探究以數字互動理論為基礎的教學

王珂

小學教育的根本目的，是為學生后續的學習以及成長奠定基礎。學術性知識并不是決定學生成功的唯一因素，學生進入社會與職場，必須具有分析、評判、協作與交流的能力，這是新時代學生應有的核心素養。學生核心素養中的終身學習能力、自主學習能力以及知識創新能力，都需要以深度學習作為基礎，深度學習是現代教育理念發展的結果，也是未來教育改革的重要課題。

一、相關概念解讀

（一）互動理論

互動理論是從社會心理學領域引入教育教學領域的概念。“互”是交互、交替，“動”是發揮出作用或影響。在課堂教學中的互動理論，是指學生與教師在教學工具作用與影響下實現的多向交流與溝通。本文的數字互動理論，是指區別于傳統課堂教學模式、以數字化信息技術為基礎的課堂互動技術。

（二）深度學習

深度學習是相對于淺層學習的一種學習方式。深度學習中包含了高水平學習以及主動的認知加工，具體表現為學生對知識的批判性理解，探究知識之間的邏輯關系與結論。我國的學者認為，深度學習是在理解的基礎上，學習者能夠批判性地接觸新知識新思想，并將其融入原有的知識體系，實現知識遷移，將不同的思想有機地結合起來，用于決策或解決問題。總而言之，深度學習是一種運用高階思維的主動學習行為。

（三）數字互動理論與深度學習

在教育教學中應用數字技術，改變了教育的基本面，它作為開展深度學習的重要教學媒介，為教師設計教學活動創造了充足空間，教師能夠帶領學生進入深度學習的體驗，讓學生在學習的過程中逐步養成探究合作等核心素養。

小學科學課程的主要目的是培養學生的科學素養。在互動理論與深度學習的指導下，教師要在觀察與實驗的基礎上，培養學生分析推理及評價的能力，這也是高階思維的重要組成部分。運用現代化的交互設備，例如平板電腦或傳感器等，可以為學生提供認知工具，促進學生深度學習行為的發生。

二、互動理論對小學生高階思維的促進作用

高階思維是在高認知水平的基礎上進行的心智活動，也是高層次的認知能力。在教育目標分類中，將其總結為分析、綜合、評價、創造等高認知水平的能力。想要開展深度學習，就要具備高階思維能力。在小學科學課堂中，應用數字互動理論有助于培養學生的高階思維。

（一）應用傳感器提高實驗效率，提高學生的分析推理能力

在傳統的小學科學課堂教學中，針對實驗結果的數據分析存在著較大的誤差，學生在記錄過程中會無意識地加入主觀判斷，影響結論推導。傳感器有著智能、精準、簡單的優勢，將其應用在課堂教學中，具有如下突出效果。能為學生創設自主探索的平臺，教師能夠將科學知識與科學現象直觀地呈現給學生，極大地提升科學教學的客觀性、實驗的精準度，并且節省實驗時間;能為學生預留出充足的觀察、思考、分析的時間;能充分調動學生的思維參與科學探究，實現手腦共用，促進實踐能力與思維能力的同步協調發展。

應用傳感器技術能夠將小學科學中的定性實驗轉化為定量實驗。例如，在小學科學“不同物體反射光的能力”這一實驗中，運用傳統的小學科學實驗模式，無法開展定量實驗，不同顏色、不同材質的物體對光的反射能力存在著差異，這會干擾學生的認知。但是在實驗中應用光強傳感器與數據收集器，能夠將實驗過程以數字化的形式呈現出來，讓學生記錄下不同物體光反射能力的數據;學生在實驗過程中可以將精力放在數據記錄、數據分析與結論推導中，側重定量研究與統計分析。這樣，在構建科學概念的同時，培養了學生的高階思維，進而開展有效的深度學習。

（二）交互白板實時互動，提高學生的評價能力

基于學習科學的視角，學生通過教師的引導，實質性地參與學習共同體，當心理機能由純粹的認知走向獲取身份認同的雙重發展時，才能進入深度學習。交互式電子白板的兼容性很強，能夠與平板電腦或投票器等設備或工具共同使用，為學生營造出互動學習的環境;學生在學習的過程中能夠與教師或同學展開交流，共同構建起知識框架，促進深度學習的持續開展。

小學科學課程經常會進行一些觀察實驗等探究活動，學生要在實驗過程中填寫實驗記錄表;一些教師可能安排學生設計實驗活動，學生需要制作設計圖。傳統的小學科學課堂交流是每一個小組逐一進行展示與匯報，但是在其他小組的匯報過程中，學生往往無法將注意力集中在傾聽他人的發言上，影響了科學課堂的教學效率。應用交互式電子白板或是平板電腦能解決這一問題。通過學習平臺，學生可以將實驗記錄、觀察記錄與設計圖上傳到大屏幕上，為其他同學介紹，彼此互相評價。同時，運用信息技術，可以同時展示多個小組的研究成果，以便學生對比分析與總結，共同構建知識。除此之外，交互式電子白板能夠結合概念圖，將其應用于課堂總結，學生與同學或教師共同探討總結知識點，構建知識網絡。例如，在小學科學《光的反射》一課教學中，教師可以應用平板電腦的交互功能，整理出知識概念體系，幫助學生實現新舊知識的銜接。

交互式電子白板能夠實現課堂教學的實時呈現。學生的學習成果能夠及時反饋在教師端，教師能夠根據學生的學習情況調整教學進度，提升教學效果;學生也可以根據自己的學習情況進行反思與復習。在小學科學課堂中引入新技術，能夠提升課堂互動的實效性與交互性。在師生、生生的討論過程中，學生不僅能傾聽他人的意見，同時也能表達自己的觀點，進而發展學生的批判性思維以及評價能力。

（三）虛擬實驗模擬實境，提高學生的問題解決能力

學習不是一個獨立的事件，而是生活實踐的一項重要組成部分，在一些復雜的生活情境中，往往可以實現深度學習。但在小學科學教學過程中，受到空間、時間、學生心智思維水平的影響，往往無法最大化地利用課堂時間，或是受到外界因素的影響，導致實驗結果出現偏差。這些問題都會對學生的科學探索興趣產生影響，進而限制學生問題解決能力的形成。深度學習需要銜接現實世界，因此在課堂教學中，教師要營造適合開展深度學習的環境，促進學生深度學習活動的發生。

虛擬實驗是基于多媒體技術、虛擬現實與仿真技術，通過計算機替代部分或全部的實驗操作環節，學生可以在接近于真實的實驗環境中開展實驗活動，取得的實驗結果準確率也十分高。對于缺乏動手能力的小學生來說，應用虛擬實驗可以幫助學生解決一些實際操作中復雜的問題，能夠及時地反饋學習效果，激發學生的學習動機，促進深度學習的生成。

例如教師在講解“光沿直線傳播的”這一知識時，可以借助虛擬實驗設計一個光線走迷宮的情境，讓學生操作平板電腦，嘗試讓光線走出迷宮，學生可以根據自己的所學知識，嘗試不同的方法解決問題。在傳統的小學課堂中，用實物操作則很難有效地開展這一實驗。

三、結語

以數字互動理論為基礎的科學課堂教學，通過轉變教師的教學手段和學生的學習方式，有目的地把學生的學習設置在具體的、有意義的探究情境中。學生學習深層次動機被激發，學習主動性增強，學習興趣更濃厚，學生在科學課堂上能積極持久地參與其中。從而可有效地培養學生的分析推理能力，發展學生的評價能力，提高學生的問題解決能力，幫助學生形成良好的科學素養，教會學生用積極的態度理性地、實事求是地對待生活，解決生活實際中遇到的各種問題，培養學生勇于探索的科學精神。