基于小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的交互式電子教材的開(kāi)發(fā)
——以小學(xué)數(shù)學(xué)六年級(jí)下冊(cè)《圓錐》為例

路晨雨 鄭 旭 王潤(rùn)蘭 王琦琦

（河北師范大學(xué) 信息技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050024）

基于小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的交互式電子教材的開(kāi)發(fā)
——以小學(xué)數(shù)學(xué)六年級(jí)下冊(cè)《圓錐》為例

路晨雨 鄭 旭 王潤(rùn)蘭 王琦琦

（河北師范大學(xué) 信息技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050024）

本文依據(jù)筆者制作交互式電子教材的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了電子教材開(kāi)發(fā)流程圖，并針對(duì)小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，以小學(xué)數(shù)學(xué)人教版六年級(jí)下冊(cè)《圓錐》為例，對(duì)交互式電子教材的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了闡述。電子教材交互性強(qiáng)，能夠有效地解決小學(xué)生自控能力差的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生掌握重難點(diǎn)，以及提高學(xué)生自我評(píng)價(jià)能力。

交互式電子教材；認(rèn)知特點(diǎn)；移動(dòng)學(xué)習(xí)

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代為教育注入了新的活力，教育信息化的步伐逐漸加快，并帶來(lái)了教育形式和學(xué)習(xí)方式的重大變革。傳統(tǒng)紙質(zhì)教材在走向具體的教育情境時(shí)，其所固有的穩(wěn)定性、封閉性和靜態(tài)性與現(xiàn)代教育情境的多樣性、開(kāi)放性和動(dòng)態(tài)性之間存在的必然沖突和矛盾日益顯著。[1]因此，交互式電子教材成為時(shí)代的必然產(chǎn)物。

電子教材具有非線性、動(dòng)態(tài)性、超媒體性等特性，在界面設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)效果、資源整合上呈現(xiàn)多樣化的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)者與電子教材的雙向互動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)者的參與性。使用電子教材能夠幫助學(xué)生進(jìn)行有效的認(rèn)知建構(gòu)，即達(dá)到學(xué)而不忘和遷移運(yùn)用的目標(biāo)。[2]

一、小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)

1．注意力集中時(shí)間有限，自我控制能力較差

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，小學(xué)生的注意力很不穩(wěn)定，而且注意力集中的時(shí)間不持久。他們較容易受到外界環(huán)境的影響和干擾，容易被身邊的某些新鮮有趣的事物所吸引。小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平較低以及各種不穩(wěn)定因素導(dǎo)致他們的自我控制能力較弱，在沒(méi)有外界監(jiān)督的情況下，小學(xué)生無(wú)法適當(dāng)?shù)乜刂谱约旱男袨椋y以抵制誘惑。

2．擁有較強(qiáng)的好奇心，容易對(duì)生動(dòng)具體的事物產(chǎn)生興趣

小學(xué)生對(duì)外界充滿了新鮮感和好奇心。好奇心是學(xué)習(xí)的動(dòng)力，是探求新事物、思考新問(wèn)題的動(dòng)力源泉。在好奇心的驅(qū)使下，學(xué)生會(huì)對(duì)事物產(chǎn)生濃厚的興趣和求知欲，從而產(chǎn)生創(chuàng)造性思維。小學(xué)生不喜歡單調(diào)枯燥的學(xué)習(xí)方式，容易對(duì)某些具體的、生動(dòng)形象的事物產(chǎn)生興趣。

3．以機(jī)械識(shí)記為主，意義識(shí)記逐步發(fā)展

一般來(lái)說(shuō)，小學(xué)初期，學(xué)生的無(wú)意識(shí)記占主導(dǎo)地位，無(wú)意識(shí)記和有意識(shí)記的效果會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而遞增，有意識(shí)記的增長(zhǎng)速度更為明顯，最后有意識(shí)記的效果會(huì)超過(guò)無(wú)意識(shí)記，并占據(jù)主導(dǎo)地位。在記憶方法方面，低年級(jí)的學(xué)生以機(jī)械識(shí)記為主，[3]而高年級(jí)的學(xué)生抽象邏輯思維不斷發(fā)展，較易理解學(xué)習(xí)材料，并進(jìn)行信息加工，較多采用意義識(shí)記。

4．自我意識(shí)增強(qiáng)，自我評(píng)價(jià)能力逐漸增長(zhǎng)

在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，低年級(jí)的學(xué)生比較依賴和接受教師的評(píng)價(jià)，對(duì)教師的言語(yǔ)和行為處于完全信任的狀態(tài)。隨著年齡的增長(zhǎng)，學(xué)生的自我評(píng)價(jià)能力逐漸增長(zhǎng)，他們逐漸學(xué)會(huì)批判性地認(rèn)識(shí)事物，通過(guò)自我對(duì)比和與他人的對(duì)比，對(duì)自己的行為做出獨(dú)立的評(píng)價(jià)與判斷。

然而，作為一名大學(xué)教師，筆者感到當(dāng)代大學(xué)生家庭感恩教育和社會(huì)感恩教育的缺乏和不成功，由此在大學(xué)階段進(jìn)行感恩教育更加必要。

二、基于小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的交互式電子教材的開(kāi)發(fā)流程

筆者曾參加多個(gè)交互式電子教材的開(kāi)發(fā)制作，具有豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)梳理，提出了以下電子教材開(kāi)發(fā)流程。

1．內(nèi)容分析

內(nèi)容分析是制作電子教材的基礎(chǔ)。不同的教學(xué)內(nèi)容具有不同的特點(diǎn)，并不是所有的學(xué)科都適合使用電子教材進(jìn)行教學(xué)。在內(nèi)容分析的過(guò)程中，要對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行綜合考慮與分析，選擇適宜的學(xué)科和章節(jié)進(jìn)行電子教材的開(kāi)發(fā)，這樣才能有效地發(fā)揮電子教材的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2．腳本設(shè)計(jì)

腳本設(shè)計(jì)是在對(duì)學(xué)習(xí)者需求分析和內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，對(duì)電子教材制作要求的詳細(xì)描述，其中包括教學(xué)設(shè)計(jì)、頁(yè)面內(nèi)容的編排、界面風(fēng)格設(shè)計(jì)、素材的收集、互動(dòng)組件的設(shè)計(jì)等。腳本設(shè)計(jì)是電子教材制作過(guò)程中的核心環(huán)節(jié)，腳本是后期開(kāi)發(fā)的重要依據(jù)，界面設(shè)計(jì)、素材整理和整合排版工作都要按照腳本中的要求進(jìn)行。

3．界面設(shè)計(jì)

在整個(gè)電子教材中，封面、目錄、背景、圖標(biāo)和版權(quán)頁(yè)等的設(shè)計(jì)要保持風(fēng)格一致，并且要簡(jiǎn)潔明了，切忌采用過(guò)于冗雜的修飾。不同的界面呈現(xiàn)會(huì)給予學(xué)習(xí)者不同的視覺(jué)體驗(yàn)，我們要根據(jù)學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合適的界面風(fēng)格。小學(xué)生使用的電子教材要適當(dāng)添加卡通元素，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

素材整理主要是依據(jù)腳本設(shè)計(jì)中對(duì)所需素材的描述進(jìn)行查找搜集，主要包括圖片、動(dòng)畫(huà)和音視頻，之后還需要使用修圖工具、動(dòng)畫(huà)制作工具、音視頻編輯軟件等，按照需求對(duì)素材的內(nèi)容、尺寸、大小和格式進(jìn)行修改。小學(xué)生使用的電子教材可以添加一些生動(dòng)形象的、有趣味性的圖片和視頻等。素材整理要與界面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)同步進(jìn)行，為電子教材的整合排版工作做準(zhǔn)備。

5．整合排版

在界面設(shè)計(jì)和素材整理的工作完成后，需要將所有的資源進(jìn)行整合排版。在排版過(guò)程中要對(duì)頁(yè)面中的文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、音頻、視頻等進(jìn)行合理的編排，其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是要添加合適的互動(dòng)組件以實(shí)現(xiàn)豐富的交互功能，包括超鏈接、按鈕、彈出內(nèi)容、滾動(dòng)文本、畫(huà)廊、圖像對(duì)比、自由拖拽等。

6．調(diào)試修改

在整合排版完成后，要將電子教材輸出成DPUB格式，導(dǎo)入到平板電腦上的電子教材閱讀器進(jìn)行查看，檢查電子教材能否正常運(yùn)行，是否有制作錯(cuò)誤或不恰當(dāng)?shù)牡胤剑缓笤龠M(jìn)行修改完善。

7．教學(xué)應(yīng)用

電子教材制作完成后，便可將其投入應(yīng)用。在課堂教學(xué)的實(shí)踐中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并研究對(duì)策，促進(jìn)電子教材在教育教學(xué)中的發(fā)展。

三、基于小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的交互式電子教材開(kāi)發(fā)案例

針對(duì)小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，本研究團(tuán)隊(duì)在參照電子教材開(kāi)發(fā)流程的基礎(chǔ)上分工合作，使用方正飛翔排版軟件，以小學(xué)數(shù)學(xué)人教版六年級(jí)下冊(cè)中的《圓錐》一節(jié)為例，進(jìn)行了交互式電子教材的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。本電子教材利用豐富的交互功能，充分發(fā)揮移動(dòng)學(xué)習(xí)資源的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于幫助學(xué)生更高效地掌握知識(shí)、提高學(xué)生的綜合能力都能夠起到較好的作用。

1．利用超鏈接的功能突破一維線性思維，集中學(xué)生的注意力

在電子教材中，超鏈接和按鈕是一種常用的交互功能。使用超鏈接和按鈕既可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)容之間的跳轉(zhuǎn)，又沒(méi)有打亂知識(shí)的邏輯性。這種跳躍性、非線性的呈現(xiàn)方式能夠減輕學(xué)生的視覺(jué)疲勞，吸引學(xué)生的注意力，也有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。使用超鏈接還可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的延伸和拓展，使學(xué)生了解到更加深入、詳盡的信息。例如，在目錄頁(yè)點(diǎn)擊某一標(biāo)題便可跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的內(nèi)容頁(yè)；在“觀察圓錐的特點(diǎn)”環(huán)節(jié)中，點(diǎn)擊按鈕“高”，便可在圖片上顯示出圓錐的高的部分，如圖1所示。

圖1 圓錐的特點(diǎn)

2．利用豐富的圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

由于小學(xué)生對(duì)一些生動(dòng)形象的事物比較感興趣，利用豐富的圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資源并添加交互功能可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，而且有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶。例如，在“觀察圓錐的特點(diǎn)”環(huán)節(jié)后，拖動(dòng)下方的直尺圖片，可對(duì)圓錐的高和半徑進(jìn)行測(cè)量，此處交互用到的是圖片的自由拖拽功能；“在圓錐的認(rèn)識(shí)”第一頁(yè)中，首先展示幾張類(lèi)似圓錐體的實(shí)物圖，點(diǎn)擊圖片可以呈現(xiàn)出相應(yīng)的圓錐線形圖向下滑動(dòng)的動(dòng)畫(huà)，從而引導(dǎo)學(xué)生觀察圖形并認(rèn)識(shí)圓錐，如圖2所示；在“圓錐的體積”第一頁(yè)中，學(xué)生可觀察場(chǎng)景圖并點(diǎn)擊圖中的物體如蛋糕，頁(yè)面彈出框顯示“蛋糕是圓柱”，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以計(jì)算蛋糕的體積；當(dāng)點(diǎn)擊圖中的圣誕帽時(shí)，頁(yè)面彈出框顯示“帽子是圓錐”，從而引發(fā)學(xué)生對(duì)如何計(jì)算圓錐體積的思考與探究。

圖2 觀察圖形

3．通過(guò)小組協(xié)作自主探究環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生更易掌握知識(shí)

小組協(xié)作自主探究是一個(gè)學(xué)生相互傳遞和交流信息、分析和解決問(wèn)題的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生之間相互促進(jìn)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，積極地思索并探求新知識(shí)，使得學(xué)習(xí)的有效性得到最大限度的提高。之后，小組代表對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)，再將師評(píng)、自評(píng)、學(xué)生互評(píng)和小組互評(píng)相結(jié)合，可達(dá)到教學(xué)的最優(yōu)化。例如，在“圓錐的認(rèn)識(shí)”第二頁(yè)中，讓學(xué)生利用拍照功能將身邊的圓錐體拍下來(lái)，并設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)紙實(shí)驗(yàn)，這樣通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐探索，加深對(duì)圓錐體的認(rèn)識(shí)；在“圓錐的體積”第三頁(yè)中，學(xué)生通過(guò)觀看形象的倒沙動(dòng)畫(huà)，探究圓錐與圓柱體積的關(guān)系，如圖3所示。

圖3 探究圓錐與圓柱體積的關(guān)系

4．通過(guò)隨堂測(cè)驗(yàn)并即時(shí)反饋，提高學(xué)生自我檢測(cè)與評(píng)價(jià)的能力

在電子教材中，可以利用拖拽、圖文框和批注的交互功能添加測(cè)驗(yàn)題以檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。通過(guò)測(cè)驗(yàn)題的即時(shí)反饋，使學(xué)生鞏固新知、查漏補(bǔ)缺，并且可以提高學(xué)生的自我評(píng)價(jià)能力。例如，在“小試牛刀”環(huán)節(jié)中，添加拖拽題、判斷題和計(jì)算題，學(xué)生便可檢測(cè)自己對(duì)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果并鞏固知識(shí)。

四、總結(jié)

對(duì)于小學(xué)生而言，交互式電子教材能夠?qū)崿F(xiàn)視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感官的沖擊和體驗(yàn)，使學(xué)習(xí)變得輕松有趣，學(xué)習(xí)內(nèi)容易于掌握，能夠真正有效開(kāi)展探究式、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。交互式電子教材的開(kāi)發(fā)一定要做到交互適度，不宜交互過(guò)少，也切忌交互冗余，這樣才能給予學(xué)習(xí)者更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)，更有效地實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。我們要在實(shí)踐中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，優(yōu)化改進(jìn)，促進(jìn)數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展，改善課堂生態(tài)環(huán)境。

[1]陳桄，龔朝花，黃榮懷．電子教材：概念、功能與關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[J]．開(kāi)放教育研究，2012，(02)：28．

[2]李玉順．整合平板電腦教學(xué)模式的有效應(yīng)用與思考[J]．中小學(xué)信息技術(shù)教育，2013，(12)：16．

[3]毛志遠(yuǎn)．淺談小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和讀書(shū)習(xí)慣的培養(yǎng)[J]．楚雄師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，(07)：71-72．

（責(zé)任編輯 孫震華）

On the Exploitation of Interactive Electronic Textbooks Based on Elementary School Students’ Cognitive Characteristics—A Case Study of "Circular Cone"

LU Chenyu，ZHENG Xu，WANG Runlan，WANG Qiqi
(College of Information Technology，Hebei Normal University，Shijiazhuang，Heibei，China 050024)

This paper designs the flow diagram of electronic textbook exploitation according to the author’s practical experiences in producing interactive electronic textbook and according to the cognitive characteristics of primary school students，expounds the exploitation of interactive electronic textbook by taking "Circular Cone"，a grade six text from primary math textbook of People Education Press as an example．Taking advantage of electronic textbook’s strong interactivity can effectively solve the problem of primary school students’ poor self-control ability，motivate students’learning interest，and help them to master important and focal points and improve their self-evaluation ability．

interactive electronic textbook；cognitive characteristics；mobile learning

G434

A

2096-0069（2015）06-0079-04

來(lái)稿日期：2015-10-28

本文為河北師范大學(xué)2015年度教師教育改革專(zhuān)項(xiàng)研究項(xiàng)目“碎片化視角的頂崗實(shí)習(xí)生移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)——以《現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用》為例”（項(xiàng)目編號(hào)：2015JSJY003）；河北師范大學(xué)2014年度人文社會(huì)科學(xué)計(jì)劃外科研項(xiàng)目計(jì)劃“河北省基礎(chǔ)教育交互式富媒體資源的開(kāi)發(fā)”（項(xiàng)目編號(hào)：S2014Y24）；河北師范大學(xué)2015年大學(xué)生學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新項(xiàng)目“交互式移動(dòng)學(xué)習(xí)資源在未來(lái)課堂中的應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：AB201531721141）；河北師范大學(xué)第14批教學(xué)改革研究項(xiàng)目“河北省高校交互式移動(dòng)學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”；河北師范大學(xué)2015年大學(xué)生學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新項(xiàng)目“國(guó)內(nèi)外電子教材發(fā)展對(duì)比研究”（項(xiàng)目編號(hào)：BE2015317212516）的研究成果。

路晨雨（1992— ），女，河北衡水人，河北師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)樾畔⒒逃Y源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；鄭旭（1992— ），女，河北辛集人，河北師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)樾畔⒒逃Y源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；王潤(rùn)蘭（1968— ），女，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，河北師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院教授，研究方向?yàn)樾畔⒒逃Y源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；王琦琦（1992— ），女，山西長(zhǎng)治人，河北師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)教育應(yīng)用。