數字化學習：技術與課堂的融合與創新

陳玉

【摘要】數字化技術融入小學數學課堂能豐富學生的學習方式，培養學生的創新意識和信息素養，讓學生的交流互動多元化，讓學生的思維可視化。大數據的精準評價，讓教師能根據數據分析結果調整教學策略，優化教學內容與方法，做到以評價促教學。

【關鍵詞】數字化;技術;課堂;融合

《義務教育數學課程標準（2011年版）》明確指出：“信息技術的發展對數學教育的價值、目標、內容以及教學方式產生了很大的影響。數學課程的設計與實施應根據實際情況合理地運用現代信息技術，要注意信息技術與課程內容的整合，注重實效。要充分考慮信息技術對數學學習內容和方式的影響，開發并向學生提供豐富的學習資源，把現代信息技術作為學生學習數學和解決問題的有力工具，有效地改進教與學的方式，使學生樂意并有可能投入現實的、探索性的數學活動中去。”在教育信息化的大環境下，數字化技術與課堂教學融合已成必然趨勢，教師運用數字化技術可以把難理解的知識和抽象的概念，以及枯燥的講解變得生動、有趣、可視化。數字化技術與課堂教學的融合，為學生提供了自主探究、合作交流、共同發展的平臺，不僅點燃了學生的思維火花，更提升了學生的信息素養。

一、數字化學習的概念

數字化學習（亦稱在線學習、電子學習或基于計算機的學習）可以理解為基于數字化技術的學習方式，包括運用互聯網的在線學習、工具化學習、互助學習、協作學習……數字化學習對教師而言是一種基于教材的全新教學方式，對學生而言是一種全新的學習方式[1]。豐富的教學方式、學習方式能促進數字化學習高速向前發展。

二、數字化學習的特點

（一）個性化教學

數字化課堂教學具有選擇性、彈性、符合個性發展等特點。在課堂教學中，教師可以進行統一教學，也可以根據學生學習水平、學習能力的不同，選擇合適的教學方式，借助數字化技術，利用不同的教學平臺、微視頻、工具教學。學生也可以根據自己的時間、能力，選擇更適合自己的學習方式。這樣能讓不同層次的學生都獲得發展。

（二）精準化教學

在整個教學過程中，后臺會全面采集學生學習過程中的數據，包括學生的答題正確率、答題速度等，讓教師能對這些數據進行分析，全面掌握學生的知識結構、認知結構、情感結構、個性特征、能力傾向等，更精準地分析學生的學習狀態。這樣教師不僅能夠診斷學生的學習問題，還能快速調整自己的教學方式，使其更適合學生。

（三）開放式教學

基于互聯網的教學服務，讓學生不僅可以在課堂上學習，還可以從網絡上獲取豐富的學習資源。教學資源的開發，教學技術的創新，以及教學的開放，讓學生能從學校外部獲取更多的優質資源。學校的圍墻正在被打破，互聯網時代開放教育的生態系統正在形成。

（四）融合式教學

人與技術的融合、數字化技術與教學的融合、真實實驗與虛擬實驗的融合，形成了良好的信息生態。在這樣一種新型的生態圈中，人人都是主體，學生、教師、技術之間是平等、互動的關系。作為“數字原住民”，學生有著強大的學習能力，必能很好地突顯自己的主體地位，將學習內容、學習方式、數字化技術互相融合，使其產生“化學”作用。

三、數字化技術與課堂教學融合的實踐

（一）從單一互動方式到多元互動方式

在傳統的以教師為中心的課堂教學中，為了讓學生參與到數學課堂學習中，教師一般以“你問我答”的方式與學生進行互動，互動方式比較單一。為了解決這一問題，常規的方法是教師收集好學生的答案，通過投影或實物展示等方式展示學生的學習成果。這種做法雖好，但存在學生的理解速度滯后、資源呈現有限、學生思維具有片面性等問題。而數字化技術的融入能夠拓寬教師的教學思路，拓展教師的教學視野，讓教師利用一些新的數字化學習工具，彌補傳統教學中的弊端和不足，改進、優化教學過程，提高學生的課堂參與度，促進學生思維可視化，幫助學生理解知識、發展思維。

在執教“組合圖形的面積”時，傳統教學中，教師一般是給學生幾個不規則圖形，讓學生用剪刀裁剪圖形，并通過平移或旋轉將其拼成規則圖形。教師要想展示學生的作品，需要小心翼翼地把它移動到實物展臺上，一個個展示。而利用“圖形分割”軟件，學生可以在平板上割補圖形（圖1），并在智慧平臺上上傳自己的作品。智慧平臺的共享功能能讓學生隨時查看其他同學的作品，甚至可以為優秀的作品點贊（圖2）。而教師在自己的終端同樣可以看到全班同學的作品，能快速了解學生的情況，并根據系統分類快速找到需要展示的作品（圖3）。在師生互動、生生互動、生機互動等多元互動中，課堂的交流更有針對性，也更加深入。

（二）從隱形思維到思維可視化

日常課堂教學中，教師只能在展臺上展示學生的靜態作品，而數字化技術的融入可以把學生的思考方法、思考路徑這些本來不可視的思維過程清晰直觀地呈現出來。思維可視化有利于學生掌握知識的核心，突破知識難點，有效提高信息加工及信息處理的效率。通常，教師傳授知識時主要是由果索因、解釋回顧知識的形成過程，這一過程存在比較抽象、不夠直觀的問題，學生在理解時有一定的難度。

在執教“組合圖形的面積”時，教師展示了幾件學生的作品，提問學生：“你們能明白他們的想法嗎？”學生觀察作品后，會提出自己的看法。在傳統課堂中，學生理解他人的想法需要靠空間想象，對于數學基礎一般甚至薄弱的學生來說，想象是有難度的。而利用數字化技術，學生在使用平板中的“圖形分割”軟件進行操作時，教師可以同步利用平板內置的“錄屏”功能，錄制下學生的操作過程，留下學生學習過程中思維的痕跡。目前，我校采用兩種方式呈現視頻：一是借助智慧平臺，將錄制的視頻上傳，然后根據教學需求，利用“互助看屏幕”功能播放視頻;另一種方法是鏈接“蘋果盒子”與平板的鏡像功能，將視頻投屏到第二塊大屏幕上，哪個視頻需要講解，就同步投屏。在技術工具的輔助下，教師可以更準確地分析學生的思維狀態，學生可以更加直觀地了解解決問題的全過程。

在獨立研究與集體交流的過程中，運用數字化技術能夠讓每一個學生都看到動態的思考過程，使抽象的數學思維方法變得形象，實現由因到果的思維過程的呈現。思維過程的可視化，能夠培養學生解決問題的多元思維。

（三）從動手操作實驗到工具介入實驗

智慧出自指尖，思維源于活動。在數學教學活動中，教師需要讓學生動手操作、實踐，幫助學生深刻理解知識。每當開展數學實驗、探究類活動時，教師都要做大量的前期準備工作，為學生提供豐富的活動材料。一方面，這需要花費教師大量時間;另一方面，材料的消耗量很大，雖然有些材料可以重復使用，但更多材料只能使用一次。怎樣能讓數學課堂教學既釋放教師的雙手，讓教師留出足夠的時間給學生討論與思考，又能使數學實驗材料可以反復使用，減少成本呢？數字化技術的加入，為數學實驗、課堂教學活動提供了重要的支持。

如在執教“三角形的內角和”時，為了驗證三角形的內角和是180°，學生前期通過量、折、拼的方法進行了驗證，但測量的數據存在誤差，且全班同學每人只有一次驗證機會，不能說明所有三角形的內角和都是180°。于是教師利用數字化工具（圖4），在軟件上用鼠標任意拉動一個角，三角形三個內角的度數在不停地變化，但是三角形的內角和一直是180°。在進行大量的操作后，學生能夠得出正確的結論。

又如在執教“圓的周長”時，傳統課堂中，為了讓學生了解數學家們是如何研究周長與直徑的關系，教師會給學生準備大小不一的圓片、細繩、計算器等，讓學生小組合作圍一圍、量一量、算一算，探究圓的周長與直徑的關系。整個實驗花費的時間很長，且學生測量出的數據不夠精準。于是教師開發出了一個工具（圖5），能讓學生在開展模擬實驗的過程中更加深入地理解圓的周長和直徑的關系。學生在平臺上輸入圓的直徑，平臺就會出現與之匹配的圓，并計算出它的周長。學生將圓的周長、直徑數據輸入表格，系統能自動生成完整的數據表，平臺還能匯總全班學生的實驗數據。這一數學模擬實驗可以不斷重復操作，更重要的是，算出的數據更精準，能使課堂更高效。

再如在執教“公因數和公倍數”時，學生很難理解什么時候用公因數，什么時候用公倍數。而借助數字化工具（圖6），學生只需要把小正方形往大長方形中拖動，就能知道哪個小正方形可以正好填滿大長方形，從而理解公因數、公倍數的關系。

（四）從經驗型評價走向大數據精準評價

在日常的課堂教學中，教師課前會根據自己的教學經驗來預測學生的學習情況;課中會通過不斷地巡視來了解學生當下的學習情況;課后會通過批改學生的練習或者進行小測驗來了解學生的知識掌握情況。這樣雖然也能了解學生的學習情況，但是效率較低，了解到的情況也不夠精準，教師并不能精準評價每個學生的學習狀態。數字化技術的融入，讓教師可以迅速收集、分析后臺大數據，在最短的時間內了解學生本節課的知識掌握情況，及時調整自己的教學策略，從而高效推進課堂教學。

如在執教“解決問題的策略：轉化”時，學生進入練習系統答題（圖7），學生提交作業后，后臺迅速分析出第1、2題的正確率非常高，第3題的錯誤率很高，于是教師重點分析與講解第3題，突破難點。

又如，筆者在執教五年級上冊“復式統計表”時，知識新授后需要讓學生完成一項任務：根據本班級的情況，快速填寫各興趣小組感興趣的同學分別有多少人。傳統課堂教學中，先由每個小組統計自己組的數據，再由教師負責匯總數據。現在，學生只需要在智慧平臺上做一份問卷，選擇自己的興趣，快速提交就可以了，大大提高了課堂效率，讓學生能把更多的時間留在對結果的分析上。當然，除了智慧平臺，騰訊文檔也可以用于統計數據。例如，筆者在執教四年級上冊“可能性”時，讓學生摸20次球，統計摸到紅球或者黃球的可能性。筆者在騰訊文檔中設計好表格，摸到紅球，就把格子的顏色設置為紅色;摸到黃球，就把格子的顏色設置為黃色。這樣能把學生摸球的結果直觀地呈現出來，使統計速度更快。

大數據的精準評價關注每個學生的表現，將數據與教學內容、知識點相關聯，能讓教師根據數據調整教學策略，優化教學內容與方法，做到以評價促教學。

四、對數字化課堂研究的思考

將數字化技術融入數學課堂中，提高了課堂教學的效率，豐富了學生的學習方式。但是教師要認識到，任何一種技術都只能作為課堂教學的輔助工具，任何形式的技術都必須為教學內容、教學目標服務，只有揚其所長，才能發揮其應有的作用。且并不是每節數學課都必須使用數字化技術，數字化課堂不能替代傳統課堂。教師在教學中必須學會選擇，哪節課應該運用數字化技術，哪節課更適合傳統課堂教學。教師要基于教材和學生的認知規律，努力尋找最符合學生的成長規律的教學方式。

結語

數字化技術融入課堂已是必然趨勢，教師應該基于課堂，應用技術，注重創新，以實現信息共享、精準分析、智能服務，推動教育教學的轉型與升級，全面促進數字化技術與數學課堂教學的有效融合，讓課堂變得個性化、多元化、可視化、精準化。學校的圍墻正在被打破，靈活、開放、精準將是未來學校變革的關鍵詞，讓我們以技術為翼，以生為本，助力學生深度學習。

【參考文獻】

[1]美理查德·梅耶，李爽，盛群力.在線學習研究30年[J].數字教育，2020，6（02）：1-8.