電子書包環境下小學數學智慧教育案例研究

付玉卿+鐘永江

電子書包是以網絡和移動設備為硬件基礎，集動態開放學習資源和課上課下教學服務于一體的數字化學習環境。作為一種新興的學習環境，電子書包能夠為教學提供有效的技術支撐，在很大程度上改善傳統課堂中的教學困難，真正以學生為中心，構建探究學習環境，實現學生的個性化學習。因此，筆者設計了基于電子書包學習環境的《展開與折疊》教學案例，以此探討信息技術與小學數學有效融合的途徑和方法。

● 《展開與折疊》原有教學存在的問題

1.情境創設和任務設置不合理，課堂枯燥乏味

在《展開與折疊》一課的傳統教學中，教師直接讓學生對正方體模型進行裁剪，以此認識正方體的展開圖。這種做法導致整個課堂枯燥乏味，學生的學習興趣不濃，對知識的渴望度不高。

2.以教師講授為主，師生、生生交互缺失

在傳統教學中，該課采取的是“以教師為中心，教師講、學生聽”的教學模式，教師自問自答，學生缺乏思考和探索的時間，教師與學生之間、學生與學生之間缺乏交互。交互的缺失使教師無法根據學生對“展開與折疊”知識內容的學習情況及時調整教學進度，既不能保證教學的質量和效率，也不利于學生發散性思維和創造性思維的培養。

3.缺乏學科工具和資源支持學生探究過程

《展開與折疊》一課要求學生能夠識別正方體和長方體的展開圖，并建立各種展開圖中的面和立方體中的面的對應關系，而學生手中的模型數量有限，對實物模型重復的剪切和折疊也會占用較長的教學時間，這些大大降低了教學效率。此外，由于教師無法監控學生的學習情況，不能做到個別化教學，所以學生也無法進行個性化學習。

4.課堂教學評價方式單一

該課的原有教學以總結性評價為主，即課程結束時通過測試檢驗學生對“展開與折疊”學習內容的掌握程度，這種評價方式是教師對學生的單向評價。由于缺乏對學生數學思考、問題解決、情感態度等方面的評價，所以這種評價方式很難使教師找到導致學生出現知識漏洞的根源，從而使得教學效率偏低、學生知識水平兩極分化嚴重。

● 電子書包環境對小學數學課堂的支撐作用分析

應用于課堂教學中的電子書包是具有完備的硬件設施、豐富的學習內容和恰當的支持服務的環境。硬件設施不僅包含個人便攜式學習終端，還需要配套的教室硬件環境，如無線網絡等；學習內容是指電子書包中的數字資源、學科工具等；支持服務包括教學系統、交互系統、管理系統等，服務于課堂管理和師生互動等。

1.提供豐富的學科資源和工具

如下頁圖所示，電子書包中小學數學資源平臺能提供基礎教育階段數學教學所需的生活情境、數學模型、教學互動動畫、課程標準案例等素材資源，所需的公式、圖形、圖表等編輯工具，以及統計分析、虛擬實驗、測量、計算等數學學科工具。這樣，一方面能為教師制作課件和創設任務情境提供豐富的數學資源，另一方面也能為學生個性化推送數學學科工具和資源，支持學生進行自主探究學習。

2.支持課堂互動

電子書包支持的課堂互動是以“教師為主導，學生為主體”展開的[1]，電子書包環境下的課堂互動主要是課堂交互秩序的維持、課堂學習資源的實時交互和課堂活動的實時交互。

（1）課堂交互秩序的維持

電子書包的監控功能能使教師隨時查看學生的課堂學習情況、學習任務完成情況，并據此及時調整教學內容和進度；將學生的注意力拉回到課堂教學內容中，維持課堂教學秩序，保證教學進度和效率。

（2）課堂學習資源的實時交互

由于電子書包支持資源的同步上傳與下載，所以教師能隨時將教學資源共享給學生，學生也能隨時將學習成果共享給教師和其他同學。

（3）課堂活動的實時交互

電子書包集成舉手、討論、提問等功能，能有效支撐課堂教學活動，為小組合作學習提供互動工具。教師與學生之間的交流互動、即時反饋，能使教師更好地了解學生目前掌握知識的情況，及時查漏補缺，調整教學內容。[2]

3.支撐多元評價

電子書包能在整個課堂教學過程中支持診斷性評價、形成性評價、總結性評價相結合的評價方法，以及師生評價、生生評價相結合的評價方式。

（1）學情分析

電子書包的學情分析工具主要是用于評價學生的學習狀態和學習情況。教師能依據學生的學習狀態對其進行個性化輔導，根據學生的學習情況安排教學內容和進度。對學生學習狀態的評價主要是通過對出勤情況、舉手情況、課堂提問情況等數據進行統計分析來完成；對學生學習情況的評價主要是通過對學生近期學習成績的統計分析來完成。

（2）師生自我表現評價

電子書包的隨堂評價支持在教學完成后進行師生自評，教師主要是對備課情況、授課狀態、課堂互動和知識點講授四個方面進行自我評價，而學生的自我評價主要體現在預習情況、聽課狀態、課堂互動和知識點掌握四個方面。電子書包的“征求意見”和“點贊”功能主要用于學生與學生之間的互評，用于課堂中評價他人的學習成果或學習作品。

（3）測試

電子書包的測試功能主要是通過利用教師提供的試題對學生進行隨堂測試、階段或單元檢測來實現的，主要評價學生對該階段知識點的掌握情況。它能根據學生對某份試卷的答題情況分析其學習情況，自動生成學生的評價分析SP曲線。

案例設計

《展開與折疊》教學設計

◇教學內容分析

《展開與折疊》這一教學內容是學生對長方體和正方體有初步認識之后的延伸，也是后面學習立方體表面積的鋪墊，在知識的鏈條結構中起著承前啟后的重要作用。

◇教學對象分析

本節課的教學對象是小學五年級的學生。在知識方面，他們已經初步認識了長方體、正方體等立體圖形的特征，具有一定的知識儲備；在能力和情感態度方面，他們具備一定的分析、解決問題能力和動手操作能力，有著強烈的探索求知欲望，但缺乏有序思考和有效解決問題的策略。另外，五年級學生還善于嘗試新的學習方式，樂于接受新技術環境下的學習。

◇教學目標制定

知識與技能目標：認識正方體和長方體的不同表面展開圖；建立正方體或長方體立體圖中的面與展開圖中的面的對應關系。

過程與方法目標：在觀察、操作、想象等活動中，經歷和體驗立體圖形與平面圖形之間的相互轉化過程，發展空間觀念，培養多角度探究問題的能力，滲透轉化和對應的數學思想。

情感態度與價值觀目標：在主動參與數學活動的過程中，體驗探索的樂趣，激發探索知識的欲望和對數學學習的興趣，切實感受數學與生活的緊密聯系，建立正確的數學學習觀。

◇教學過程

1.復習舊知，活躍氣氛

教師借助電子書包的推屏功能向學生依次出示與上節課內容相關的基礎練習題，并利用電子書包課堂提問的搶答和隨機答題功能讓學生回答這些問題。

設計意圖及媒體使用分析：在新授知識前的檢測，能使教師對學生的知識掌握情況有充分的了解，即對學生進行診斷性評價；利用電子書包中課堂提問的搶答和隨機答題的檢測方式，能活躍課堂氣氛，為引入新課創造好的學習氛圍。

2.創設情境，問題導入

教師利用電子書包共享功能與學生共享動畫：小紅過生日，同學小明送給她一個用漂亮的正方體包裝盒包好的禮物。此時出示問題：你想知道禮物是什么嗎？小紅怎么剪開盒子呢？想一想，剪開的正方體是什么樣子？然后引導學生將自己想象的正方體展開圖畫在方格紙上，并利用電子書包拍照上傳至教師端。

設計意圖及媒體使用分析：利用電子書包共享功能向學生展示生活情境，能引起學生的學習興趣，充分調動學生的探索欲望，調動學生的空間想象能力，同時，教師也能初步了解學生已有的空間觀念。

3.動手操作，自主探究

為了驗證學生所畫圖形是不是正方體的展開圖，教師引導學生剪開自己手中的正方體模型，并與自己所畫圖形進行對比。

學生利用電子書包拍照功能將正方體展開圖拍照上傳至教師端，然后教師將學生兩次上傳的圖片共享給他們，讓他們對根據想象所畫的正方體展開圖進行點贊評價。

借助電子書包的舉手和提問功能，讓學生說一說自己之前畫的展開圖有沒有問題，實際剪開正方體模型時又是從哪些棱剪開的。

設計意圖及媒體使用分析：學生動手操作能初步感知由“體”轉化到“面”的過程，并初步認識正方體的展開圖；從最初獨立思考到展開想象，最后到操作驗證，這整個過程能讓學生體驗解決問題策略的多樣性。

4.任務驅動，合作探究

任務一：引導學生以小組為單位，借助電子書包數學資源平臺中“展開與折疊”學習工具，進入探究環境，對正方體進行多次展開和折疊，探究正方體平面展開圖的所有可能，并將探究結果共享到教師端。

任務二：教師利用電子書包中的幾何畫板工具給定學生一個各個面的顏色都不同的長方體，然后學生以小組為單位，在電子書包探究環境下探究長方體的展開圖，并為展開圖涂上相應的顏色，教師驗收各組的探究成果。

教師通過電子書包的監控功能隨時查看學生的學習情況和任務完成情況。

設計意圖及媒體使用分析：任務驅動能使學生合作完成學習任務，感悟正方體展開圖的多樣性；電子書包中3D虛擬仿真環境能為學生動態展示正方體的展開與折疊過程提供探究環境，發展學生的空間觀念；電子書包的監控功能能讓教師及時掌握學生的學習情況和任務完成情況，解決學生的問題。

5.總結歸納，鞏固提升

教師將學生合作學習探究成果進行共享，與學生共同探討出正方體的11種展開圖。利用電子書包中的幾何畫板工具對正方體的展開圖和長方體的展開圖進行動態展示，總結找出展開圖各個面對應立方體各個面的方法。

教師出示小例題，借助電子書包的搶答、通答和隨機答題功能檢測學生對本節課知識的掌握程度，及時鞏固提升。

設計意圖及媒體使用分析：利用電子書包的幾何畫板工具動態展示立方體的展開與折疊過程，能形象直觀地向學生展示立方體各個面與展開圖各個面的對應關系，滲透轉化與對應思想，培養學生的空間觀念；及時的測試能鞏固學生所學知識；電子書包的搶答、通答和隨機答題功能能調動學生的積極性，使其主動參與到測試中來。

6.資源推送，隨堂評價

教師通過小測試了解學生對本節課的知識掌握情況，并向學生推送個性化資源：《展開與折疊》系列教學微視頻和難易程度不同的測試題（基礎題、提高題、拓展延伸題）。然后組織學生對本節課的學習情況進行自我評價，并借助電子書包的討論功能與學生一起將本節課表現良好的學生和小組記錄下來。

設計意圖及媒體使用分析：全面了解學生對知識的掌握程度，并以此向學生推送個性化學習資源，能達到鞏固提升知識的目的；隨堂評價是對學生進行的及時、客觀的評價，學生通過自評和他評能進行自我反思，端正自己的學習態度。

參考文獻：

[1]胡小勇，朱龍.數字聚合視野下的電子書包教學應用模式研究[J].中國電化教育，2013（05）：66-72.

[2]占正奎，楊少棠.電子書包的特征及功能需求[J].中國教育信息化，2012（14）：52-54.

智慧反思

與傳統課堂相比，《展開與折疊》一課有以下亮點：

首先，它對師生角色和學生的學習方式做了調整，將教師的主體地位和“先教后學”的課堂教學模式，變為以學生為主體、教師為主導，引導學生自主探究。

其次，任務和問題的設置調動了學生的積極性，激發了他們對立體圖形平面展開圖的探索欲望，營造了良好的學習氛圍。

最后，電子書包中豐富的資源能支持教師創設生動形象的問題情境和任務；個性化的學科工具能為學生營造虛擬仿真的探究環境，有效支持學生問題解決的過程；監控功能和個性化的測試能使教師較全面地了解學生的學習狀況，實現學生的個性化學習；多元的評價方法和方式能對學生進行全面、客觀的評價，從根源上改變學生的學習情況。