利用数字教材支持混合式教学

◇王福玉 李暄炜（北京：北京市密云区教师研修学院 北京市密云区太师屯镇中心小学）

在快速发展的信息化时代，信息技术手段已经走进了我们的课堂。2019年教育部印发的《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》指出：信息技术应用能力是新时代高素质教师的核心素养。把传统学习方式的优势和信息化学习的优势结合起来的混合式学习成为新的教学模式，充分体现了学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。这种教学模式需要充足的数字教学资源作为支持，数字教材从一定程度上可以满足混合式教学的需要。

一、加强小学科学教学中数字教材的应用研究

数字教材是不同于纸质教材的电子化教材，将教学内容、终端、教学工具与服务有效整合，具有富媒体性、关联性、及时性、共享性、开放性、动态性、交互性等特性。数字教材作为整合型的电子化系统，将教学与学习一体化，且具有更自然的人机交互方式，更有助于“教”与“学”。在国内外的不断实践应用中，数字教材已经逐渐走进小学课堂。针对数字教材应用效果的研究表明，与传统教学相比，采用多媒体教学的优势明显、效果显著，且在激发学生学习兴趣、促进学生知识与技能的获得及提高学生课堂参与度等方面，有比较显著的促进作用。

我国不少学者对以数字教材为核心的教学方式进行了深入研究。有学者认为，数字教材的课堂应用过程包括准备、设计、实施以及反思四个阶段，也有学者从自主学习、互动交流、诊断改进这三种教学方式切入，完成设计。但目前涉及具体教学方法的研究不足，小学科学学科的相关研究更是不多。数字教材如何在小学科学课堂中应用以提升学生的科学核心素养，还需进一步研究与实践。

二、数字教材在小学科学教学中的应用策略

在小学科学课堂中应用数字教材，相比于以前的传统纸质教材，既可以看到文字、图片，又可以有音频、视频的辅助，甚至还可以进行互动，有交互性体验，非常生动、形象，可以大大提高学习者的学习体验。利用数字教材支持小学科学教学，能达到传统教材不能达到的效果。数字教材在教学过程中的策略可以分为以下几个方面。

（一）利用数字教材诊断学情，促进个性化和精准化

子曰：“求也退，故进之；由也兼人，故退之。”这句话生动地反映了孔子教育方法的特点之一，即因材施教。在课前了解学情，因材施教才能使学生的学习更高效。小学科学教学中，教师可以利用数字教材，提前了解学生的已有认知。课中通过数字教材收集每名学生在学习过程中的学习情况，诊断学生的水平，方能更有针对性地进行教学干预，从而为学生提供个性化和精准化的教学活动。

（二）利用数字教材打破时空，拓展学习深度和广度

在小学科学课堂上，由于时间有限，课上的学习活动可能不能满足学生的全部学习需求。利用数字教材，可以打破课上与课下的界限，使学生有机会在非课堂时间，甚至任何地点，发生学习行为，从而拓展学习的深度与广度，使学习更为高效。

（三）利用数字教材拓展平台，提升自主和协作学习效率

《义务教育科学课程标准》的基本理念之一，是突出学生的主体地位。在《学习的本质》一书中，提到学生学习是自主建构、解惑的过程，所以自主学习设置的必要性不言而喻。在应用数字教材进行教学时，可以丰富学生的学习活动、拓展学习平台。学生在课堂上可以通过数字教材进行自学、查看他人学习成果进行互学，还可以面对面进行交流协作学习，使学习活动更加高效，更加真实。

三、数字教材支持《走进植物工厂》一课的教学案例

《走进植物工厂》一课源自人教/鄂教版科学六年级上册“建造‘植物工厂’”单元。本单元属于技术与工程领域的内容，最终学生要建造一个专属于自己的“植物工厂”。在本课的教学实践中，利用数字教材支持本课的混合式教学，提高了学生的学习兴趣和学习效率。

（一）数字教材贯穿整个教学过程

基于数字教材的教学，学生可以不受时间、空间的制约，自主选择时间学习，还可以约好学习伙伴在线上协作学习。所以本课将学生的学习时间划分为了课前、课中和课后三个阶段。（见图1）

图1 教学流程图

1.课前了解学生学情，利于精准教学

六年级学生已具备了一定的逻辑思维能力，能够较好地理解一些复杂的技术手段。学生在三年级已经学习了凤仙花生长的知识，知道植物的生长条件。对于植物工厂，学生既熟悉又陌生。在小学阶段，很多学生有走访植物工厂的经历，或者看过关于植物工厂的报道，但是，只有一些碎片化的认识，没有具体的了解。

为了更好地把握学生的前概念，本课数字教材中设置了两道前测问题。

（1）请你找一找：身边种植的植物在生长过程中遇到过哪些问题？植物名称可能的原因遇到的问题A.了B.叶子发黄C.叶子上有虫子其他：（2）你在养植植物过程中遇到过什么困难？

通过对前测问题的分析，了解到以下信息：

图2 前测问题分析图

本次共对119 名学生进行了前测，其中大部分学生认为，遇到的问题和困难可能与水、阳光、通风、温度等有关，但是说不出具体原因，只是凭借家长或别人的经验进行猜测，而且也不知道怎么解决这些问题。

2.课中利用数字教材，优化教学内容

（1）课堂引入

利用数字教材展示课前调查的问题，让学生回忆植物的生长条件和课前的活动，并思考解决这些问题的方法，引入新课。再利用数字教材观看视频，使学生对植物工厂形成初步的整体认识。

（2）自主学习

本环节通过数字教材“建造”了一所虚拟的“植物工厂”，并配有不同技术手段的文字、图片和视频资料。学生可以在这所虚拟的“植物工厂”中选择自己感兴趣的技术手段进行自学。

（3）交流展示

在交流展示环节，如果学生想对某一组的记录结果进行提问，可以利用数字教材直接查看这组学生的记录结果。

（4）互学交流

在自学环节，学生只能对一两种技术手段深入学习，还有很多技术手段没有了解。本环节，学生可以在共享相册中查看每一组的自学记录成果进行互学，从而确保每一名学生对每一种技术手段都有所了解。

3.课后延伸，扩展学习空间和时间

由于课堂时间有限，很多学生在课堂上只能深入学习1～2 种技术，而其他技术只能基本了解。由于数字教材的应用，使得学生在课后能够对其他技术进行深入学习。另外，学生还可以打破教师提供的资源范围，从更广阔的互联网中检索相关信息，有选择地学习。

（二）支持教学评一体化

教学评一体化的课堂，通过诊断学生学习情况调整教学，能够有效促进学生更加真实、更加高效、更加深度地学习。数字教材在课堂中的应用，能够更清楚地了解学生，对课堂的推进更加精准。

本课设置了两次测评环节。第一次是在学生学习植物工厂为植物生长提供的技术手段之后，利用数字教材测评了解学生的掌握情况。教师共设置了六道题（图3 呈现了四道题）。根据答题数据分析，可以了解学生的学习情况。对于个别学生的问题，教师可以采取进一步措施帮助学生学习。

图3 测评学生学习植物工厂技术情况

第二次是在课堂的最后的应用环节。教师提出了一个问题：如果要选择植物工厂中的技术手段来解决植物生长过程中出现的问题和种植植物过程中遇到的困难，你会怎么选呢？说说你的理由。我们发现学生能够正确选择技术来解决自己遇到的种植问题。这一测评的作用，不仅能够查看学生的学习效果，还能为下一课的学习做铺垫。

（三）支持学生自主协作

《走进植物工厂》一课，学生大部分时间都在学习植物工厂为植物生长提供的技术手段，教师设置了自学—展示交流—互学的过程，支持学生自主协作学习。

1.提供自主学习时间

如前所述，学生在数字教材提供的虚拟“植物工厂”中学习植物工厂的技术时，设置了6～8 分钟的自主学习时间。每组学生选择1～2 种感兴趣的技术手段进行自学。教师引导学生在自学时，用关键词回答两个问题：（1）这种技术手段的主要特点是什么？（2）这种技术手段的实现方式有哪些？教师还通过投屏，将学生的自学过程和记录成果实时同步在大屏上展示，为一些不会自学的学生提供示范。

2.提供自学成果交流平台

在数字教材中，设计了共享区域，为学生小组之间进行充分的交流展示提供了平台。这一展示平台能够激发学生自主学习的成就感，学生也可以利用平台查看其他组的记录，对没有学习的技术建立整体认知。

3.互学交流促协作学习

借助展示平台，学生可以进行自主的交流、补充和质疑，了解其他技术手段。相比于传统教学方式，这样的平台使学生的交流更加方便快捷，提高了课堂效率。

纵观这一过程，学生经历先自主选择某1～2种技术自学，之后全班交流、补充和质疑，然后进行互学，对没有学习的技术建立整体认知。从教学的教扶放的角度来看，第一次学生汇报与交流是教师教的过程，第二次技术的汇报与交流是扶的过程，第三次互学是放的过程。这一过程也是为学生课下学习和交流讨论的开展做铺垫，课下学生就可以对其他技术进行自主学习和协作学习了。这样的设计和教师定位，都是为了促进学生自主学习和协作学习。

利用数字开展教学，除了依赖数字资源，还需要硬件环境的支撑和软件环境的支持，以及应用模式的实践。这四方面是数字教材教学应用的构成要素。由于技术因素的介入，传统的教学模式和学习策略受到了极大的冲击，以往的教学经验已经不能完全解释当下数字教材课堂的教学规律。所以作为一线教师，重要的是探索和发现新型教学模式和学习策略。