探索數字化融合學科教學的路徑研究

洪東忍 楊昌座

摘? ?要：借助數字技術與學科教學融合創新，實現個人數字化應用能力的提升。文章從備課環節開始，在課堂實踐的基礎上，總結了學情分析、數字教育資源的準備、數字化教學活動設計、學業評價等方面融合數學技術的方法，并結合案例進行分享。

關鍵詞：數字素養；學科融合；學情分析；教育資源；活動設計；學業評價

教育部于2023年2月13日在世界數字教育大會上發布了《教師數字素養》教育行業標準，旨在扎實推進國家教育數字化戰略行動，提升教師利用數字技術優化、創新和變革教育教學活動的意識和能力。標準制定了教師數字素養的基本框架，它包含數字化意識、數字技術知識與技能、數字化應用、數字社會責任、專業發展等五個一級維度，其中數字化應用是它的核心要素，體現在對教學設計、教學實施、學業評價、協同育人等方面進行的數字化應用，這些都對教育工作者的數字素養提出了新的要求。

如何聚焦于課堂教學，將數字技術與學科教學融合，最大化地發揮數字技術在教學中的作用，這些亟待各學科教師實踐研究和經驗分享。在參與一線教師的學科融合課的教研活動后發現，教師在備課環節如何融合數字技術與學科教學是可以遵循一定步驟的。

1? 學情分析

教學目標和內容的確定要基于學生的學情分析，經常包括學生的知識水平和經驗興趣等。學情的了解方式可以通過課前網絡問卷如釘釘、UMU、問卷星等技術手段實現，再借助平臺或相關圖表等數字技術對結果進行可視化分析。例如，數學教師想了解教學班學生的數學運算水平情況，可通過問卷星來發布問卷題目，并將統計結果生成圖表，通過統計圖表直觀分析學生在筆算乘除法這方面已有的基礎水平、運算能力（如圖1）。

2? 數字教育資源的準備

數字技術與學科教學的融合需要盡可能挖掘優秀教學資源，通過這些資源，學生能夠更好地掌握知識，同時增強興趣和提高理解。例如，虛擬仿真實驗室和數學建模軟件等各種學科軟件、主題相關的優秀微課視頻、優質的圖片和音頻素材、試題庫、教學互動平臺等，極大地促進本節課教學設計與數字技術的有效融合，有利于教師開展教學創新。資源的準備跟學科特點有很大關系。人文與社會科學類，應是各種擴展閱讀材料；自然科學類，應是不同學科的建模軟件、仿真實驗、制表工具、各種VR與AR軟件以及交互性課件等；外語學科，是與社會現實及大自然密切相關的“擴展聽、讀材料”^{[ 1 ]}。實踐中，中學理科類學科軟件的支持對本節課的數字化教學確實起到關鍵作用。如基于數學軟件的圖象探究的數學立體圖形的教學課上，讓學生借助平板終端的Geogebra軟件，探究“正方體的截面問題”（如圖2）；再如物理生物化學的虛擬仿真實驗，借助希沃白板5的生物虛擬實驗演示“膝跳反射”（如圖3）；而中學語文、政治、歷史等學科，往往需要整合優質圖文視頻素材來提高教學內容的解釋力和理解力；最后對所有學科，教學互動平臺和交互性課件都是可以充分應用來提高學生課堂參與度的重要資源。教學資源的選擇也很重要，盡量與主題實際情境有關，提高學生學習的動力。教師可以充分利用網絡進行搜索，篩選實用價值比較強的資源，完善教材難度與實用價值的搭配。教師要善于開發適合所教學科教學內容的學習資源為課堂教學所用。例如，數學立體幾何的教學，可以開發交互型課件助力學生對表面涂色的立方體個數規律的探究（如圖4）。

3? 數字化教學活動設計

教師要能夠依據教學目標設計融合數字技術資源的教學活動。“信息技術與課程深層次整合”的整體目標是要變革傳統的課堂教學結構，將教師主宰課堂的“以教師為中心”的傳統課堂教學結構，改變為既充分發揮教師主導作用，又能突出體現學生主體地位的“主導-主體相結合”教學結構^{[2 ]}。在融合課中，教學活動的方式方法特別需要進行改變。在數字技術設備支持的面對面教學環境下，教師可以利用數字技術提升學生參與度和交流主動性，實現教學活動的有序組織和高效管理，優化教學流程。例如，教師可以充分利用一體機或學生終端，通過資源豐富的多媒體交互課件進行互動教學；學生可以在終端完成測驗，教師實時收集學生反饋，發現和分析問題，調控教學進程，優化教學環節；教師提供學科軟件的操作平臺，學生自主探究和協作交流后分享結論；學生瀏覽教師推送的資料后，用思維導圖歸納觀點再展示評價等。在面對面的教學過程中，教師要敢于借助數字技術，實踐那些能有效變革課堂教學結構的創新教學模式，授課中多組織學生開展認知探究、協作交流、展示評價等活動，強調學生之間的互動。比如，學生答題器選擇完畢，統計結果顯示有明顯觀點沖突時，教師要充分啟發學生進一步討論和辨析，幫助他們更好地論證和調整自己的觀點，達成學習目標。例如英語課上教師讓學生兩次答題反饋結果并統計顯示（圖5）。師生集中面授的高效課堂需要學校提供數字技術環境支持，有的學校不具備條件也可以充分利用機房來開課，以學生機充當學習終端的做法值得廣泛推廣。

再者，教師要敢于創設混合學習環境，利用網絡數字技術平臺突破時空限制，創設網絡學習空間與物理學習空間融合的學習環境，然后再來設計教學活動。例翻轉課堂，讓學生在課前根據教師精心設計的“任務單”先自主完成基礎理論知識的學習，具體方式可以是看視頻、聽播客、閱讀電子書、查閱資料、網上討論等，線下教師把更多的時間用來師生交流及生生交流，解決課前自學后存在的主要問題。“三段四步”混合式教學可以說是翻轉課堂的進階版（如圖6），教學方式更靈活。教師按課前自學、課中活動、課后延展三個階段組織教學，合理分配好線上線下的時間比例，選擇類似UMU之類上手簡易的教學平臺，設計不同的線上教學活動如視頻教學、線上直播、討論板、在線測試等，以及線下教學活動如講授、互動和小組討論等。

教師還要努力利用數字技術資源開展個別化指導，可以利用類似“AI學智慧教育平臺”的作業評測分析系統（如圖7），發現學生知識的遺漏，開展針對性的培優補差；在尊重學生的能力和興趣方面，可以借鑒游戲的模式，擬定一個主題創設情境后，設計從簡單到復雜從易到難的進階活動，以資源推送、測驗闖關等信息手段，設計出支持根據學生個性特點選擇更深層次的知識研究的教學方案，助力學生成為更有能力的人。

無論選擇哪一種教學方式，設計的核心是如何實現課堂“以學生為主體”，讓學生從知識接收者轉為知識的建構者，成為信息加工的主體、情感體驗與內化的主體。這種角色轉化一旦養成，學生的學習力和思考力將得到充分鍛煉和提升，是受益終身的。

4? 學業評價

教學的最后環節是學業評價，如果具備平板學習終端，課堂上就可以隨時拍照展示、視頻投屏、評價打分、統計結果等，實時反饋學習效果。例語文課堂上學生依據詩詞朗誦的簡潔評價量規表互相打分（如圖8）。更進一步，教師還要考慮如何通過考試、作業、成果匯報來評估教學效果。這些學校都可以盡量依托一個穩定的平臺長時間采集相關數據，進行數據匯總、可視化解讀，并應用合適的數據分析模型進行學業數據分析，教師反思和改進教學，最終對學生掌握不夠理想之處則及時進行補缺補漏。

下面以一個高中數學教學案例的教學過程各環節的設計來展示備課思路，如表1所示。

當前，全面提升教師的數字素養還有一段歷程，但是，隨著國家、學校、教師群體的重視，以及我們教育工作者圍繞數字化教學應用的不斷探索、經驗總結和相互分享，相信數字技術運用于學科教學會越來越成熟，未來技術促進學生學習能力發展會越來越顯著。

參考文獻：

［1］ 何克抗.如何實現信息技術與學科教學的“深度融合”[J].教育研究，2017：90-94.

［2］ 牟艷娜.解讀《教師數字素養》標準：專訪標準編制組專家吳砥教授[J].中小學數字化教學，2023：5-8.

基金項目：福建教育學院培訓改革專項研究課題：指向融合創新課堂的教師數字素養提升研究”（2023PX-01）研究成果