利用數字教材支持混合式教學

◇王福玉 李暄煒（北京：北京市密云區教師研修學院 北京市密云區太師屯鎮中心小學）

在快速發展的信息化時代，信息技術手段已經走進了我們的課堂。2019年教育部印發的《關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》指出：信息技術應用能力是新時代高素質教師的核心素養。把傳統學習方式的優勢和信息化學習的優勢結合起來的混合式學習成為新的教學模式，充分體現了學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。這種教學模式需要充足的數字教學資源作為支持，數字教材從一定程度上可以滿足混合式教學的需要。

一、加強小學科學教學中數字教材的應用研究

數字教材是不同于紙質教材的電子化教材，將教學內容、終端、教學工具與服務有效整合，具有富媒體性、關聯性、及時性、共享性、開放性、動態性、交互性等特性。數字教材作為整合型的電子化系統，將教學與學習一體化，且具有更自然的人機交互方式，更有助于“教”與“學”。在國內外的不斷實踐應用中，數字教材已經逐漸走進小學課堂。針對數字教材應用效果的研究表明，與傳統教學相比，采用多媒體教學的優勢明顯、效果顯著，且在激發學生學習興趣、促進學生知識與技能的獲得及提高學生課堂參與度等方面，有比較顯著的促進作用。

我國不少學者對以數字教材為核心的教學方式進行了深入研究。有學者認為，數字教材的課堂應用過程包括準備、設計、實施以及反思四個階段，也有學者從自主學習、互動交流、診斷改進這三種教學方式切入，完成設計。但目前涉及具體教學方法的研究不足，小學科學學科的相關研究更是不多。數字教材如何在小學科學課堂中應用以提升學生的科學核心素養，還需進一步研究與實踐。

二、數字教材在小學科學教學中的應用策略

在小學科學課堂中應用數字教材，相比于以前的傳統紙質教材，既可以看到文字、圖片，又可以有音頻、視頻的輔助，甚至還可以進行互動，有交互性體驗，非常生動、形象，可以大大提高學習者的學習體驗。利用數字教材支持小學科學教學，能達到傳統教材不能達到的效果。數字教材在教學過程中的策略可以分為以下幾個方面。

（一）利用數字教材診斷學情，促進個性化和精準化

子曰：“求也退，故進之；由也兼人，故退之?！边@句話生動地反映了孔子教育方法的特點之一，即因材施教。在課前了解學情，因材施教才能使學生的學習更高效。小學科學教學中，教師可以利用數字教材，提前了解學生的已有認知。課中通過數字教材收集每名學生在學習過程中的學習情況，診斷學生的水平，方能更有針對性地進行教學干預，從而為學生提供個性化和精準化的教學活動。

（二）利用數字教材打破時空，拓展學習深度和廣度

在小學科學課堂上，由于時間有限，課上的學習活動可能不能滿足學生的全部學習需求。利用數字教材，可以打破課上與課下的界限，使學生有機會在非課堂時間，甚至任何地點，發生學習行為，從而拓展學習的深度與廣度，使學習更為高效。

（三）利用數字教材拓展平臺，提升自主和協作學習效率

《義務教育科學課程標準》的基本理念之一，是突出學生的主體地位。在《學習的本質》一書中，提到學生學習是自主建構、解惑的過程，所以自主學習設置的必要性不言而喻。在應用數字教材進行教學時，可以豐富學生的學習活動、拓展學習平臺。學生在課堂上可以通過數字教材進行自學、查看他人學習成果進行互學，還可以面對面進行交流協作學習，使學習活動更加高效，更加真實。

三、數字教材支持《走進植物工廠》一課的教學案例

《走進植物工廠》一課源自人教/鄂教版科學六年級上冊“建造‘植物工廠’”單元。本單元屬于技術與工程領域的內容，最終學生要建造一個專屬于自己的“植物工廠”。在本課的教學實踐中，利用數字教材支持本課的混合式教學，提高了學生的學習興趣和學習效率。

（一）數字教材貫穿整個教學過程

基于數字教材的教學，學生可以不受時間、空間的制約，自主選擇時間學習，還可以約好學習伙伴在線上協作學習。所以本課將學生的學習時間劃分為了課前、課中和課后三個階段。（見圖1）

圖1 教學流程圖

1.課前了解學生學情，利于精準教學

六年級學生已具備了一定的邏輯思維能力，能夠較好地理解一些復雜的技術手段。學生在三年級已經學習了鳳仙花生長的知識，知道植物的生長條件。對于植物工廠，學生既熟悉又陌生。在小學階段，很多學生有走訪植物工廠的經歷，或者看過關于植物工廠的報道，但是，只有一些碎片化的認識，沒有具體的了解。

為了更好地把握學生的前概念，本課數字教材中設置了兩道前測問題。

（1）請你找一找：身邊種植的植物在生長過程中遇到過哪些問題？植物名稱可能的原因遇到的問題A.了B.葉子發黃C.葉子上有蟲子其他：（2）你在養植植物過程中遇到過什么困難？

通過對前測問題的分析，了解到以下信息：

圖2 前測問題分析圖

本次共對119 名學生進行了前測，其中大部分學生認為，遇到的問題和困難可能與水、陽光、通風、溫度等有關，但是說不出具體原因，只是憑借家長或別人的經驗進行猜測，而且也不知道怎么解決這些問題。

2.課中利用數字教材，優化教學內容

（1）課堂引入

利用數字教材展示課前調查的問題，讓學生回憶植物的生長條件和課前的活動，并思考解決這些問題的方法，引入新課。再利用數字教材觀看視頻，使學生對植物工廠形成初步的整體認識。

（2）自主學習

本環節通過數字教材“建造”了一所虛擬的“植物工廠”，并配有不同技術手段的文字、圖片和視頻資料。學生可以在這所虛擬的“植物工廠”中選擇自己感興趣的技術手段進行自學。

（3）交流展示

在交流展示環節，如果學生想對某一組的記錄結果進行提問，可以利用數字教材直接查看這組學生的記錄結果。

（4）互學交流

在自學環節，學生只能對一兩種技術手段深入學習，還有很多技術手段沒有了解。本環節，學生可以在共享相冊中查看每一組的自學記錄成果進行互學，從而確保每一名學生對每一種技術手段都有所了解。

3.課后延伸，擴展學習空間和時間

由于課堂時間有限，很多學生在課堂上只能深入學習1～2 種技術，而其他技術只能基本了解。由于數字教材的應用，使得學生在課后能夠對其他技術進行深入學習。另外，學生還可以打破教師提供的資源范圍，從更廣闊的互聯網中檢索相關信息，有選擇地學習。

（二）支持教學評一體化

教學評一體化的課堂，通過診斷學生學習情況調整教學，能夠有效促進學生更加真實、更加高效、更加深度地學習。數字教材在課堂中的應用，能夠更清楚地了解學生，對課堂的推進更加精準。

本課設置了兩次測評環節。第一次是在學生學習植物工廠為植物生長提供的技術手段之后，利用數字教材測評了解學生的掌握情況。教師共設置了六道題（圖3 呈現了四道題）。根據答題數據分析，可以了解學生的學習情況。對于個別學生的問題，教師可以采取進一步措施幫助學生學習。

圖3 測評學生學習植物工廠技術情況

第二次是在課堂的最后的應用環節。教師提出了一個問題：如果要選擇植物工廠中的技術手段來解決植物生長過程中出現的問題和種植植物過程中遇到的困難，你會怎么選呢？說說你的理由。我們發現學生能夠正確選擇技術來解決自己遇到的種植問題。這一測評的作用，不僅能夠查看學生的學習效果，還能為下一課的學習做鋪墊。

（三）支持學生自主協作

《走進植物工廠》一課，學生大部分時間都在學習植物工廠為植物生長提供的技術手段，教師設置了自學—展示交流—互學的過程，支持學生自主協作學習。

1.提供自主學習時間

如前所述，學生在數字教材提供的虛擬“植物工廠”中學習植物工廠的技術時，設置了6～8 分鐘的自主學習時間。每組學生選擇1～2 種感興趣的技術手段進行自學。教師引導學生在自學時，用關鍵詞回答兩個問題：（1）這種技術手段的主要特點是什么？（2）這種技術手段的實現方式有哪些？教師還通過投屏，將學生的自學過程和記錄成果實時同步在大屏上展示，為一些不會自學的學生提供示范。

2.提供自學成果交流平臺

在數字教材中，設計了共享區域，為學生小組之間進行充分的交流展示提供了平臺。這一展示平臺能夠激發學生自主學習的成就感，學生也可以利用平臺查看其他組的記錄，對沒有學習的技術建立整體認知。

3.互學交流促協作學習

借助展示平臺，學生可以進行自主的交流、補充和質疑，了解其他技術手段。相比于傳統教學方式，這樣的平臺使學生的交流更加方便快捷，提高了課堂效率。

縱觀這一過程，學生經歷先自主選擇某1～2種技術自學，之后全班交流、補充和質疑，然后進行互學，對沒有學習的技術建立整體認知。從教學的教扶放的角度來看，第一次學生匯報與交流是教師教的過程，第二次技術的匯報與交流是扶的過程，第三次互學是放的過程。這一過程也是為學生課下學習和交流討論的開展做鋪墊，課下學生就可以對其他技術進行自主學習和協作學習了。這樣的設計和教師定位，都是為了促進學生自主學習和協作學習。

利用數字開展教學，除了依賴數字資源，還需要硬件環境的支撐和軟件環境的支持，以及應用模式的實踐。這四方面是數字教材教學應用的構成要素。由于技術因素的介入，傳統的教學模式和學習策略受到了極大的沖擊，以往的教學經驗已經不能完全解釋當下數字教材課堂的教學規律。所以作為一線教師，重要的是探索和發現新型教學模式和學習策略。