基于平板电脑的小学科学互动课堂

梁瑞红 周晓清

我国科学课程大纲中强调“科学学习要以探究为核心”，并且亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径[1]。传统的科学教育过分强调用传授方式讲解科学的结论[2]，学生们仅仅是“读科学” 而非“做科学”[3]。

随着移动终端的普及以及移动互联网的大规模覆盖，平板电脑、智能手机等移动终端也逐渐进入基础教育领域。以iPad为代表的平板电脑具有便携性、移动性、交互性、灵活性、富媒体、富资源、富工具等多重特性[4]，为学生“做科学”提供了良好的技术支撑。主要表现为三点：（1）为学生以“做科学”为主的探究活动提供工具支持[5]；（2）基于互动平台的课堂即时反馈和评价[6]；（3）提供多感官、多通道的认知刺激[7]。

《测量水的温度》是人教版义务教育课程标准实验教科书《科学课》三年级下册的内容。本课借助iPad便携性、移动性、交互性的优势，以小组合作探究的形式开展大量“以学生为中心”的学习活动，从技能操练到知识学习，教学逐步推进，整堂课在一对一数字化学习平台的支撑下，不断进行即时的教学反馈。

教学目标

科学概念：学生理解温度的概念、不同温度的水的温度变化规律。（难点）

过程与方法：学生学会规范地操作温度计。（重点）

教学环境

教师配备Mac和iPad，学生自带iPad并保证每个小组至少一台，教室覆盖了高速的无线网络，配备了AppleTV，师生的终端可以通过无线网络即时投射到大屏幕上。

1. 平台

本课采用香港大学自主研发的一对一数字化学习平台iClass，提供了文字、绘图、测试、音频、小组互评等多种类型的活动（如图1），来增强课堂的互动和反馈，学生通过终端提交作业或作品，教师通过网页登录平台进行即时教学反馈。

2. 工具

3. 资源

（1）Keynote演示文稿，呈现教学重难点内容。

（2）“正确使用温度计操作步骤”的微视频。

教学过程

活动一：情境导入

教师出示两杯水：一杯冰水和一杯热水，先与学生们玩一个“猜！猜！猜！”的游戏。教师请一名学生用手去触摸这两杯水的杯壁，让大家根据这位学生自然反应出的动作和神态，来猜猜这两杯是什么水，并根据学生的回答进行引导。

设计意图：这一环节并未用技术进行辅助，因为并不是所有的教学环节都必须使用技术。

活动二：认识温度计并学习规范使用温度计的方法

在科学实验中，温度计的使用必须遵循操作的规范性，才能测量出相对准确的水的温度。教师利用Keynote在大屏幕出示问题，并要求学生进入iClass平台自学微视频“正确使用温度计操作步骤”。该微视频由以下部分组成：（1）温度计是由什么构成的？（2）怎么拿温度计？（3）怎样正确使用温度计？（4）怎样准确读出温度计的刻度？

设计意图：温度计的操作规范是一种技能的学习，短小精悍的微视频能够帮助学生树立规范操作的意识。

技术运用：运用iClass能存储小视频的资料夹功能，学生可以在小组内自定步调地观看微视频，充分体现平板电脑能够支持个性化学习的特征。

活动三：检测各组是否正确掌握温度计的使用方法

学生以小组为单位，完成“规范操作温度计知识小竞赛”的课堂小测，他们需要在规定时间内完成作答，并将答案及时上传到iClass平台上。教师通过Mac上的浏览器打开iClass课堂小测的答案统计表（如图2），每个小组的答题情况一目了然，教师可根据答题情况，有针对性地与学生进行交流分析。

从答题反馈统计表上，可以了解到第二组（Student29）全部对了，说明他们对“正确使用温度计”掌握得比较好。第三小组（Student32）全部做错，主要是由于技术操作失误的原因，接下来可以进行单独辅导。全班重点讲解第4、5题。

设计意图：对温度计的操作规范进行巩固。

技术运用：通过iClass的小测功能将答题情况图形化、动态化，可以立即反馈各小组对知识点掌握的情况，教师能进行有针对性的讲解。

活动四：练习测量常温水，比比看谁做得规范

学生小组内分工测量常温水的温度，教师巡视，抓拍同学们的操作姿势，将图片通过AppleTV无线传输到大屏幕上，对操作规范和不规范的两个小组进行对比分析。出现异常的小组进行反思，教师点评学生的分析并进行总结。

设计意图：通过练习用温度计测量常温水，来检测学生是否正确掌握使用温度计的方法。

技术运用：利用iPad的照相功能，抓拍学生测量水温的不同操作方法，利用AppleTV的无线投影功能，在屏幕上展示出正常数据与有差异的数据，让学生分析原因。

活动五：连续测量不同温度的水

学生分小组连续测量4杯水的温度，再进行水温变化的分析。要求学生按照大屏幕上沙漏计时器指示的时间，按照1、2、3、4号杯的顺序，每隔2分钟测量一次每个杯子的水温，每次测量不同温度水的顺序要统一。操作员根据教师出示的Keynote数据统计表格，将测量数据依次记录下来。

连续四次测量不同温度的水的任务完成后，每组的iPad操作员将表格生成为温度折线图，通过屏幕截图生成图片保存到iPad相册中，然后上传到iClass绘图活动上。

教师点拨：从你们小组的水温变化折线图中，你发现了什么问题？

生1：热水的水温呈下降趋势。

生2：冷水的水温呈上升趋势。

生3：自来水的温度变化不大。

生4：温水的水温呈下降趋势，但没有热水的变化大。

设计意图：让学生掌握规范使用温度计的操作要领，并根据数据来分析温度的变化规律。

技术运用：运用Keynote数据统计表格，制作出能清晰展示水温变化的趋势折线图，学生能将探究得到的数据及时可视化，并进行全班共享，“做科学”有了工具的支持。

活动六：探究各小组水温变化折线图中的共同规律

教师在屏幕上完整展示各组的水温变化折线图（如图3），并要求学生放下iPad，集中听讲。

师：请同学们仔细观察屏幕上各小组上传的折线图，看能否从各组的数据中找出水温变化的共同规律？

学生分小组汇报所发现的温度变化规律，教师对异常数据进行点拨：第7小组的数据为什么和其他小组的差异比较大呢？什么原因造成呢？学生猜测：第7组测量热水的温度出现先降后升再降的现象，可能是操作温度计不规范所造成的，也可能因为第7组的座位离空调最近，空调会影响其水温的变化。

设计意图： 引导学生观察折线图的数据并讨论分析，解决本节课“不同水温变化规律”这一学习难点。

技术运用：运用iClass的绘图功能，同时展示各小组的水温变化图，让学生们有机会从各小组的探究结果中发现共同规律。

活动七：抛出新问题让学生课后延伸思考

教师对本节课小结，并引发学生课后猜想：如果我们一直等到今天下午放学，热水的温度能一直下降到0°吗？为什么？要使它下降到0°，有什么方法呢？

设计意图：让学生利用已经掌握的知识，解决新的问题，进行知识的迁移和整合。

技术应用：运用iClass的文字活动功能，让学生深入讨论他们探究后的发现，并做进一步的猜想和延伸。

教学反思

本节课重点发挥了平板电脑的交互性、便携性等优势，为学生提供了大量的学习活动操作，让学生从技能训练到规律认识都能亲身体验和发现。整堂课信息量大且节奏紧凑，学生参与积极性很高，学习兴趣浓厚，在教学过程中，他们能基于自己的发现与教师进行良好的课堂互动。

1.“做科学”要以学生的学习活动为主

在传统的课堂中，学生学习新知识或操作技能，一般是通过教材或是画图实物投影，课堂是静态的。基于iPad的平板电脑课交互性强，学生的活动在整节课中占据主导地位。借助iClass教学互动平台，学生可以自定步调地自学，教师可以通过课堂小测以及学生实际操作图片的对比展示与分析，对知识点进行加强和巩固，活动的结果还能在平台上及时反馈，教师依此进行课堂互动和知识内化，所有教学环节设置均指向“做科学”。

2. 借助技术实现“边学边测边评”的高效课堂

平板电脑课堂师生交互更频繁、更多元，借助一对一数字化学习平台，实现边学边测边评的方式，大大缩短了发现问题、提出问题、解答问题的时间，并使信息反馈更及时、准确和透明，进而通过有效引导来解决问题。而且在科学课堂上，学生探究产生的数据能够及时可视化呈现，可以帮助师生经历完整的科学探究与问题发现的过程，真正体验到“做科学”的乐趣和成就感。由此，课堂上“学生主体”得到了更充分的体现，学生更多地融入到教学活动中。

3. 平板电脑课堂师生面临“多屏”挑战

平板电脑进入课堂，教师需要在黑板、演示文稿、iClass交互界面、App等多种媒介界面之间熟练地切换。在这样一个开放式的课堂中，对教师的课堂智慧以及临场应变能力是一种前所未有的挑战。对学生而言，他们与学习内容之间的交互也发生了变化，由原本单纯的文本读取学习内容到现在接收越来越多样化的媒介及信息。“多屏”提供了多通道、多感官的刺激，同时也增加了分散学习注意力的机会。我们的应对措施是：一方面通过技术手段控制课堂的节奏，例如本例中将沙漏计时器显示在大屏幕上，以控制每个活动的时间；二是设计丰富、有趣的学习活动，吸引学生参与到课堂学习活动中来。通过“管”和“引”两种方式，引导学生共建高效有序的平板电脑课堂。

（作者单位：广东广州市荔湾区芦荻西小学 华南师范大学）