數字教材平臺助力主題探究教學

馮海泉

信息時代，網絡科技不僅改變了人類的學習方式，而且改變了人類的大腦結構。傳統教學方式難以符合當代學生的“口味”。教師要循序漸進自我更新，運用技術手段提升教學，適應高度智能化的未來。探究式教學是呼聲很高的教學模式之一，曾經一度被認為是“學習的革命”。在我國，傳統講授式的教學觀念根深蒂固，這與探究式教學難以推廣有一定關系。探究式教學雖然面臨矛盾與困惑、場面流于形式、效果不盡如人意，但不是沒有解決方法。筆者借助粵教翔云數字教材應用平臺開展小學科學主題探究教學，收效甚佳，解決了傳統教學中的一些問題。

一、探究式教學存在的主要問題

筆者以“小學科學探究式教學存在的問題”為關鍵詞，篩選出近兩年的文獻，歸納“主要問題”如下。

（一）學生參與度不高

一方面，學生個體之間存在認知差異，導致一些學生跟不上活動進度，或者對“簡單”活動不感興趣，影響教學進度。另一方面，網絡科技的發展應用也給探究活動課的編排帶來了挑戰。學生可以在課外接觸很多科學知識，他們對課堂教學有較高的期望。探究活動如缺乏新意很難吸引學生。

（二）對科學課程重視不夠，師資力量薄弱

當前，一些學校仍然沒有認識到科學課程的價值，沒有意識到科學課程對于培養學生發現和解決問題的能力以及未來融入社會生活乃至終身發展的重要性。除了硬件設施不足外，師資力量仍然比較薄弱。在一些學校，科學教師沒有理工科背景，且多是其他學科教師兼任，他們知識結構單一，對探究活動理解片面，影響教學效果。

此外，鄧涵月^[1]認為，教師在探究式教學中重知識、輕能力，割裂了課堂學習與實際生活的聯系，容易以偏概全。吳西子^[2]認為，課程資源的開發與利用不足，活動局限在教室內，影響學生創新能力的培養。吳蘇慧^[3]認為，課堂教學時間有限，雖有師生互動，但方式單一。

二、基于平臺開展探究式教學的優勢

教育部倡導建立“互聯網+教育”大平臺，開設在線開放型課堂，滿足數字化教學需求。廣東省建設的粵教翔云數字教材應用平臺（以下簡稱平臺）有效支撐了全省1300多萬師生的創新應用。平臺提供了富媒體資源整合、數字內容交互、學習過程追蹤、大數據分析、知識服務等一系列云端環境下數字教育內容服務，推動了教育理念重塑、課堂結構重組、活動流程再造、教學模式重建，構建了以學生發展為本的課堂教學新生態。教師借助“教學應用”模塊，創設“主題探究”教學項目，支撐線上線下活動和成果展示，體現了教學主體參與學習活動的“自主性、開放性、實踐性、過程性”。

（一）有利于發揮學生的學習自主性

探究式教學是教師為實現一定的教學目標，指導和幫助學生自主建構知識、經驗或活動的過程。教師開展探究式教學對學生自主性要求較高，為保證活動順利開展，需要準備大量的學習資源。數字教材應用平臺上有豐富的教學資源，這是教師有效開展活動的基礎。此外，在平臺支持下，教師對學生遇到的問題可以及時給予指導，依據不同主題內容提供相應的幫助，包括工具、資源、方法等。教師可以在平臺上創建并完成主題探究教學的六個主要環節的工作任務：確定主題、活動設計、活動實施、成果展示、交流評價和總結反思。任務發布后，教師不需要口述，學生通過終端設備瀏覽任務，主動建構知識。必要時，教師可以給予個別指導，但要給學生“試誤”的機會。

平臺教學有利于發揮學生學習自主性：一方面，教師改變多講的習慣，讓學生作為課堂主體，隨時在終端上琢磨任務要求，加強自主探究能力，培養創新意識和創造潛能;另一方面，認知層次不同的學生都喜歡這種學習方式，他們互相影響，提升全員參與度。

（二）為學生提供自由開放的學習環境

平臺具有高度開放性，兼容電腦、手機等智能終端和多種軟件，支持不同教學場景中多種主體的應用，不僅支持教師自主加工教學資源，探究個性化教學方式，而且支持學生開展線上線下的個性化學習，有利于發揮學生主體性。

探究式教學過程中，不同的小組或學生個體可能就一個主題得出不同的看法，磨合需要時間。特別是科學探究，大多數情況下學生難以在一個課時內完成任務，如“種子發芽”“鐵生銹”“月相變化”等，有些必須在室外操作，如“風的觀測”“葉的蒸騰”“測量太陽高度角”等。這些矛盾與困惑與鄧涵月等人提及的“問題”契合。

借助平臺，學生可以在不同場景與家長或專業人士交流，不斷補充階段性成果，彌補兼職教師專業知識方面的缺漏，取得學習成果。

（三）有利于學生親身實踐

實踐活動是寶貴的學習資源，是迭代的基礎，教師要重視每個學生的學習狀態。活動主題來源于學生所處的學習、生活與社會環境中的實際問題，或與實際生活有密切聯系。學生參與實踐探究活動，能提高自身觀察、思考和解決實際問題的能力。計算機輔助教學也存在不足——教師通常展示主動型學生的成果，不能有效發現被動型學生是否真正參與實踐活動;產生的記錄單、成果材料等難以長期保存，實在可惜。平臺教學中設置了“成果展示”環節，教師能快速瀏覽各成員或小組參與進度，通過監督杜絕“懶人”出現，還能提高學生利用網絡資源和技術工具學習的能力，拓展學習空間，提供記錄活動過程的載體。

（四）有利于教師關注學生學習過程

探究式教學又稱“做中學”，強調學生在自主探索過程中，建構個體認知模型和方法架構。《網絡化大腦：適應現代大腦的技術變革》的作者加里·斯莫爾將人分成兩類，即數字原住民和數字移民，前者喜歡在網上碎片化閱讀，依賴手指輸入^[4]。科學家發現，互聯網雖然影響著所有年齡層的人群，但受影響最大的還是“數字原住民”。黃榮懷等人則認為在數字時代成長起來的一代人其群體特征很難鑒定，不存在“數字原住民”，技術對當代學生的學習方式的影響程度因使用技術的深度不同而表現出差異，對于技術介入較深的學生，正呈現出“用技術”和“強交互”的特征^[5]。借助平臺，學生易從“交流”環節快速搜尋到感興趣的碎片化內容，建構他們的思維活動。“評價”環節類似“圈粉”，從“德西效應”看，給予被動型學生發表言論機會，讓外部動機激發內部動機，顯得更有效。嚴權認為：教師應注重學生探究過程，讓學生學會交流和合作，因為體驗和表現比結果更重要;在探究中得到發展，是探究式教學的最主要目的。在評價學習成果時，教師應該注重學生的態度和過程，對其評價應以形成性評價為主。

三、應用案例

平臺的優勢正好彌補探究式教學的不足。筆者在平臺的“教學應用”模塊，創設“主題探究”活動，以下結合實踐闡述如何設計應用。

（一）確定主題

確定主題是教師開展探究式教學的首要工作，教學設計諸環節都應該圍繞主題實施。基于數字教材的主題探究教學應體現探究學習的價值，幫助學生在學習過程中解決實際問題，解決“真”問題。探究主題的確定在很大程度上決定教學活動的效果。

筆者在粵教版《科學》五年級下冊“身邊的橋梁”單元的基礎上，設計了“增強梁橋的承重能力”的主題探究活動。這單元安排有6個課題，先介紹梁橋、拱橋、懸索橋、框架橋四種橋梁結構，再設計和制作一個具有一定承重能力和一定跨度的橋梁模型。對于教材第6課中的“設計橋梁模型”技術與工程任務，如果教師讓五年級學生憑喜好來設計，結果通常是“設計很豐滿，現實很骨感”。所以，筆者根據以往經驗并基于對五年級學生的能力水平，決定在第1課開始就明確技術與工程任務。在完成第1課梁橋結構學習任務后，教師在平臺上發布“增強梁橋的承重能力”的主題探究任務。學生以第1課中呈現的“琪琪”的梁橋設計方案（如圖1）為基礎，在單元學習過程中，為實現“增強梁橋的承重能力”的目標，以小組為單位，不斷思考如何增強梁橋的承重能力，逐漸形成本組的設計圖，在單元學習的最后一課制作成品。

（二）活動設計

活動設計是教學中的核心內容。教師圍繞教學目標和主題，根據探究任務類型、學生情況及應用場景，設計適當的任務，借助“思維導圖”和學習資源，為學生參與活動提供支持。

1.選擇教學應用場景和探究組織形式

各地學校教學資源存在差異，智能終端的配置不一，“一對一”“一對多”“一對全”三種教學應用場景都可能出現。選擇什么樣的探究形式往往受教學應用場景制約，教師在設計教學活動前應了解、判斷所處的教學應用場景（見表1）。

該主題主要體現工程技術領域的有關內容。學生的關鍵任務是設計。教師將培養學生協作設計、解決問題的能力擺在首位，以“一對多”的探究形式組織活動。

2.設計探究活動內容

設計探究活動的內容包括情境創設、目標要求、資源準備、探究工具、成果形式和學習指導6個部分，對于自主探究活動的設計還包括設計探究步驟。筆者以“琪琪”的梁橋設計方案為情境，提出“增強梁橋承重能力”的目標。學生可以在梁橋的“梁和橋面”上下功夫，也可以融合其他橋梁類型的結構優點。為有效開展活動，筆者設計了記錄表（如圖2）。

（三）活動實施

活動實施指學生在教師的指導下，在平臺上利用已有資源，通過自主探究、協作探究或群體探究的形式對所獲得的信息進行思考和分析，建構知識的學習過程。

主題活動的實施過程貫穿單元教學過程。在學生學習拱橋、懸索橋、框架橋的過程中，教師要指導學生能否將其他橋梁結構的優點與梁橋的特點有機組合，改良“琪琪”的設計方案。在實施過程中，教師提示學生，設計方案必須符合梁橋的特征且制作要簡單，量力而行。經常有學生設計的方案不符合梁橋的平直特點，或設計的結構太復雜，超出自身能力。教師利用平臺的“臨時討論組”工具群發指導意見。需要注意的是，教師指導要把握時機，留給學生探究的時間，給學生“試誤”的機會，在學生思考后給予幫助。

心理學的動機理論認為，學生帶著明確的目標學習，在整個活動中專注力時間更長，這一點在平時愛“搗蛋”的學生身上效果尤甚。

（四）成果展示

學生借助平臺，以個人或小組為單位展示成果。成果形式是多樣的，如文檔、影音、圖像等。如何指導學生填寫活動表？筆者讓學生先在“作業本”中完成階段成果，在深入學習中不斷完善，直至完成第5課“橋梁里的框架”學習后，將最優的內容填入活動表，然后在平臺上“提交”。該主題活動以“一對多”的協作探究方式開展，筆者強調各組結構性設計要差不多，小組長要綜合各成員方案的優點，整合出一份最佳的小組成果在平臺上以圖像形式提交。

（五）交流評價

交流評價環節，指教師和學生通過平臺進行交流、討論和評價學習成果，以評促學。此環節，教師應抓住關鍵，引導學生進行思維對接，激發和保護他們參與合作交流的積極性。教師可以通過App上的“交流評價”隨時查看學生的動態，給予指導。該主題活動中，第6小組直接給“琪琪”的梁橋上增加兩個橋墩，筆者留言糾偏“在橋面下增加橋墩，會減小梁橋的跨度”。第3小組在“琪琪”的W梁內部增加圓柱，筆者提出“在W形梁上增加圓柱形梁，如何固定兩種梁結構？”交流評價很重要，筆者發現，學生更愿意花時間優化成果。當代學生喜歡“粉圈”里被贊的感覺，在家中也會關注別人對自己的評價。

（六）總結反思

總結反思是師生從探究活動中總結經驗教訓的環節，包括學習反思和教學反思，但在主題探究活動中這一環節容易被教師忽視。學習反思是學生對探究過程的回顧，對學習結果的檢驗過程。教學反思是教師對教學實踐的深思考、重認識、攢經驗。教學反思包括對學習支架提供、教學方式、學生學習結果三個方面的反思。教師通過反思為下一個學習活動的設計提供基礎、思路和策略，有利于提高自身教學水平。

筆者從學生制作過程中發現，各組都應用了多種方法增強梁橋承重能力，但大多是方案簡單的小組在課時內完成任務。學生的協作能力、動手能力等還有很大提升空間，但是筆者看到所有學生全神貫注思考、操作，非常欣慰。

注：本文系廣東省中小學教師信息技術應用能力提升工程?2.0試點校、試點區專項科研課題“粵教翔云數字教材應用平臺與小學學科融合的研究”（課題批準號：TSGCKT20211）的階段性成果之一。

參考文獻

[1] 鄧涵月.探究式教學在小學科學課堂教學應用中的問題與對策研究[D].重慶：西南大學，2020：25-27.

[2] 胡西子.小學科學探究式課堂教學案例研究[D].南京：東南大學，2019：38-40.

[3] 吳蘇惠.小學科學探究式教學的現狀研究[D].長春：長春師范大學，2020：15-22.

[4] 曉暉.數字時代，我們的大腦被改變了？[J].百科知識， 2015（5）：12-14.

[5] 黃榮懷，楊俊鋒，周穎，等.當代中小學生學習方式偏好及課堂教學變革訴求研究[J].電化教育研究，2014（2）：27-32.

（作者系廣東省陽江市江城第一小學教師）

責任編輯：祝元志