数字教材平台助力主题探究教学

冯海泉

信息时代，网络科技不仅改变了人类的学习方式，而且改变了人类的大脑结构。传统教学方式难以符合当代学生的“口味”。教师要循序渐进自我更新，运用技术手段提升教学，适应高度智能化的未来。探究式教学是呼声很高的教学模式之一，曾经一度被认为是“学习的革命”。在我国，传统讲授式的教学观念根深蒂固，这与探究式教学难以推广有一定关系。探究式教学虽然面临矛盾与困惑、场面流于形式、效果不尽如人意，但不是没有解决方法。笔者借助粤教翔云数字教材应用平台开展小学科学主题探究教学，收效甚佳，解决了传统教学中的一些问题。

一、探究式教学存在的主要问题

笔者以“小学科学探究式教学存在的问题”为关键词，筛选出近两年的文献，归纳“主要问题”如下。

（一）学生参与度不高

一方面，学生个体之间存在认知差异，导致一些学生跟不上活动进度，或者对“简单”活动不感兴趣，影响教学进度。另一方面，网络科技的发展应用也给探究活动课的编排带来了挑战。学生可以在课外接触很多科学知识，他们对课堂教学有较高的期望。探究活动如缺乏新意很难吸引学生。

（二）对科学课程重视不够，师资力量薄弱

当前，一些学校仍然没有认识到科学课程的价值，没有意识到科学课程对于培养学生发现和解决问题的能力以及未来融入社会生活乃至终身发展的重要性。除了硬件设施不足外，师资力量仍然比较薄弱。在一些学校，科学教师没有理工科背景，且多是其他学科教师兼任，他们知识结构单一，对探究活动理解片面，影响教学效果。

此外，邓涵月^[1]认为，教师在探究式教学中重知识、轻能力，割裂了课堂学习与实际生活的联系，容易以偏概全。吴西子^[2]认为，课程资源的开发与利用不足，活动局限在教室内，影响学生创新能力的培养。吴苏慧^[3]认为，课堂教学时间有限，虽有师生互动，但方式单一。

二、基于平台开展探究式教学的优势

教育部倡导建立“互联网+教育”大平台，开设在线开放型课堂，满足数字化教学需求。广东省建设的粤教翔云数字教材应用平台（以下简称平台）有效支撑了全省1300多万师生的创新应用。平台提供了富媒体资源整合、数字内容交互、学习过程追踪、大数据分析、知识服务等一系列云端环境下数字教育内容服务，推动了教育理念重塑、课堂结构重组、活动流程再造、教学模式重建，构建了以学生发展为本的课堂教学新生态。教师借助“教学应用”模块，创设“主题探究”教学项目，支撑线上线下活动和成果展示，体现了教学主体参与学习活动的“自主性、开放性、实践性、过程性”。

（一）有利于发挥学生的学习自主性

探究式教学是教师为实现一定的教学目标，指导和帮助学生自主建构知识、经验或活动的过程。教师开展探究式教学对学生自主性要求较高，为保证活动顺利开展，需要准备大量的学习资源。数字教材应用平台上有丰富的教学资源，这是教师有效开展活动的基础。此外，在平台支持下，教师对学生遇到的问题可以及时给予指导，依据不同主题内容提供相应的帮助，包括工具、资源、方法等。教师可以在平台上创建并完成主题探究教学的六个主要环节的工作任务：确定主题、活动设计、活动实施、成果展示、交流评价和总结反思。任务发布后，教师不需要口述，学生通过终端设备浏览任务，主动建构知识。必要时，教师可以给予个别指导，但要给学生“试误”的机会。

平台教学有利于发挥学生学习自主性：一方面，教师改变多讲的习惯，让学生作为课堂主体，随时在终端上琢磨任务要求，加强自主探究能力，培养创新意识和创造潜能;另一方面，认知层次不同的学生都喜欢这种学习方式，他们互相影响，提升全员参与度。

（二）为学生提供自由开放的学习环境

平台具有高度开放性，兼容电脑、手机等智能终端和多种软件，支持不同教学场景中多种主体的应用，不仅支持教师自主加工教学资源，探究个性化教学方式，而且支持学生开展线上线下的个性化学习，有利于发挥学生主体性。

探究式教学过程中，不同的小组或学生个体可能就一个主题得出不同的看法，磨合需要时间。特别是科学探究，大多数情况下学生难以在一个课时内完成任务，如“种子发芽”“铁生锈”“月相变化”等，有些必须在室外操作，如“风的观测”“叶的蒸腾”“测量太阳高度角”等。这些矛盾与困惑与邓涵月等人提及的“问题”契合。

借助平台，学生可以在不同场景与家长或专业人士交流，不断补充阶段性成果，弥补兼职教师专业知识方面的缺漏，取得学习成果。

（三）有利于学生亲身实践

实践活动是宝贵的学习资源，是迭代的基础，教师要重视每个学生的学习状态。活动主题来源于学生所处的学习、生活与社会环境中的实际问题，或与实际生活有密切联系。学生参与实践探究活动，能提高自身观察、思考和解决实际问题的能力。计算机辅助教学也存在不足——教师通常展示主动型学生的成果，不能有效发现被动型学生是否真正参与实践活动;产生的记录单、成果材料等难以长期保存，实在可惜。平台教学中设置了“成果展示”环节，教师能快速浏览各成员或小组参与进度，通过监督杜绝“懒人”出现，还能提高学生利用网络资源和技术工具学习的能力，拓展学习空间，提供记录活动过程的载体。

（四）有利于教师关注学生学习过程

探究式教学又称“做中学”，强调学生在自主探索过程中，建构个体认知模型和方法架构。《网络化大脑：适应现代大脑的技术变革》的作者加里·斯莫尔将人分成两类，即数字原住民和数字移民，前者喜欢在网上碎片化阅读，依赖手指输入^[4]。科学家发现，互联网虽然影响着所有年龄层的人群，但受影响最大的还是“数字原住民”。黄荣怀等人则认为在数字时代成长起来的一代人其群体特征很难鉴定，不存在“数字原住民”，技术对当代学生的学习方式的影响程度因使用技术的深度不同而表现出差异，对于技术介入较深的学生，正呈现出“用技术”和“强交互”的特征^[5]。借助平台，学生易从“交流”环节快速搜寻到感兴趣的碎片化内容，建构他们的思维活动。“评价”环节类似“圈粉”，从“德西效应”看，给予被动型学生发表言论机会，让外部动机激发内部动机，显得更有效。严权认为：教师应注重学生探究过程，让学生学会交流和合作，因为体验和表现比结果更重要;在探究中得到发展，是探究式教学的最主要目的。在评价学习成果时，教师应该注重学生的态度和过程，对其评价应以形成性评价为主。

三、应用案例

平台的优势正好弥补探究式教学的不足。笔者在平台的“教学应用”模块，创设“主题探究”活动，以下结合实践阐述如何设计应用。

（一）确定主题

确定主题是教师开展探究式教学的首要工作，教学设计诸环节都应该围绕主题实施。基于数字教材的主题探究教学应体现探究学习的价值，帮助学生在学习过程中解决实际问题，解决“真”问题。探究主题的确定在很大程度上决定教学活动的效果。

笔者在粤教版《科学》五年级下册“身边的桥梁”单元的基础上，设计了“增强梁桥的承重能力”的主题探究活动。这单元安排有6个课题，先介绍梁桥、拱桥、悬索桥、框架桥四种桥梁结构，再设计和制作一个具有一定承重能力和一定跨度的桥梁模型。对于教材第6课中的“设计桥梁模型”技术与工程任务，如果教师让五年级学生凭喜好来设计，结果通常是“设计很丰满，现实很骨感”。所以，笔者根据以往经验并基于对五年级学生的能力水平，决定在第1课开始就明确技术与工程任务。在完成第1课梁桥结构学习任务后，教师在平台上发布“增强梁桥的承重能力”的主题探究任务。学生以第1课中呈现的“琪琪”的梁桥设计方案（如图1）为基础，在单元学习过程中，为实现“增强梁桥的承重能力”的目标，以小组为单位，不断思考如何增强梁桥的承重能力，逐渐形成本组的设计图，在单元学习的最后一课制作成品。

（二）活动设计

活动设计是教学中的核心内容。教师围绕教学目标和主题，根据探究任务类型、学生情况及应用场景，设计适当的任务，借助“思维导图”和学习资源，为学生参与活动提供支持。

1.选择教学应用场景和探究组织形式

各地学校教学资源存在差异，智能终端的配置不一，“一对一”“一对多”“一对全”三种教学应用场景都可能出现。选择什么样的探究形式往往受教学应用场景制约，教师在设计教学活动前应了解、判断所处的教学应用场景（见表1）。

该主题主要体现工程技术领域的有关内容。学生的关键任务是设计。教师将培养学生协作设计、解决问题的能力摆在首位，以“一对多”的探究形式组织活动。

2.设计探究活动内容

设计探究活动的内容包括情境创设、目标要求、资源准备、探究工具、成果形式和学习指导6个部分，对于自主探究活动的设计还包括设计探究步骤。笔者以“琪琪”的梁桥设计方案为情境，提出“增强梁桥承重能力”的目标。学生可以在梁桥的“梁和桥面”上下功夫，也可以融合其他桥梁类型的结构优点。为有效开展活动，笔者设计了记录表（如图2）。

（三）活动实施

活动实施指学生在教师的指导下，在平台上利用已有资源，通过自主探究、协作探究或群体探究的形式对所获得的信息进行思考和分析，建构知识的学习过程。

主题活动的实施过程贯穿单元教学过程。在学生学习拱桥、悬索桥、框架桥的过程中，教师要指导学生能否将其他桥梁结构的优点与梁桥的特点有机组合，改良“琪琪”的设计方案。在实施过程中，教师提示学生，设计方案必须符合梁桥的特征且制作要简单，量力而行。经常有学生设计的方案不符合梁桥的平直特点，或设计的结构太复杂，超出自身能力。教师利用平台的“临时讨论组”工具群发指导意见。需要注意的是，教师指导要把握时机，留给学生探究的时间，给学生“试误”的机会，在学生思考后给予帮助。

心理学的动机理论认为，学生带着明确的目标学习，在整个活动中专注力时间更长，这一点在平时爱“捣蛋”的学生身上效果尤甚。

（四）成果展示

学生借助平台，以个人或小组为单位展示成果。成果形式是多样的，如文档、影音、图像等。如何指导学生填写活动表？笔者让学生先在“作业本”中完成阶段成果，在深入学习中不断完善，直至完成第5课“桥梁里的框架”学习后，将最优的内容填入活动表，然后在平台上“提交”。该主题活动以“一对多”的协作探究方式开展，笔者强调各组结构性设计要差不多，小组长要综合各成员方案的优点，整合出一份最佳的小组成果在平台上以图像形式提交。

（五）交流评价

交流评价环节，指教师和学生通过平台进行交流、讨论和评价学习成果，以评促学。此环节，教师应抓住关键，引导学生进行思维对接，激发和保护他们参与合作交流的积极性。教师可以通过App上的“交流评价”随时查看学生的动态，给予指导。该主题活动中，第6小组直接给“琪琪”的梁桥上增加两个桥墩，笔者留言纠偏“在桥面下增加桥墩，会减小梁桥的跨度”。第3小组在“琪琪”的W梁内部增加圆柱，笔者提出“在W形梁上增加圆柱形梁，如何固定两种梁结构？”交流评价很重要，笔者发现，学生更愿意花时间优化成果。当代学生喜欢“粉圈”里被赞的感觉，在家中也会关注别人对自己的评价。

（六）总结反思

总结反思是师生从探究活动中总结经验教训的环节，包括学习反思和教学反思，但在主题探究活动中这一环节容易被教师忽视。学习反思是学生对探究过程的回顾，对学习结果的检验过程。教学反思是教师对教学实践的深思考、重认识、攒经验。教学反思包括对学习支架提供、教学方式、学生学习结果三个方面的反思。教师通过反思为下一个学习活动的设计提供基础、思路和策略，有利于提高自身教学水平。

笔者从学生制作过程中发现，各组都应用了多种方法增强梁桥承重能力，但大多是方案简单的小组在课时内完成任务。学生的协作能力、动手能力等还有很大提升空间，但是笔者看到所有学生全神贯注思考、操作，非常欣慰。

注：本文系广东省中小学教师信息技术应用能力提升工程 2.0试点校、试点区专项科研课题“粤教翔云数字教材应用平台与小学学科融合的研究”（课题批准号：TSGCKT20211）的阶段性成果之一。

参考文献

[1] 邓涵月.探究式教学在小学科学课堂教学应用中的问题与对策研究[D].重庆：西南大学，2020：25-27.

[2] 胡西子.小学科学探究式课堂教学案例研究[D].南京：东南大学，2019：38-40.

[3] 吴苏惠.小学科学探究式教学的现状研究[D].长春：长春师范大学，2020：15-22.

[4] 晓晖.数字时代，我们的大脑被改变了？[J].百科知识， 2015（5）：12-14.

[5] 黄荣怀，杨俊锋，周颖，等.当代中小学生学习方式偏好及课堂教学变革诉求研究[J].电化教育研究，2014（2）：27-32.

（作者系广东省阳江市江城第一小学教师）

责任编辑：祝元志