“未來教室”：小學數學教學的新時空

仲秋月

摘要：“未來教室”以其雙軌展示、多元互動、自由板書、知識可視等特點，標志著當今信息技術與課程整合的發展趨勢。文章從“未來教室”的靜態演示、動態操作和智能互動這三大功能出發，結合具體課例，闡述了“未來教室”對優化小學數學教學的實踐價值。

關鍵詞：未來教室； 小學數學教學； 交互工具； 智能互動

中圖分類號：G622 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2017）01B-0061-03

標志著教育信息化新時代的“未來教室”已在蘇州市幾十所學校開展了試點教學，其雙軌展示、多元互動、自由板書、知識可視等特點讓人耳目一新。這不僅僅是學習空間、手段方式上的變化，更是教師教學理念、課程形態、課堂結構以及教育教學模式等方面的一場重大變革。

高端先進的多媒體設備為學生打開了更多的信息渠道，在視聽感官方面的刺激增強，能提高學生學習的興趣與積極性；即時書寫、作業上傳等交互方式，能讓課堂教學更好地突出學生主體，體現出教學的生成性和有效性；未來教室所提供的網絡環境讓生生、師生之間以及課內課外的界限得以打通，學生可以在組內分享，也可以在組際交流，甚至可以在互聯網中與世界各地的朋友們探討問題，它為學生提供了一個更為廣闊和開放的學習場域。然而，這些優勢還不足以完全體現未來教室在數學教學中的價值。

眾所周知，數學學科具有高度的抽象性和嚴密的邏輯性，而數學思維的形成必須經歷一個“數學化”的過程，缺失過程的抽象結論對于學生來說是沒有意義的。因而，數學學習要讓學生在操作、實驗、觀察、比較、想象和思辨的過程中自主探索，抽象概括數學的本質，同時積累與之相關的活動經驗，發展數學學習的能力。“未來教室”的雙屏顯示功能拓寬了信息傳輸渠道，利于加強學生生活與數學知識之間的過渡與聯系，便于學生通過對比，在“變”與“不變”中抓住知識的本質。“未來教室”的交互工具，提供給學生一個開放式的自主探索空間，以交互工具的可控性，避免或減少實物操作的不規范所帶來的認知障礙。“未來教室”的互動環境為學生創設了直接感知與即時評價有機結合的學習平臺，將模糊的直覺感受進行量化，將內隱的思維過程顯性化，幫助學生積累數學學習經驗，促進學生元認知的發展。

下面以二年級下冊《認識時、分》一課為例，談一談“未來教室”中的信息技術手段在這一課中起到的教學作用。

一、靜態演示：利用觸控雙屏強化比較，揭示知識本質

與原來傳統教室中一塊黑板一支粉筆相比，“未來教室”中的液晶觸控顯示雙屏、平板電腦等學生移動終端以及電腦一體機觸控顯示屏等豐富的多媒體設備，為學生構建了一個信息通道多元的學習環境。學生置身其中，自然會接收到更多的信息，通過對信息的接收、選擇和處理，有助于學生對知識的深入思考和理解，同時也鍛煉了學生的信息加工能力和觀察思辨能力。

以液晶觸控顯示雙屏為例，這并不是簡單意義上的將一塊屏幕增加到兩塊屏幕，用以顯示雙倍的內容，而是利用副屏與主屏之間的信息關聯與疊加，起到“1+1>2”的功效。

時鐘是人們生活中常用的計時工具，學生認識時刻有一定的生活體驗，但要能分清時針和分針，準確讀出鐘面上現實的時刻，對于二年級的學生來說是個難點。因此，本課在教學“認識整時”這一環節時，以生活情境引入，左屏出示一張小朋友起床的圖片，喚醒學生對于時刻的生活經驗，然后右屏出示鐘面，學生能準確地讀出時刻——7時。第二張情境圖是學生上學，他們也有相關的生活經驗，知道上學時間一般是8時，根據右屏出示的鐘面，學生自然能夠準確報時。接著，教師告訴學生7時和8時都是整時，左右兩屏分別顯示這兩個整時鐘面，并將情境圖隱去，引導學生從生活數學漸漸地走進學科數學。學生通過觀察和比較，發現這兩個鐘面上既有相同又有不同，相同的是分針都指向12，不同的是7時，時針指向7，而8時，時針指向8。通過比較，學生對于整時有了進一步的理解：整時的分針指向12，時針指向幾就是幾時。

二、動態操作：運用平板電腦交互操作，探索數學規律

“未來教室”里所配置的學習終端，包括液晶雙屏、電腦一體機和學生平板電腦等，除了顯示功能以外，還都具備觸控交互功能。特別是人手一個的平板電腦，為每一位學生使用“交互工具”參與探究性學習提供了可能。教師根據學習內容，為學生提供相應的數學“交互工具”（如PPT、白板課件、Flash小程序、Authorware課件等）。學生在教師的引導下，在“交互工具”模擬情景下，根據已有的知識經驗，有目的地改變工具的各種參數進行自主探究學習，工具會根據學生的操作即時作出反饋，呈現結果。在這樣的環境下，學生與電腦互動，經歷發現知識、掌握方法和尋找規律的過程，逐步建構數學知識的意義與內涵。

認識鐘面是認識“時”“分”這兩個時間單位、認識時刻以及計算經過時間等知識和技能的基礎，從某種意義上看，認識鐘面即是認識鐘面上隱含著的一套極為嚴謹的數學結構。筆者設計了“做鐘面”的“交互工具”來突破這一教學難點。學生通過對大量鐘面圖片的觀察以及生活經驗知道，鐘面上有1—12的數、長針和短針，還有一圈刻度。此時，教師提供給學生的“交互工具”即是一個空白的鐘面，在工具欄中給出這些組成部分，讓學生通過拖移的方式重新組裝成一個完整的鐘面。如果學生將數拖移擺放到不正確的位置，“交互工具”會作出即時反應，將這個數退回工具欄中，促使學生重新思考并認識鐘面上各個數的位置。在反復操作、嘗試探索以及小組討論的過程中，學生能逐漸發現鐘面上各數位置的順序關系和對應關系。比如有的小組能發現鐘面上4個數的位置比較特殊，12在最上面，6和它相對，3和9左右相對等等。“交互工具”的設計契合了兒童的年齡特點，功能強大，操作簡便，突破了傳統的單純依賴觀察和記憶認識鐘面的弊病，也較好地改善、優化了學生對紙質模擬鐘拼貼的操作，從而使探究活動在深度和廣度上都超越了傳統的教學。

“交互工具”還具有可反復操作的優越性，因此不僅能在課堂上輔助學生探究學習，亦可作為一個“微教學單元”發揮更大的教學效用。

除了“做鐘面”的 “交互工具”以外，本課還設計了一個學生認識時刻的“撥鐘”練習。學生用鼠標點擊拖動時針和分針，當撥對或撥錯顯示的時刻時，會有相應的提示語音。像這樣的“交互工具”上傳到云端，可以為更多的學校及師生所使用，也可以讓學生在課前自學，實現課堂的翻轉，或者讓學生課后反復操作練習等等。當然，“未來教室”教學過程中，同樣可以利用網絡空間資源，以此實現教學的泛在化、自主化和個性化。

三、智能互動：借助信息終端科學判析，提升活動經驗

“未來教室”借助StarC等信息平臺，可以實現課堂教學的智能互動。例如教師可以隨時將觸控雙屏上即時生成的任何信息截屏后，以圖片的形式發送給學生，或者將課前準備好的文字、圖片、音視頻資料以作業發布的形式推送到學生學習終端上。當學生完成并提交圖片或作業后，系統能進行相關的數據收集和統計，如提交作業份數、選項統計等等。利用好這些智能互動的功能，可以幫助教師對學生的學習情況進行全樣本和全過程的分析，使得教與學的分析、診斷、評估更加清晰，使教師對學生的終結性評價演變為形成性評價，促進學生的個性化發展。同時，即時反饋和數據分析功能也提高了學生對自我評價的意識和效度，能有效促進學生感知覺及元認知水平的發展。

在《認識時、分》這一課中，讓學生感受1分鐘持續的時間，形成對1分鐘時間的正確體驗，是認識“分”這個時間單位、培養時間觀念的關鍵。借助具有周期性的生理活動以及學生感興趣的游戲活動，讓學生親歷1分鐘時長的量化過程，對學生逐步增強1分鐘的實際體驗、抽象形成難以言傳的1分鐘的時間概念、進一步突破教學難點，有著重要的作用。教學這一環節時，教師將“活動菜單”發送給學生，其中包括數心跳、做口算、寫字、讀文章、拍球和畫星星這幾項，學生在小組中進行交流并確定自己所選的活動。當學生在1分鐘內完成所選活動的操作后，將數據發送給系統，利用系統的統計功能，可以呈現1分鐘內學生完成這些活動的數據分析，這樣就避免了低年級學生因計數誤差較大而引起的誤識。為了讓學生進一步體驗1分鐘時長，強化1分鐘時長的衡量標尺，在體驗活動之后，還安排了一個“估計1分鐘”的游戲活動。教師給學生提供了一個計時軟件，讓學生在剛才的活動感受1分鐘的基礎上，用自己的“時間尺”估計1分鐘的時間。當學生認為1分鐘時間到時，按下軟件中的確認按鈕，這時學生終端便顯示結果并自動將學生的估時結果提交到系統平臺，他們能以此判斷自己估時的準確性，教師也能通過系統平臺的數據統計，了解學生的估時情況，從而更好地幫助學生建立1分鐘時長的感受，提升基本數學活動經驗的效度。

從傳統教室變革為“未來教室”，不只是時空上的轉換，也不僅僅是硬件、設備、技術手段這些物理因素上的變革，更重要的在于教育教學理念和模式上的變革。《認識時、分》的課例，如管中窺豹可見一斑：聲像影音等多媒體設備的同步演示，顯著增加了學生在課堂學習中的信息量；交互工具對于激發學生探究興趣、引導探究方法起到了一定的作用；信息平臺的智能互動以及即時評價等功能，幫助教師和學生更好地了解教與學的情況。隨著媒體設備及教育輔助軟件程序的進一步開發和使用，“未來教室”在教學中的作用毋庸置疑，勢必日益強大。這些雖然對教師提出了較高的要求，但掌握好“未來教室”信息技術的應用手段，定能開辟小學數學教學的新時空。

責任編輯：宣麗華

Abstract： The future classroom is characterized with double display， diversified interaction， free blackboard writing and knowledge visibility， marking the developmental tendency of information technology integrating with courses nowadays. This essay discusses the practical values of the future classroom in optimizing primary school mathematics instruction from three functions such as static demonstration， dynamic operation and intelligent integration.

Key words： future classroom； primary school mathematics teaching； instrument； intelligence