中小學學科教學專用軟件的研究與應用

張玉鳳 鄭寬明

關鍵詞：中小學；教學專用軟件；研究

我國教育信息化進入2.0，即意味著教育信息化“轉段”進入融合創新的新階段[1]。在這個背景下，必須提高教師和學生的信息素養，教師應對教學模式進行創新，打造全景教學情境，有效并恰到好處地運用在課堂教學中。學科教學專用軟件的出現，不僅會助力教學模式革新，也會加快教育的信息化程度。然而，教師在應用這些軟件時還存在一些問題，如對軟件功能的深入研究不足、過度依賴軟件等。本文將針對這些問題，提出相應的解決措施。希望這些軟件的功能、交互界面及其提供的學習支持服務能夠隨著移動開發技術的發展而不斷改進[2]，從而能高效地輔助教學工作順利有效地進行。

1 學科教學專用軟件概述

學科教學專用軟件是針對某一科目或某一類科目而專門設計的輔助教學工具，它既促進了信息技術與其他學科的整合，也代表了計算機輔助教學的發展趨勢。這些軟件包括幾何畫板、物理畫板、納米盒、作曲大師、在線地圖、聽力訓練軟件、虛擬實驗室等，它們為使用者提供了一定的輔助工具，可以解決一些較為復雜的問題。

自21世紀以來，隨著信息技術和人工智能技術的飛速發展，各學科教學專用軟件蓬勃發展。這些軟件可以幫助教師備課、提高自身專業素養、豐富教學活動、提高課堂學習效率，同時也便于學生課后自學和查漏補缺。然而，由于各學校的情況不同，一些軟件在中小學的應用還不夠廣泛。表1列舉了常見的中小學學科教學軟件。

本研究將重點介紹幾種適用于課堂教學的學科專用軟件，這些軟件也可用于課后鞏固練習。目前，教學軟件主要用于課外自學或輔助教師備課，能夠用于課堂教學的學科專用軟件相對較少。部分軟件在移動手機上使用更方便，而課堂上顯然沒有這個條件，因此課外自學軟件占據了市場的大部分份額。例如，作文紙條、洋蔥數學、物理實驗室、燒杯免費學習、作曲大師等軟件主要適用于移動設備，主要用于課外提升。

2 學科專用軟件分析

2.1 各學科專用軟件的功能及特點

本文將從語文、數學、英語、化學、地理、音樂六個學科中各選取一個典型的學科教學專用軟件，按照其用途分為課堂教學類、課外自主學習類、課內課外結合類三種類型，并對其各自的功能和特點進行研究。這里需要說明的是，這些教學軟件究竟用于課堂教學還是課外自學，并沒有嚴格的界限，只是根據其功能歸類到更適合的學習方式中。

1） 課堂教學類學科教學專用軟件

課堂教學類的教學軟件以幾何畫板和GoogleEarth為例，分析它們的功能及特點。幾何畫板是一款教育軟件，具有簡明便捷、動態性、形象生動等特點。它可以進行圖形變換、測量和計算，還能繪制函數圖像和制作簡單的動畫[3]。使用幾何畫板可以幫助教師更好地教授課程，也有助于學生深入理解和掌握數學知識。

谷歌地球是一款商用軟件，可在臺式機上瀏覽高精度衛星影像及3D資料。它具有地圖查詢、星空教學、模擬飛行、制作共享發布地標等功能。谷歌地球的特點是動態性、交互性、多維性和豐富性。相比傳統紙質地圖，它能生動地再現實際地表狀況，信息更豐富，并且可應用虛擬現實技術讓人有身臨其境之感[4]。總之，谷歌地球功能強大，界面簡潔，更易操作，是學習地理的得力助手。

盡管這類學科教學軟件能夠輔助教師提高教學效率，但大多僅限于課堂教學。由于移動終端設備的快速普及，這些軟件的功能和便利性受到了挑戰，再加上許多軟件存在版權限制等問題，其發展前景不太樂觀。

2） 課外自主學習類學科教學專用軟件

課外自主學習類的教學軟件以紙條和Ear Master 為例，分析它們的功能及特點。紙條App是一款專門為語文科目寫作設計的手機軟件，具有學習和社交功能。它包含“作文”“發現”“會員”“小賣部”和“我的”幾個界面，用戶可以制定學習計劃，學習已有作文素材，參加專題性寫作活動并評價他人作品。該軟件具有趣味性、練習充足、素材豐富、系統性強等特點，能夠幫助用戶快速積累作文素材，提高作文水平，增強邏輯思維[5]。

Ear Master是一款熱門音樂教育軟件，可在電腦端和平板上使用，提供了豐富的教學活動和全面系統的訓練。該軟件可以幫助用戶學會和弦辨認、和弦轉位、和弦進行、韻律視唱、韻律模仿、韻律默寫和韻律錯誤的校對，還能根據樂譜直接唱歌或演奏旋律。通過這些訓練，用戶能更好地掌握旋律，為學習新歌曲等打好基礎。Ear Master具有豐富的教學活動、系統全面的訓練、高交互性和實時檢測反饋學習進程等特點[6]。在趣味教學中，用戶不會覺得學習視唱是一種負擔，對于音樂初學者來說，完全可以將其當作一場游戲。同時，該軟件還提供了多種輸入模式，用戶可以用鋼琴鍵盤、吉他指板、五線譜、多選項按鍵等回答問題，也可以用哼唱、鼓掌或在樂器上彈奏的方式進行操作，軟件會自動辨識并提供正確答案。Ear Mas?ter是一款功能強大、方便實用的音樂教育軟件，能夠減輕學習音樂的壓力，幫助用戶更好地掌握音樂知識和技能。

3） 課內課外結合類學科教學專用軟件

課內課外結合類的學科教學軟件，這里以納米盒和虛擬實驗為例，分析它們的功能與特點。納米盒是一款專為中國兒童及其父母開發的學習指導及成長軟件，其界面包含魔法書、書架和成長圈三個板塊。魔法書板塊提供課本、課外書、直播課程和打卡任務，書架則分為閱讀和工具兩部分，而成長圈則包含各種中英繪本、連環畫、科普知識和藝術。該軟件的功能包括點讀、配備同步練習卷、提供天天背單詞等學習工具，還有訓練聽力和口語的功能，并具備語音測評系統，及時提供反饋。其特點在于符合兒童心理特征，具有趣味性，功能強大，能進行讀、聽力、口語、單詞、語法、閱讀全方位的練習，并提供豐富的微課資源和有聲繪本，便于課外閱讀和學習[7]。

虛擬實驗是一款模擬實驗軟件，可用于課堂教學或課下練習，提供單人練習和雙人PK兩種模式。該軟件真實模擬實驗情景，進行仿真實驗，實驗前會明確告知實驗目的和器材，實驗中會給出操作提示并解釋意圖，每一步操作及選擇的實驗現象和階段性結論的正誤會及時得到反饋，實驗結束后會形成總體評價和實驗結論，并生成實驗報告，方便下載復習。該軟件具有便捷自由、交互性和共享性等特點。它打破了時間和地點的限制，無需消耗實驗成本，彌補了傳統實驗課的不足。其豐富的人機互動形式可以較全面地模擬真實實驗，而實驗資源也可被所有需求者共享[8]。

2.2 學科專用軟件發展趨勢

幾何畫板、虛擬實驗技術、Ear Master、GoogleEarth、作文紙條等軟件在教學中各具獨特作用，能夠提高課堂效率，改進教學模式，提高教學效果。然而，通過研究發現，目前用于課堂教學的軟件大多不僅針對單一學科，而是逐漸向某一類學科或多學科發展，即由專用性向通用性轉變。這些學科教學專用軟件的發展并不如預期，一些僅針對課堂教學的軟件可能會被功能更強大的軟件替代。雖然趨向于多學科發展的教學軟件具有更強的普適性，但過度依賴軟件學習可能會耗費時間，甚至影響其他科目的學習。因此，學生應以課堂教學為主，將軟件視為輔助教學的工具。

2.3 教學軟件存在的問題及應對措施

2.3.1 存在的問題

隨著教學軟件的日益普及，其在教育教學中的作用愈發重要。然而，目前存在一些問題嚴重影響了教學質量和學生的全面發展。具體體現在以下方面：

1） 部分教學軟件在知名度提高后，商業化傾向嚴重。軟件內的收費項目眾多且占比較大，版面繁雜，導致學生注意力分散，學習效果不佳。

2） 相當一部分教師對學科教學軟件的熟悉度不夠，缺乏創新變革課堂教學方式的意識。這使得他們難以將教學軟件進行應用推廣，或因操作軟件不熟練而浪費課堂時間。

3） 學生缺乏正確引導，將學業水平的提高寄托于教學軟件，忽視教師課堂教學的作用，影響學校課堂氛圍。此外，學生長時間沉迷于教學軟件，還會耽誤其他學科的學習，導致偏科。

針對這些問題，有必要加強教師的專業培訓，提高他們對教學軟件的熟悉度和運用能力。同時，學校和家長應該引導學生正確使用教學軟件，合理安排學習時間，避免過度依賴軟件而忽視傳統課堂教學的重要性。最終，教學軟件應當成為教學過程中的有益輔助工具，而非取代傳統教學的主要手段。

2.3.2 應對措施

為了提升教學效果，需要采取一系列措施，包括提升用戶體驗、加強教師培訓、正確引導學生、開展教師培訓和加強家校溝通等，以確保教學軟件的合理應用。

首先，軟件開發者應該關注用戶體驗，簡化頁面設計，優化版面布局，并合理設置收費項目。同時，提供更多公共共享資源，減少廣告彈窗，為用戶營造一個簡潔、專注、高效的學習環境，以提升用戶對教學軟件的滿意度和黏性。

其次，教育部門應制定相關政策，加強對教師信息技術應用能力的培養。培養教師時，應強調信息技術在教學中的重要性和有效性，提高教師應用信息技術教學的意愿和能力。同時，鼓勵教師創新教學方式，營造積極應用信息技術教學的社會環境。

同時，教師要進行正確的引導，讓學生明白教學軟件只是輔助工具，應以教師課堂教學為主。學生在使用教學軟件時，要根據教師講課的進度進行合理有效的輔助學習，避免過度依賴教學軟件。家長也要做好監督工作，確保學生正確使用教學軟件，避免沉迷其中而忽視課堂教學。

此外，學校可以組織教師進行信息技術教學培訓，邀請專業人士分享經驗和技巧，提高教師的信息技術素養和教學能力。同時，鼓勵教師之間的交流和合作，分享優秀的教學資源和經驗，共同提高教學質量。

最后，家長應關注學生的學習情況，與教師保持溝通，了解學生在學校的學習進度和表現。在家中，家長可以為學生提供良好的學習環境，限制學生使用教學軟件的時間，避免學生過度依賴教學軟件。

通過以上措施的實施，可以提高教學軟件的質量，增強教師、學生和家長對教學軟件的正確認識，促進教學軟件的合理應用，從而提升教學效果。

3 結論

基于對中小學學科教學專用軟件的研究，本文得出以下結論：教學軟件能夠豐富教學模式，提高學生的學習興趣。然而，部分軟件存在廣告多、頁面雜亂、收費高等問題，需要進行篩選和改進。同時，學生在使用教學軟件時應以教師課堂教學為主，避免過度依賴。為了更好地應用教學軟件，學校應組織教師開展信息技術教學培訓，提高他們的信息技術素養和教學能力。此外，家長也應關注學生的學習情況，與教師保持溝通，避免學生過度依賴教學軟件。隨著信息化程度的不斷提高，相信未來教師和學生會更加合理地利用學科教學專用軟件進行教學和學習，從而實現教育的多元化繁榮發展。