中小学学科教学专用软件的研究与应用

张玉凤 郑宽明

关键词：中小学；教学专用软件；研究

我国教育信息化进入2.0，即意味着教育信息化“转段”进入融合创新的新阶段[1]。在这个背景下，必须提高教师和学生的信息素养，教师应对教学模式进行创新，打造全景教学情境，有效并恰到好处地运用在课堂教学中。学科教学专用软件的出现，不仅会助力教学模式革新，也会加快教育的信息化程度。然而，教师在应用这些软件时还存在一些问题，如对软件功能的深入研究不足、过度依赖软件等。本文将针对这些问题，提出相应的解决措施。希望这些软件的功能、交互界面及其提供的学习支持服务能够随着移动开发技术的发展而不断改进[2]，从而能高效地辅助教学工作顺利有效地进行。

1 学科教学专用软件概述

学科教学专用软件是针对某一科目或某一类科目而专门设计的辅助教学工具，它既促进了信息技术与其他学科的整合，也代表了计算机辅助教学的发展趋势。这些软件包括几何画板、物理画板、纳米盒、作曲大师、在线地图、听力训练软件、虚拟实验室等，它们为使用者提供了一定的辅助工具，可以解决一些较为复杂的问题。

自21世纪以来，随着信息技术和人工智能技术的飞速发展，各学科教学专用软件蓬勃发展。这些软件可以帮助教师备课、提高自身专业素养、丰富教学活动、提高课堂学习效率，同时也便于学生课后自学和查漏补缺。然而，由于各学校的情况不同，一些软件在中小学的应用还不够广泛。表1列举了常见的中小学学科教学软件。

本研究将重点介绍几种适用于课堂教学的学科专用软件，这些软件也可用于课后巩固练习。目前，教学软件主要用于课外自学或辅助教师备课，能够用于课堂教学的学科专用软件相对较少。部分软件在移动手机上使用更方便，而课堂上显然没有这个条件，因此课外自学软件占据了市场的大部分份额。例如，作文纸条、洋葱数学、物理实验室、烧杯免费学习、作曲大师等软件主要适用于移动设备，主要用于课外提升。

2 学科专用软件分析

2.1 各学科专用软件的功能及特点

本文将从语文、数学、英语、化学、地理、音乐六个学科中各选取一个典型的学科教学专用软件，按照其用途分为课堂教学类、课外自主学习类、课内课外结合类三种类型，并对其各自的功能和特点进行研究。这里需要说明的是，这些教学软件究竟用于课堂教学还是课外自学，并没有严格的界限，只是根据其功能归类到更适合的学习方式中。

1） 课堂教学类学科教学专用软件

课堂教学类的教学软件以几何画板和GoogleEarth为例，分析它们的功能及特点。几何画板是一款教育软件，具有简明便捷、动态性、形象生动等特点。它可以进行图形变换、测量和计算，还能绘制函数图像和制作简单的动画[3]。使用几何画板可以帮助教师更好地教授课程，也有助于学生深入理解和掌握数学知识。

谷歌地球是一款商用软件，可在台式机上浏览高精度卫星影像及3D资料。它具有地图查询、星空教学、模拟飞行、制作共享发布地标等功能。谷歌地球的特点是动态性、交互性、多维性和丰富性。相比传统纸质地图，它能生动地再现实际地表状况，信息更丰富，并且可应用虚拟现实技术让人有身临其境之感[4]。总之，谷歌地球功能强大，界面简洁，更易操作，是学习地理的得力助手。

尽管这类学科教学软件能够辅助教师提高教学效率，但大多仅限于课堂教学。由于移动终端设备的快速普及，这些软件的功能和便利性受到了挑战，再加上许多软件存在版权限制等问题，其发展前景不太乐观。

2） 课外自主学习类学科教学专用软件

课外自主学习类的教学软件以纸条和Ear Master 为例，分析它们的功能及特点。纸条App是一款专门为语文科目写作设计的手机软件，具有学习和社交功能。它包含“作文”“发现”“会员”“小卖部”和“我的”几个界面，用户可以制定学习计划，学习已有作文素材，参加专题性写作活动并评价他人作品。该软件具有趣味性、练习充足、素材丰富、系统性强等特点，能够帮助用户快速积累作文素材，提高作文水平，增强逻辑思维[5]。

Ear Master是一款热门音乐教育软件，可在电脑端和平板上使用，提供了丰富的教学活动和全面系统的训练。该软件可以帮助用户学会和弦辨认、和弦转位、和弦进行、韵律视唱、韵律模仿、韵律默写和韵律错误的校对，还能根据乐谱直接唱歌或演奏旋律。通过这些训练，用户能更好地掌握旋律，为学习新歌曲等打好基础。Ear Master具有丰富的教学活动、系统全面的训练、高交互性和实时检测反馈学习进程等特点[6]。在趣味教学中，用户不会觉得学习视唱是一种负担，对于音乐初学者来说，完全可以将其当作一场游戏。同时，该软件还提供了多种输入模式，用户可以用钢琴键盘、吉他指板、五线谱、多选项按键等回答问题，也可以用哼唱、鼓掌或在乐器上弹奏的方式进行操作，软件会自动辨识并提供正确答案。Ear Mas?ter是一款功能强大、方便实用的音乐教育软件，能够减轻学习音乐的压力，帮助用户更好地掌握音乐知识和技能。

3） 课内课外结合类学科教学专用软件

课内课外结合类的学科教学软件，这里以纳米盒和虚拟实验为例，分析它们的功能与特点。纳米盒是一款专为中国儿童及其父母开发的学习指导及成长软件，其界面包含魔法书、书架和成长圈三个板块。魔法书板块提供课本、课外书、直播课程和打卡任务，书架则分为阅读和工具两部分，而成长圈则包含各种中英绘本、连环画、科普知识和艺术。该软件的功能包括点读、配备同步练习卷、提供天天背单词等学习工具，还有训练听力和口语的功能，并具备语音测评系统，及时提供反馈。其特点在于符合儿童心理特征，具有趣味性，功能强大，能进行读、听力、口语、单词、语法、阅读全方位的练习，并提供丰富的微课资源和有声绘本，便于课外阅读和学习[7]。

虚拟实验是一款模拟实验软件，可用于课堂教学或课下练习，提供单人练习和双人PK两种模式。该软件真实模拟实验情景，进行仿真实验，实验前会明确告知实验目的和器材，实验中会给出操作提示并解释意图，每一步操作及选择的实验现象和阶段性结论的正误会及时得到反馈，实验结束后会形成总体评价和实验结论，并生成实验报告，方便下载复习。该软件具有便捷自由、交互性和共享性等特点。它打破了时间和地点的限制，无需消耗实验成本，弥补了传统实验课的不足。其丰富的人机互动形式可以较全面地模拟真实实验，而实验资源也可被所有需求者共享[8]。

2.2 学科专用软件发展趋势

几何画板、虚拟实验技术、Ear Master、GoogleEarth、作文纸条等软件在教学中各具独特作用，能够提高课堂效率，改进教学模式，提高教学效果。然而，通过研究发现，目前用于课堂教学的软件大多不仅针对单一学科，而是逐渐向某一类学科或多学科发展，即由专用性向通用性转变。这些学科教学专用软件的发展并不如预期，一些仅针对课堂教学的软件可能会被功能更强大的软件替代。虽然趋向于多学科发展的教学软件具有更强的普适性，但过度依赖软件学习可能会耗费时间，甚至影响其他科目的学习。因此，学生应以课堂教学为主，将软件视为辅助教学的工具。

2.3 教学软件存在的问题及应对措施

2.3.1 存在的问题

随着教学软件的日益普及，其在教育教学中的作用愈发重要。然而，目前存在一些问题严重影响了教学质量和学生的全面发展。具体体现在以下方面：

1） 部分教学软件在知名度提高后，商业化倾向严重。软件内的收费项目众多且占比较大，版面繁杂，导致学生注意力分散，学习效果不佳。

2） 相当一部分教师对学科教学软件的熟悉度不够，缺乏创新变革课堂教学方式的意识。这使得他们难以将教学软件进行应用推广，或因操作软件不熟练而浪费课堂时间。

3） 学生缺乏正确引导，将学业水平的提高寄托于教学软件，忽视教师课堂教学的作用，影响学校课堂氛围。此外，学生长时间沉迷于教学软件，还会耽误其他学科的学习，导致偏科。

针对这些问题，有必要加强教师的专业培训，提高他们对教学软件的熟悉度和运用能力。同时，学校和家长应该引导学生正确使用教学软件，合理安排学习时间，避免过度依赖软件而忽视传统课堂教学的重要性。最终，教学软件应当成为教学过程中的有益辅助工具，而非取代传统教学的主要手段。

2.3.2 应对措施

为了提升教学效果，需要采取一系列措施，包括提升用户体验、加强教师培训、正确引导学生、开展教师培训和加强家校沟通等，以确保教学软件的合理应用。

首先，软件开发者应该关注用户体验，简化页面设计，优化版面布局，并合理设置收费项目。同时，提供更多公共共享资源，减少广告弹窗，为用户营造一个简洁、专注、高效的学习环境，以提升用户对教学软件的满意度和黏性。

其次，教育部门应制定相关政策，加强对教师信息技术应用能力的培养。培养教师时，应强调信息技术在教学中的重要性和有效性，提高教师应用信息技术教学的意愿和能力。同时，鼓励教师创新教学方式，营造积极应用信息技术教学的社会环境。

同时，教师要进行正确的引导，让学生明白教学软件只是辅助工具，应以教师课堂教学为主。学生在使用教学软件时，要根据教师讲课的进度进行合理有效的辅助学习，避免过度依赖教学软件。家长也要做好监督工作，确保学生正确使用教学软件，避免沉迷其中而忽视课堂教学。

此外，学校可以组织教师进行信息技术教学培训，邀请专业人士分享经验和技巧，提高教师的信息技术素养和教学能力。同时，鼓励教师之间的交流和合作，分享优秀的教学资源和经验，共同提高教学质量。

最后，家长应关注学生的学习情况，与教师保持沟通，了解学生在学校的学习进度和表现。在家中，家长可以为学生提供良好的学习环境，限制学生使用教学软件的时间，避免学生过度依赖教学软件。

通过以上措施的实施，可以提高教学软件的质量，增强教师、学生和家长对教学软件的正确认识，促进教学软件的合理应用，从而提升教学效果。

3 结论

基于对中小学学科教学专用软件的研究，本文得出以下结论：教学软件能够丰富教学模式，提高学生的学习兴趣。然而，部分软件存在广告多、页面杂乱、收费高等问题，需要进行筛选和改进。同时，学生在使用教学软件时应以教师课堂教学为主，避免过度依赖。为了更好地应用教学软件，学校应组织教师开展信息技术教学培训，提高他们的信息技术素养和教学能力。此外，家长也应关注学生的学习情况，与教师保持沟通，避免学生过度依赖教学软件。随着信息化程度的不断提高，相信未来教师和学生会更加合理地利用学科教学专用软件进行教学和学习，从而实现教育的多元化繁荣发展。