)作學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方式；充分利用多種硬件與軟件工具，如：電子白板、電子雙板、iPad等硬件環(huán)境，及論壇、概念圖、Office工具、電子郵件、APP軟件；通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)手段、教學(xué)方法、技術(shù)工具進(jìn)行科學(xué)合理的整合，轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)為自主、合作、探究、泛在的學(xué)習(xí)方式，打造高效的課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)獲取、共享、構(gòu)建、創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的合作與創(chuàng)新能力和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。

(二)iPad環(huán)境下基于APT教學(xué)模型的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)施

移動(dòng)設(shè)備因其移動(dòng)化、一對(duì)一的學(xué)習(xí)模式越來(lái)越受到廣大教育者的青睞，同時(shí)，移動(dòng)學(xué)習(xí)可以支

1.需求分析

(1)學(xué)習(xí)者分析

本次教學(xué)對(duì)象為小學(xué)六年級(jí)的學(xué)生，他們喜歡對(duì)自己感興趣的事物進(jìn)行分析，且具備一定的分析能力，思維較為活躍。他們喜歡跟老師同學(xué)討論自己生活中發(fā)生的事情，敢于質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新。經(jīng)過(guò)小學(xué)前5年的學(xué)習(xí)鍛煉，已具備較高的學(xué)習(xí)能力，合作能力也加強(qiáng)了很多，為協(xié)作學(xué)習(xí)的順利開展奠定基礎(chǔ)。本次授課班級(jí)學(xué)生均來(lái)自城市，他們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸iPad，能夠熟練操作iPad的基本功能，在課前老師也對(duì)學(xué)生開展了教學(xué)所需應(yīng)用程序培訓(xùn)，確保課堂活動(dòng)的順利進(jìn)行。

(2)教學(xué)內(nèi)容分析

扇形統(tǒng)計(jì)圖是小學(xué)六年級(jí)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容，教學(xué)目標(biāo)是：認(rèn)識(shí)扇形統(tǒng)計(jì)圖的特點(diǎn)，了解扇形統(tǒng)計(jì)圖的作用；掌握扇形統(tǒng)計(jì)圖形成的過(guò)程；學(xué)會(huì)觀察扇形統(tǒng)計(jì)圖，能根據(jù)扇形統(tǒng)計(jì)圖提出數(shù)學(xué)問(wèn)題并解決問(wèn)題。同時(shí)，讓學(xué)生經(jīng)歷操作、思考、合作交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)，感受扇形統(tǒng)計(jì)圖的價(jià)值，體會(huì)統(tǒng)計(jì)思想與方法。

2.教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)施

“扇形統(tǒng)計(jì)圖”的教學(xué)在基于iPad的智慧教室環(huán)境下進(jìn)行，本文基于APT教學(xué)模型設(shè)計(jì)的教學(xué)模式如圖2所示。

圖2 基于APT教學(xué)模型的教學(xué)模式

如上圖2所示，本次教學(xué)主要分為三部分，課前分組及預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后評(píng)估。

(1)課前分組及預(yù)習(xí)。教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)性格、愛(ài)好、成績(jī)等特征進(jìn)行分組，并根據(jù)所分小組開展自主預(yù)習(xí)。

(2)課堂教學(xué)。在教學(xué)中提倡“教師引導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)理念。

首先，教師在iTeach平臺(tái)中對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行檢測(cè)，教師可在后臺(tái)監(jiān)測(cè)每位學(xué)生答題情況，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)方法等進(jìn)行調(diào)整，也可根據(jù)每位學(xué)生測(cè)試結(jié)果為其提供個(gè)性化學(xué)習(xí)。測(cè)試過(guò)程及結(jié)果如圖3和圖4所示。

圖3 學(xué)生參與測(cè)試

圖4 后臺(tái)顯示測(cè)試結(jié)果

其次，本次教學(xué)采用情境教學(xué)、合作學(xué)習(xí)、研究型學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方式，選取Keynote、iBooks、iTeach、iPad計(jì)算器、拍照多種APP來(lái)支撐教學(xué)，教師通過(guò)設(shè)置與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的教學(xué)情境激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引出需要學(xué)生合作探究解決的問(wèn)題及任務(wù)，并給出評(píng)價(jià)學(xué)生任務(wù)完成情況的量規(guī)，學(xué)生在教師要求及引導(dǎo)下，積極開展小組合作探究，完成任務(wù)，在iTeach平臺(tái)上提交成果，如圖5、6、7所示。

再次，各小組進(jìn)行展示匯報(bào)，教師組織學(xué)生根據(jù)評(píng)價(jià)量規(guī)開展同伴互評(píng)、個(gè)人自評(píng)，同時(shí)教師對(duì)學(xué)生任務(wù)完成情況進(jìn)行打分，如圖8所示。

最后，教師根據(jù)學(xué)生任務(wù)完成情況補(bǔ)充講解知識(shí)。

(3)課后評(píng)估。教師在教學(xué)過(guò)程中基于APT教學(xué)模型，整合多元的評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)估，提升學(xué)生參與度。為進(jìn)一步了解學(xué)生對(duì)基于APT教學(xué)模型的iPad教學(xué)的態(tài)度及興趣，課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)，為日后教學(xué)提供借鑒參考。

圖5 學(xué)生開展小組合作學(xué)習(xí)

圖6 學(xué)生運(yùn)用iPad計(jì)算器

圖7 學(xué)生提交作品

圖8 小組自評(píng)表

四、移動(dòng)環(huán)境下APT教學(xué)模型應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)研究

(一)研究目標(biāo)

為驗(yàn)證移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境下的課堂教學(xué)效果是否優(yōu)于傳統(tǒng)多媒體課堂，本次教學(xué)基于準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究法開展教學(xué)研究，分別在傳統(tǒng)多媒體課堂與基于iPad的移動(dòng)課堂開展小學(xué)六年級(jí)課程“扇形統(tǒng)計(jì)圖”的教學(xué)，并對(duì)比傳統(tǒng)多媒體環(huán)境與移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境下的課堂教學(xué)效果。

(二)研究對(duì)象

本研究選取華中科技大學(xué)附屬小學(xué)某教師在兩個(gè)平行班級(jí)的“扇形統(tǒng)計(jì)圖”的教學(xué)進(jìn)行對(duì)比研究。一個(gè)班級(jí)采用基于iPad的移動(dòng)學(xué)習(xí)，采用上述的基于APT教學(xué)模型的教學(xué)模式，且本次教學(xué)為教師第3次在移動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行教學(xué)，已經(jīng)基本掌握所需技術(shù)，課前也對(duì)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，以保證移動(dòng)課堂的順利進(jìn)行；另一班級(jí)采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)，為基于“計(jì)算機(jī)+投影”的課堂教學(xué)方式。如表1所示。

表1 研究對(duì)象

(三)研究過(guò)程

本研究對(duì)象為兩個(gè)平行班級(jí)，共100人，兩個(gè)班級(jí)從一年級(jí)入學(xué)開始就由該教師教授數(shù)學(xué)，且通過(guò)對(duì)兩個(gè)班級(jí)期末成績(jī)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)班級(jí)不存在顯著差異，我們可以認(rèn)為兩個(gè)班級(jí)水平相當(dāng)。兩個(gè)班級(jí)隨機(jī)指定為實(shí)驗(yàn)組與控制組，具體研究過(guò)程如圖9所示。

圖9 研究過(guò)程

由圖9可知，課前對(duì)實(shí)驗(yàn)組與控制組均以3-5人為一組進(jìn)行分組，實(shí)驗(yàn)組課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行25分鐘技術(shù)培訓(xùn)，由于學(xué)生全部來(lái)自城市，對(duì)iPad并不陌生，因此本次培訓(xùn)主要針對(duì)應(yīng)用程序的使用，在教學(xué)前測(cè)部分，為方便統(tǒng)計(jì)測(cè)量，測(cè)試題全部為單選題，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生通過(guò)iTeach進(jìn)行，而控制組則通過(guò)多媒體展示及學(xué)生舉手進(jìn)行，同樣，教學(xué)后測(cè)中也采用此方法。教學(xué)完成后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。

(四)測(cè)量工具

前測(cè)(共10分)：包括3道選擇題、2道是非題；后測(cè)(共10分)：包括3道選擇題、2道填空題，測(cè)試題由授課教師與專家組共同研討得出。

調(diào)查問(wèn)卷：包含兩部分內(nèi)容，學(xué)習(xí)態(tài)度與興趣調(diào)查、認(rèn)知負(fù)荷調(diào)查。學(xué)習(xí)態(tài)度與興趣部分，由于兩個(gè)班級(jí)所處教學(xué)環(huán)境不同，調(diào)查問(wèn)卷中部分題目為對(duì)教學(xué)環(huán)境的態(tài)度，因此兩個(gè)班級(jí)的問(wèn)卷略有不同如：實(shí)驗(yàn)組調(diào)查問(wèn)卷中，第9題為“你喜歡在智慧教室上數(shù)學(xué)課嗎？”；而控制組調(diào)查問(wèn)卷第9題則為“你想要去智慧教室上數(shù)學(xué)課嗎？”。實(shí)驗(yàn)組調(diào)查問(wèn)卷共26道題目，控制組調(diào)查問(wèn)卷共21道題目，其中17道題目為兩組相同題目。本次調(diào)研采用里克特5級(jí)量表，在SPSS中對(duì)兩份問(wèn)卷的信度(采用克朗巴哈α系數(shù))進(jìn)行計(jì)算，分別為：0.827(控制組)、實(shí)驗(yàn)組(0.753)，均在0.75以上，表明兩份問(wèn)卷均具有較高信度。

在認(rèn)知負(fù)荷部分，本研究采用由Hwang等人[29]于2013年提出的認(rèn)知負(fù)荷調(diào)查問(wèn)卷，該問(wèn)卷依據(jù)Paas[30]和 Swelle等人[31]提出的認(rèn)知負(fù)荷測(cè)量維度，共包含8道題目，其中5道測(cè)量精神負(fù)荷，3道測(cè)量精神努力。

(五)研究假設(shè)

1.在基于APT教學(xué)模型的iPad教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)于傳統(tǒng)多媒體課堂；

2.在基于APT教學(xué)模型的iPad教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣優(yōu)于傳統(tǒng)多媒體課堂；

3.在基于APT教學(xué)模型的iPad教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷高于傳統(tǒng)多媒體課堂；在一定范圍內(nèi)，認(rèn)知負(fù)荷較高有利于學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的提高。

五、基于iPad的APT教學(xué)模型的應(yīng)用效果分析

(一)基于APT教學(xué)模型的iPad教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)與傳統(tǒng)多媒體課堂存在顯著差異

課堂教學(xué)開始之前，為保證控制組和實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生的能力水平相當(dāng)，教師對(duì)兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了前測(cè)。教學(xué)實(shí)施后，教師再次對(duì)學(xué)生進(jìn)行后測(cè)，以對(duì)比兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)變化。并通過(guò)在SPSS中進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，分析兩個(gè)班級(jí)的前后測(cè)成績(jī)是否存在顯著差異，具體結(jié)果如表2所示。

表2 前后測(cè)成績(jī)對(duì)比

由上頁(yè)表2可知，在前測(cè)部分，實(shí)驗(yàn)組與控制組學(xué)生成績(jī)的平均值分別為7.42、7.96，標(biāo)準(zhǔn)差為1.59、1.97，兩獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)顯著性概率P值大于0.05，表明兩個(gè)班級(jí)之間不存在顯著差異。在后測(cè)部分，實(shí)驗(yàn)組與控制組學(xué)生成績(jī)的平均值分別為8.68、7.64，標(biāo)準(zhǔn)差為1.31、1.98，獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)顯著性概率P值小于0.01，表明兩個(gè)班級(jí)之間存在顯著差異，且實(shí)驗(yàn)組的成績(jī)平均值高于控制組，離散程度低于控制組，也即實(shí)驗(yàn)組學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于控制組。

(二)基于APT教學(xué)模型的iPad教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣略高于傳統(tǒng)多媒體課堂

教學(xué)后，學(xué)生填寫了《智慧教室環(huán)境下學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及認(rèn)知負(fù)荷》調(diào)查問(wèn)卷，實(shí)驗(yàn)組回收43份問(wèn)卷，控制組回收44份問(wèn)卷，回收率為86%、88%。在學(xué)習(xí)興趣部分，調(diào)研了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科、數(shù)學(xué)活動(dòng)、教學(xué)方式的興趣，共11個(gè)問(wèn)題，分別對(duì)每位學(xué)生在11個(gè)問(wèn)題上的得分及總得分的平均值，發(fā)現(xiàn)在“你有信心學(xué)好數(shù)學(xué)課嗎”一題中，實(shí)驗(yàn)組的得分略低于控制組，其余8個(gè)問(wèn)題及學(xué)習(xí)興趣平均值，實(shí)驗(yàn)組略高于控制組，通過(guò)在SPSS中進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)班級(jí)均不存在顯著差異。在“你喜歡課堂中的評(píng)價(jià)方式嗎？”和“喜歡本節(jié)課的教學(xué)方式嗎？”兩個(gè)問(wèn)題中，兩個(gè)班級(jí)存在明顯差異，且實(shí)驗(yàn)組的的得分明顯高于控制組，具體如表3所示。

表3 學(xué)習(xí)興趣對(duì)比

在控制組的問(wèn)卷中，設(shè)置了問(wèn)題“你想要去智慧教室上課嗎？”，回答情況如圖10所示。

圖10 “你想要去智慧教室上課嗎”答案分布

分析發(fā)現(xiàn)，59.1%的同學(xué)選擇非常想，20.5%的同學(xué)選擇想，15.9%的同學(xué)選擇一般，僅有4.5%的同學(xué)選擇非常不想。由此可知，控制組的同學(xué)對(duì)在智慧教室環(huán)境中學(xué)習(xí)也充滿興趣。

在實(shí)驗(yàn)組的問(wèn)卷中，調(diào)研了學(xué)生對(duì)利用iPad進(jìn)行學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)每個(gè)問(wèn)題得分求平均值并繪制條形圖，具體結(jié)果如圖11所示。

圖11 實(shí)驗(yàn)組在智慧教室中學(xué)習(xí)的興趣調(diào)查

由圖11可知，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在5個(gè)問(wèn)題上的得分均值均高于3.5，且在“你喜歡在智慧教室上課嗎”一題中，達(dá)到了4.58，表明實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生通過(guò)本節(jié)課在智慧教室的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步對(duì)基于iPad教學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣，學(xué)生對(duì)在iPad環(huán)境下進(jìn)行展示匯報(bào)興趣最大。

(三)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷高于控制組，適當(dāng)?shù)恼J(rèn)知負(fù)荷有利于學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的提高

認(rèn)知負(fù)荷與人類在學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)認(rèn)知架構(gòu)來(lái)解決學(xué)習(xí)目標(biāo)的方式有關(guān)。認(rèn)知負(fù)荷從精神負(fù)荷和精神努力兩個(gè)維度來(lái)測(cè)量，精神負(fù)荷與同時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生的信息數(shù)量所引起的認(rèn)知負(fù)荷有關(guān)；精神努力與學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織方式和學(xué)習(xí)策略所有產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷有關(guān)。因此，實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生需要同時(shí)面對(duì)真實(shí)環(huán)境與iPad中的虛擬環(huán)境的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷可能會(huì)高于控制組，具體分析結(jié)果如表4所示。

表4 認(rèn)知負(fù)荷對(duì)比

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在“你是否需要花費(fèi)很多的精力來(lái)回答這節(jié)課中的問(wèn)題？”一題中，兩個(gè)班級(jí)存在顯著差異，實(shí)驗(yàn)組高于控制組。在“這節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)你來(lái)說(shuō)難嗎”“這節(jié)數(shù)學(xué)課讓你感到沮喪嗎？”“你認(rèn)為這節(jié)數(shù)學(xué)課的教學(xué)方式對(duì)你的難易程度？”等三個(gè)題目中，實(shí)驗(yàn)組的得分低于控制組，但不存在顯著差異。其余四個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)組與控制組不存在顯著差異。且在認(rèn)知負(fù)荷平均、精神負(fù)荷平均、精神努力平均上，兩組不存在顯著差異。由此可見(jiàn)，基于iPad的教學(xué)可能會(huì)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷產(chǎn)生影響，但在一定范圍內(nèi)，較大的認(rèn)知負(fù)荷有利于學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的提升。

六、研究結(jié)論與討論

通過(guò)前期文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，評(píng)價(jià)(Assessment)、教學(xué)法(Pedagogy)、技術(shù)(Technology)為信息化環(huán)境下有效教學(xué)的關(guān)鍵要素。本研究提出了基于評(píng)價(jià)的信息化教學(xué)模型(簡(jiǎn)稱“APT教學(xué)模型”)，將APT教學(xué)模型應(yīng)用于移動(dòng)環(huán)境下的小學(xué)教學(xué)中，并以“扇形統(tǒng)計(jì)圖”為例，設(shè)計(jì)基于APT教學(xué)模型的教學(xué)模式，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究法對(duì)比傳統(tǒng)多媒體環(huán)境與移動(dòng)環(huán)境下基于APT教學(xué)模型的課堂教學(xué)效果，結(jié)論如下：

(1)移動(dòng)環(huán)境下基于APT教學(xué)模型的學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)于傳統(tǒng)多媒體環(huán)境。通過(guò)前后測(cè)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組(采用移動(dòng)環(huán)境下基于APT教學(xué)模型的課堂教學(xué))前測(cè)成績(jī)的平均值略低于控制組，標(biāo)準(zhǔn)差略高于控制組，通過(guò)獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，兩組之間不存在顯著差異，可認(rèn)為兩組水平相當(dāng)；通過(guò)分析后測(cè)成績(jī)發(fā)現(xiàn)，獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)的顯著性概率小于0.01，表明兩組之間存在顯著差異，且實(shí)驗(yàn)組的成績(jī)明顯優(yōu)于控制組。

(2)移動(dòng)環(huán)境下基于APT教學(xué)模型的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高于傳統(tǒng)多媒體環(huán)境。通過(guò)分析調(diào)查問(wèn)卷發(fā)現(xiàn)，雖然學(xué)生生活中接觸iPad較多，但學(xué)生在移動(dòng)環(huán)境上課的經(jīng)歷較少，iPad中許多學(xué)習(xí)APP對(duì)學(xué)生提出了新的挑戰(zhàn)。在“你有信心學(xué)好數(shù)學(xué)課嗎”一題中，實(shí)驗(yàn)組的得分平均值略低于控制組；其余8個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)組略高于控制組，但兩個(gè)班級(jí)均不存在顯著差異。在“你喜歡課堂中的評(píng)價(jià)方式嗎？”和“喜歡本節(jié)課的教學(xué)方式嗎？”兩個(gè)問(wèn)題中，兩個(gè)班級(jí)存在明顯差異，且實(shí)驗(yàn)組得分明顯高于控制組。通過(guò)對(duì)主觀題的分析發(fā)現(xiàn)，控制組有24位同學(xué)沒(méi)有提出建議，而實(shí)驗(yàn)組僅有3位，且實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生提出的建議均為經(jīng)過(guò)思考的有效可行的建議。由此可見(jiàn)，移動(dòng)環(huán)境給了學(xué)生開放空間，讓學(xué)生做到愿意思考，有話說(shuō)。

(3)基于APT教學(xué)模型的移動(dòng)環(huán)境下學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷高于傳統(tǒng)多媒體環(huán)境，但在一定范圍內(nèi)，較高的認(rèn)知負(fù)荷有利于學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的提升。認(rèn)知負(fù)荷與同時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生的信息數(shù)量以及學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織方式和學(xué)習(xí)策略有關(guān)，學(xué)生對(duì)移動(dòng)環(huán)境的熟悉程度明顯低于傳統(tǒng)多媒體環(huán)境，iPad中應(yīng)用的APP也是第一次使用，雖然課前進(jìn)行了短時(shí)間的培訓(xùn)，仍然對(duì)學(xué)生提出了較高的挑戰(zhàn)，因此移動(dòng)環(huán)境下學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷略高于傳統(tǒng)多媒體環(huán)境，但獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩組不存在顯著差異。

本研究所依托項(xiàng)目自2014年1月開展至今一年多，尚處于探索階段，教師在iPad環(huán)境下的教學(xué)過(guò)程中還存在一些技術(shù)操作、課堂時(shí)間掌控、教學(xué)活動(dòng)組織等多方面的問(wèn)題，問(wèn)卷調(diào)查的數(shù)據(jù)并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。在日后的教學(xué)中，我們將從以下幾方面進(jìn)行改變：首先，改變教師觀念，將課堂還給學(xué)生，由教師主導(dǎo)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體教學(xué)；其次，充分整合應(yīng)用iPad中多樣化教學(xué)資源，給予學(xué)生創(chuàng)作的空間；再次，實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)外的無(wú)縫連接、開展基于情景的小組合作教學(xué)；最后，建立科學(xué)有效的評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)方式多元化。我們相信，經(jīng)過(guò)積極探索與改進(jìn)，移動(dòng)學(xué)習(xí)能夠成為彌補(bǔ)當(dāng)前教學(xué)不足的一種有力手段。

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責(zé)任編輯：李馨 趙興龍

The Influence of Mobile Learning Based on the APT Teaching Model on Students’ Learning Interest and Performance—a Case Study of Primary School Mathematics

Zhang Yi1, Bai Qingyu1, Li Xiaoyan2, Zhu Yinghui2, Fan Fulan1, Xie Ling2
(1.School of Educational Technology, Central China Normal University, Wuhan Hubei 430079; 2.Attached Primary School of Huazhong University of Science and Technology, Wuhan Hubei 430079)

s: Mathematical literacy is the basic ability that every citizen should have. Mobile learning has gradually become a fashion trend in the current teaching. This study aims to develop an effective teaching model of mobile environment, A review of the literature would suggest that the key elements of effective teaching in the Information Environment are evaluation, pedagogy and technology.This paper provides a teaching model including Assessment, Pedagogy, and Technology(APT teaching model).This model advocates the teaching philosophy of promoting study by assessment. This study designed teaching process of “sector diagram” on the model.The effect of teaching activities in mobile environment was analyzed by experimental research method. The results suggest that teaching activities in mobile environment could improve the achievement, interest of students in learning; at the same time, it can also increase students’ cognitive load. But within a certain range, a higher cognitive load is conducive to students’ achievement.

APT Teaching Model; iPad; Mobile Learning; Traditional Multimedia Teaching

G434

：A

1006—9860(2016)01—0026—08

張屹：博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橐苿?dòng)學(xué)習(xí)與智慧教育、教育信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、教育信息化測(cè)評(píng)與發(fā)展戰(zhàn)略研究(zhangyi@mail.ccnu.edu.cn)。

白清玉：在讀博士，研究方向?yàn)橐苿?dòng)學(xué)習(xí)與智慧教育、教育信息化測(cè)評(píng)與發(fā)展戰(zhàn)略研究(641973815@qq.com)。

2015年11月28日

* 本文系青少年網(wǎng)絡(luò)心理與行為教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目“基于APT的移動(dòng)學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生知識(shí)建構(gòu)與創(chuàng)新能力的影響研究” (項(xiàng)目編號(hào)：2014C04)、華中科技大學(xué)附屬小學(xué)合作項(xiàng)目“基于APT教學(xué)模型的智慧教室創(chuàng)新應(yīng)用”的研究成果。