基于平板電腦的小學(xué)科學(xué)互動(dòng)課堂

梁瑞紅 周曉清

我國(guó)科學(xué)課程大綱中強(qiáng)調(diào)“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”，并且親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑[1]。傳統(tǒng)的科學(xué)教育過(guò)分強(qiáng)調(diào)用傳授方式講解科學(xué)的結(jié)論[2]，學(xué)生們僅僅是“讀科學(xué)” 而非“做科學(xué)”[3]。

隨著移動(dòng)終端的普及以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模覆蓋，平板電腦、智能手機(jī)等移動(dòng)終端也逐漸進(jìn)入基礎(chǔ)教育領(lǐng)域。以iPad為代表的平板電腦具有便攜性、移動(dòng)性、交互性、靈活性、富媒體、富資源、富工具等多重特性[4]，為學(xué)生“做科學(xué)”提供了良好的技術(shù)支撐。主要表現(xiàn)為三點(diǎn)：（1）為學(xué)生以“做科學(xué)”為主的探究活動(dòng)提供工具支持[5]；（2）基于互動(dòng)平臺(tái)的課堂即時(shí)反饋和評(píng)價(jià)[6]；（3）提供多感官、多通道的認(rèn)知刺激[7]。

《測(cè)量水的溫度》是人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《科學(xué)課》三年級(jí)下冊(cè)的內(nèi)容。本課借助iPad便攜性、移動(dòng)性、交互性的優(yōu)勢(shì)，以小組合作探究的形式開(kāi)展大量“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)活動(dòng)，從技能操練到知識(shí)學(xué)習(xí)，教學(xué)逐步推進(jìn)，整堂課在一對(duì)一數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)的支撐下，不斷進(jìn)行即時(shí)的教學(xué)反饋。

教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)概念：學(xué)生理解溫度的概念、不同溫度的水的溫度變化規(guī)律。（難點(diǎn)）

過(guò)程與方法：學(xué)生學(xué)會(huì)規(guī)范地操作溫度計(jì)。（重點(diǎn)）

教學(xué)環(huán)境

教師配備Mac和iPad，學(xué)生自帶iPad并保證每個(gè)小組至少一臺(tái)，教室覆蓋了高速的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，配備了AppleTV，師生的終端可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)即時(shí)投射到大屏幕上。

1. 平臺(tái)

本課采用香港大學(xué)自主研發(fā)的一對(duì)一數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)iClass，提供了文字、繪圖、測(cè)試、音頻、小組互評(píng)等多種類(lèi)型的活動(dòng)（如圖1），來(lái)增強(qiáng)課堂的互動(dòng)和反饋，學(xué)生通過(guò)終端提交作業(yè)或作品，教師通過(guò)網(wǎng)頁(yè)登錄平臺(tái)進(jìn)行即時(shí)教學(xué)反饋。

2. 工具

3. 資源

（1）Keynote演示文稿，呈現(xiàn)教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容。

（2）“正確使用溫度計(jì)操作步驟”的微視頻。

教學(xué)過(guò)程

活動(dòng)一：情境導(dǎo)入

教師出示兩杯水：一杯冰水和一杯熱水，先與學(xué)生們玩一個(gè)“猜！猜！猜！”的游戲。教師請(qǐng)一名學(xué)生用手去觸摸這兩杯水的杯壁，讓大家根據(jù)這位學(xué)生自然反應(yīng)出的動(dòng)作和神態(tài)，來(lái)猜猜這兩杯是什么水，并根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)行引導(dǎo)。

設(shè)計(jì)意圖：這一環(huán)節(jié)并未用技術(shù)進(jìn)行輔助，因?yàn)椴⒉皇撬械慕虒W(xué)環(huán)節(jié)都必須使用技術(shù)。

活動(dòng)二：認(rèn)識(shí)溫度計(jì)并學(xué)習(xí)規(guī)范使用溫度計(jì)的方法

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，溫度計(jì)的使用必須遵循操作的規(guī)范性，才能測(cè)量出相對(duì)準(zhǔn)確的水的溫度。教師利用Keynote在大屏幕出示問(wèn)題，并要求學(xué)生進(jìn)入iClass平臺(tái)自學(xué)微視頻“正確使用溫度計(jì)操作步驟”。該微視頻由以下部分組成：（1）溫度計(jì)是由什么構(gòu)成的？（2）怎么拿溫度計(jì)？（3）怎樣正確使用溫度計(jì)？（4）怎樣準(zhǔn)確讀出溫度計(jì)的刻度？

設(shè)計(jì)意圖：溫度計(jì)的操作規(guī)范是一種技能的學(xué)習(xí)，短小精悍的微視頻能夠幫助學(xué)生樹(shù)立規(guī)范操作的意識(shí)。

技術(shù)運(yùn)用：運(yùn)用iClass能存儲(chǔ)小視頻的資料夾功能，學(xué)生可以在小組內(nèi)自定步調(diào)地觀看微視頻，充分體現(xiàn)平板電腦能夠支持個(gè)性化學(xué)習(xí)的特征。

活動(dòng)三：檢測(cè)各組是否正確掌握溫度計(jì)的使用方法

學(xué)生以小組為單位，完成“規(guī)范操作溫度計(jì)知識(shí)小競(jìng)賽”的課堂小測(cè)，他們需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作答，并將答案及時(shí)上傳到iClass平臺(tái)上。教師通過(guò)Mac上的瀏覽器打開(kāi)iClass課堂小測(cè)的答案統(tǒng)計(jì)表（如圖2），每個(gè)小組的答題情況一目了然，教師可根據(jù)答題情況，有針對(duì)性地與學(xué)生進(jìn)行交流分析。

從答題反饋統(tǒng)計(jì)表上，可以了解到第二組（Student29）全部對(duì)了，說(shuō)明他們對(duì)“正確使用溫度計(jì)”掌握得比較好。第三小組（Student32）全部做錯(cuò)，主要是由于技術(shù)操作失誤的原因，接下來(lái)可以進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)。全班重點(diǎn)講解第4、5題。

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)溫度計(jì)的操作規(guī)范進(jìn)行鞏固。

技術(shù)運(yùn)用：通過(guò)iClass的小測(cè)功能將答題情況圖形化、動(dòng)態(tài)化，可以立即反饋各小組對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的情況，教師能進(jìn)行有針對(duì)性的講解。

活動(dòng)四：練習(xí)測(cè)量常溫水，比比看誰(shuí)做得規(guī)范

學(xué)生小組內(nèi)分工測(cè)量常溫水的溫度，教師巡視，抓拍同學(xué)們的操作姿勢(shì)，將圖片通過(guò)AppleTV無(wú)線傳輸?shù)酱笃聊簧希瑢?duì)操作規(guī)范和不規(guī)范的兩個(gè)小組進(jìn)行對(duì)比分析。出現(xiàn)異常的小組進(jìn)行反思，教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的分析并進(jìn)行總結(jié)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)練習(xí)用溫度計(jì)測(cè)量常溫水，來(lái)檢測(cè)學(xué)生是否正確掌握使用溫度計(jì)的方法。

技術(shù)運(yùn)用：利用iPad的照相功能，抓拍學(xué)生測(cè)量水溫的不同操作方法，利用AppleTV的無(wú)線投影功能，在屏幕上展示出正常數(shù)據(jù)與有差異的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分析原因。

活動(dòng)五：連續(xù)測(cè)量不同溫度的水

學(xué)生分小組連續(xù)測(cè)量4杯水的溫度，再進(jìn)行水溫變化的分析。要求學(xué)生按照大屏幕上沙漏計(jì)時(shí)器指示的時(shí)間，按照1、2、3、4號(hào)杯的順序，每隔2分鐘測(cè)量一次每個(gè)杯子的水溫，每次測(cè)量不同溫度水的順序要統(tǒng)一。操作員根據(jù)教師出示的Keynote數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表格，將測(cè)量數(shù)據(jù)依次記錄下來(lái)。

連續(xù)四次測(cè)量不同溫度的水的任務(wù)完成后，每組的iPad操作員將表格生成為溫度折線圖，通過(guò)屏幕截圖生成圖片保存到iPad相冊(cè)中，然后上傳到iClass繪圖活動(dòng)上。

教師點(diǎn)撥：從你們小組的水溫變化折線圖中，你發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題？

生1：熱水的水溫呈下降趨勢(shì)。

生2：冷水的水溫呈上升趨勢(shì)。

生3：自來(lái)水的溫度變化不大。

生4：溫水的水溫呈下降趨勢(shì)，但沒(méi)有熱水的變化大。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生掌握規(guī)范使用溫度計(jì)的操作要領(lǐng)，并根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)分析溫度的變化規(guī)律。

技術(shù)運(yùn)用：運(yùn)用Keynote數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表格，制作出能清晰展示水溫變化的趨勢(shì)折線圖，學(xué)生能將探究得到的數(shù)據(jù)及時(shí)可視化，并進(jìn)行全班共享，“做科學(xué)”有了工具的支持。

活動(dòng)六：探究各小組水溫變化折線圖中的共同規(guī)律

教師在屏幕上完整展示各組的水溫變化折線圖（如圖3），并要求學(xué)生放下iPad，集中聽(tīng)講。

師：請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察屏幕上各小組上傳的折線圖，看能否從各組的數(shù)據(jù)中找出水溫變化的共同規(guī)律？

學(xué)生分小組匯報(bào)所發(fā)現(xiàn)的溫度變化規(guī)律，教師對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)撥：第7小組的數(shù)據(jù)為什么和其他小組的差異比較大呢？什么原因造成呢？學(xué)生猜測(cè)：第7組測(cè)量熱水的溫度出現(xiàn)先降后升再降的現(xiàn)象，可能是操作溫度計(jì)不規(guī)范所造成的，也可能因?yàn)榈?組的座位離空調(diào)最近，空調(diào)會(huì)影響其水溫的變化。

設(shè)計(jì)意圖： 引導(dǎo)學(xué)生觀察折線圖的數(shù)據(jù)并討論分析，解決本節(jié)課“不同水溫變化規(guī)律”這一學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

技術(shù)運(yùn)用：運(yùn)用iClass的繪圖功能，同時(shí)展示各小組的水溫變化圖，讓學(xué)生們有機(jī)會(huì)從各小組的探究結(jié)果中發(fā)現(xiàn)共同規(guī)律。

活動(dòng)七：拋出新問(wèn)題讓學(xué)生課后延伸思考

教師對(duì)本節(jié)課小結(jié)，并引發(fā)學(xué)生課后猜想：如果我們一直等到今天下午放學(xué)，熱水的溫度能一直下降到0°嗎？為什么？要使它下降到0°，有什么方法呢？

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生利用已經(jīng)掌握的知識(shí)，解決新的問(wèn)題，進(jìn)行知識(shí)的遷移和整合。

技術(shù)應(yīng)用：運(yùn)用iClass的文字活動(dòng)功能，讓學(xué)生深入討論他們探究后的發(fā)現(xiàn)，并做進(jìn)一步的猜想和延伸。

教學(xué)反思

本節(jié)課重點(diǎn)發(fā)揮了平板電腦的交互性、便攜性等優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供了大量的學(xué)習(xí)活動(dòng)操作，讓學(xué)生從技能訓(xùn)練到規(guī)律認(rèn)識(shí)都能親身體驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)。整堂課信息量大且節(jié)奏緊湊，學(xué)生參與積極性很高，學(xué)習(xí)興趣濃厚，在教學(xué)過(guò)程中，他們能基于自己的發(fā)現(xiàn)與教師進(jìn)行良好的課堂互動(dòng)。

1.“做科學(xué)”要以學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)為主

在傳統(tǒng)的課堂中，學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)或操作技能，一般是通過(guò)教材或是畫(huà)圖實(shí)物投影，課堂是靜態(tài)的。基于iPad的平板電腦課交互性強(qiáng)，學(xué)生的活動(dòng)在整節(jié)課中占據(jù)主導(dǎo)地位。借助iClass教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)，學(xué)生可以自定步調(diào)地自學(xué)，教師可以通過(guò)課堂小測(cè)以及學(xué)生實(shí)際操作圖片的對(duì)比展示與分析，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)和鞏固，活動(dòng)的結(jié)果還能在平臺(tái)上及時(shí)反饋，教師依此進(jìn)行課堂互動(dòng)和知識(shí)內(nèi)化，所有教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置均指向“做科學(xué)”。

2. 借助技術(shù)實(shí)現(xiàn)“邊學(xué)邊測(cè)邊評(píng)”的高效課堂

平板電腦課堂師生交互更頻繁、更多元，借助一對(duì)一數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)邊學(xué)邊測(cè)邊評(píng)的方式，大大縮短了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解答問(wèn)題的時(shí)間，并使信息反饋更及時(shí)、準(zhǔn)確和透明，進(jìn)而通過(guò)有效引導(dǎo)來(lái)解決問(wèn)題。而且在科學(xué)課堂上，學(xué)生探究產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)可視化呈現(xiàn)，可以幫助師生經(jīng)歷完整的科學(xué)探究與問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，真正體驗(yàn)到“做科學(xué)”的樂(lè)趣和成就感。由此，課堂上“學(xué)生主體”得到了更充分的體現(xiàn)，學(xué)生更多地融入到教學(xué)活動(dòng)中。

3. 平板電腦課堂師生面臨“多屏”挑戰(zhàn)

平板電腦進(jìn)入課堂，教師需要在黑板、演示文稿、iClass交互界面、App等多種媒介界面之間熟練地切換。在這樣一個(gè)開(kāi)放式的課堂中，對(duì)教師的課堂智慧以及臨場(chǎng)應(yīng)變能力是一種前所未有的挑戰(zhàn)。對(duì)學(xué)生而言，他們與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的交互也發(fā)生了變化，由原本單純的文本讀取學(xué)習(xí)內(nèi)容到現(xiàn)在接收越來(lái)越多樣化的媒介及信息。“多屏”提供了多通道、多感官的刺激，同時(shí)也增加了分散學(xué)習(xí)注意力的機(jī)會(huì)。我們的應(yīng)對(duì)措施是：一方面通過(guò)技術(shù)手段控制課堂的節(jié)奏，例如本例中將沙漏計(jì)時(shí)器顯示在大屏幕上，以控制每個(gè)活動(dòng)的時(shí)間；二是設(shè)計(jì)豐富、有趣的學(xué)習(xí)活動(dòng)，吸引學(xué)生參與到課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)。通過(guò)“管”和“引”兩種方式，引導(dǎo)學(xué)生共建高效有序的平板電腦課堂。

（作者單位：廣東廣州市荔灣區(qū)蘆荻西小學(xué) 華南師范大學(xué)）