杜姿

摘要：以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的互動新技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課堂的運用，有助于學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，發(fā)展學(xué)生的評價能力，提高學(xué)生的問題解決能力，促進學(xué)生高階思維能力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：互動新技術(shù)；深度學(xué)習(xí)；小學(xué)科學(xué)；高階思維

中圖分類號：G623 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2018）01A-0068-04

小學(xué)教育的最終目標是為成就學(xué)生的美好人生奠定基礎(chǔ)。學(xué)術(shù)性知識和技能本身并不能夠讓學(xué)生成功地進入職場和社會，學(xué)生必須知道如何分析、評判、交流、協(xié)作和創(chuàng)造。這就是21世紀的核心素養(yǎng)，包括批判性思維和解決問題的能力、溝通與協(xié)作能力、創(chuàng)造與革新能力等。2016年9月發(fā)布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》的整體框架包括文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與三個方面，其中科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新等素養(yǎng)與21世紀核心素養(yǎng)不謀而合，可見其重要性。同時，學(xué)習(xí)者的終身學(xué)習(xí)能力、自主學(xué)習(xí)能力和知識創(chuàng)新能力都要以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)。[1]深度學(xué)習(xí)研究的興起，是當(dāng)今知識經(jīng)濟、終身教育、優(yōu)質(zhì)教育理念對基礎(chǔ)教育發(fā)展要求的結(jié)果，如何促進深度學(xué)習(xí)和培養(yǎng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力，將成為未來教育改革發(fā)展的重要課題。[2]目前，學(xué)生的主要學(xué)習(xí)方式還是基于課堂的，因此在課堂教學(xué)層面如何促進學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)是值得各個學(xué)科研究的問題。

一、概念解讀

（一）互動新技術(shù)

互動是一個從社會心理學(xué)中引入到教學(xué)領(lǐng)域的概念，“互”是交替、交互、相互，“動”是使起作用或影響，在課堂教學(xué)領(lǐng)域的互動是指教師與學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)媒體之間的相互作用和影響，強調(diào)信息的多向交流與溝通。本研究提出的互動新技術(shù)特指有別于課堂教學(xué)中問答、討論、演示等傳統(tǒng)互動技術(shù)的，基于交互式電子白板、傳感器、虛擬實驗等課堂互動技術(shù)。

（二）深度學(xué)習(xí)

“學(xué)習(xí)科學(xué)”將學(xué)習(xí)分為淺層學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)，大多數(shù)研究者認為，深度學(xué)習(xí)是相對于淺層學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式。Biggs認為，深度學(xué)習(xí)包含高水平或者主動的認知加工[3]；Beattie、Collins和Meinnes認為，深度學(xué)習(xí)方式意味著學(xué)生為了理解而學(xué)習(xí)，表現(xiàn)為對學(xué)習(xí)內(nèi)容的批判性理解，注重邏輯關(guān)系和結(jié)論的證據(jù)[4]；國內(nèi)學(xué)者何玲、黎家厚認為，深度學(xué)習(xí)是指在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和知識，并將它們?nèi)谌朐械恼J知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多的思想間進行聯(lián)系并能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情景中用以決策和解決問題的學(xué)習(xí)[5]。結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者的認識，淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的特征如表1?？偟膩碚f，深度學(xué)習(xí)是一種主動學(xué)習(xí)，是運用高階思維進行有意義學(xué)習(xí)。

二、互動新技術(shù)與深度學(xué)習(xí)

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性的影響，必須予以高度重視”“要提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平、更新教學(xué)觀念、改進教學(xué)方法、提高教學(xué)效果。鼓勵學(xué)生利用信息手段主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強運用信息技術(shù)分析解決問題能力，加快全民信息普及和應(yīng)用?！?/p>

數(shù)字技術(shù)改變了教育的基本面，它作為深度學(xué)習(xí)的推動者和工具，開創(chuàng)了深度學(xué)習(xí)的條件，能把學(xué)生投入到深度學(xué)習(xí)體驗中，“促進有意義學(xué)習(xí)和概念轉(zhuǎn)變”[6]，實現(xiàn)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和全球協(xié)作等新的目標。邁克爾·富蘭是加拿大著名的教育學(xué)家，他提出深度學(xué)習(xí)的三大核心要素就包括“使用能加快深度學(xué)習(xí)過程的數(shù)字化工具和資源”[7]。

小學(xué)科學(xué)課是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心目標的一門基礎(chǔ)課程，在深度學(xué)習(xí)的理論指導(dǎo)下，科學(xué)課堂學(xué)習(xí)過程在觀察、實驗的基礎(chǔ)上，更應(yīng)強化學(xué)生分析推理、交流評價以及問題解決能力的培養(yǎng)，也就是高階思維的培養(yǎng)。適當(dāng)運用交互式電子白板、傳感器、iPad等數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，可以提供學(xué)習(xí)認知工具等技術(shù)支持，有助于小學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

三、互動新技術(shù)促進學(xué)生高階思維的發(fā)展

高階思維是發(fā)生在較高認知水平的心智活動或較高層次的認知能力，在教育目標分類中表現(xiàn)為分析、綜合、評價、創(chuàng)造等較高認知水平的能力。[8]高階思維是實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，在小學(xué)科學(xué)課堂上運用各種互動新技術(shù)，有利于促進學(xué)生高階思維的發(fā)展。

（一）使用傳感器提高實驗效率，培養(yǎng)學(xué)生分析能力

傳統(tǒng)條件下小學(xué)科學(xué)課的實驗教學(xué)中存在著比較明顯的缺陷，不少實驗器材操作過程復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生的時間和精力大多都用在操作上，沒有充足的時間去分析實驗現(xiàn)象、思考問題和推導(dǎo)結(jié)論；另一方面，由于實驗器材簡陋導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)誤差較大，只能勉強得出一些定性、模糊的科學(xué)結(jié)論。長此以往，這樣的科學(xué)學(xué)習(xí)既限制了學(xué)生實踐能力的提高，也阻礙了學(xué)生思維的發(fā)展。傳感器以其精確、智能、易于操作等優(yōu)勢，為學(xué)生提供了一個自主探索的平臺，給他們展示了更直觀、生動的學(xué)習(xí)內(nèi)容，大大提高科學(xué)探究過程的實效。教師教學(xué)設(shè)計的重心也就可以從實驗操作轉(zhuǎn)變?yōu)樗季S訓(xùn)練。不少傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)實驗因使用了傳感器提高了實驗的準確率，減少了實驗操作的時間（見圖1），讓學(xué)生有更多的時間進行觀察、記錄和分析，增加學(xué)習(xí)過程中思維的參與度，真正做到動手能力和思維發(fā)展同步發(fā)展。

傳感器的引入，為定性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)槎繉嶒炋峁┝爽F(xiàn)實的可能。如小學(xué)科學(xué)實驗“不同物體反射光的能力”在傳統(tǒng)條件下是無法開展定量實驗的，不同顏色、不同材質(zhì)的物體反射光的能力不同，只能憑感覺的模糊認識。但通過使用光強傳感器和數(shù)據(jù)收集器進行實驗，就將難以觀察的實驗現(xiàn)象數(shù)字化呈現(xiàn)，方便、準確地測量出不同物體反射光能力的數(shù)據(jù)。在課堂上，學(xué)生的時間和精力可以更多地用在記錄實驗數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的環(huán)節(jié)，注重定量研究和統(tǒng)計分析，在建構(gòu)科學(xué)概念的過程中強化高階思維的訓(xùn)練，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。在實際的課堂教學(xué)中，還有學(xué)生因為時間充裕進行了深入的研究，用光強傳感器直接測量光源的光強高達5000多Lux，而經(jīng)過反射光能力最強的金屬片反射后，光源的光強也只是3900多Lux。因此，通過分析實驗數(shù)據(jù)，他們得出了新的結(jié)論——光并不能全部被反射，在反射的過程中是有損耗的！這樣的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)遠遠超出了教材的要求。不難看出，學(xué)生的科學(xué)實證意識逐步建立起來。此探究過程培養(yǎng)了他們的分析能力，提高了他們的認知水平，如果沒有傳感器，是難以實現(xiàn)這樣的深度學(xué)習(xí)的。endprint

（二）交互白板實時互動，發(fā)展學(xué)生評價能力

從學(xué)習(xí)科學(xué)的角度來看，缺失社會互動的純粹的個體性學(xué)習(xí)是無法實現(xiàn)真正的、持久的深度學(xué)習(xí)的。學(xué)習(xí)者在教師的支持下，實現(xiàn)“新老成員”交互、實質(zhì)性參與相應(yīng)的學(xué)習(xí)共同體，只有當(dāng)其心理機能從純粹的認知發(fā)展走向意義獲得和身份認同的雙重發(fā)展時，深度學(xué)習(xí)才真正發(fā)生。[9]交互式電子白板具有很強的兼容性，能與iPad、投票器等設(shè)備以及各種計算機軟件融合應(yīng)用，給學(xué)習(xí)者提供協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境和氛圍，在學(xué)習(xí)過程進行實時互動交流，師生、生生之間共同建構(gòu)知識，推進學(xué)習(xí)的深入。

小學(xué)科學(xué)課經(jīng)常會開展觀察、實驗等探究活動，隨之而來的就會有學(xué)生的觀察、實驗記錄表；有些課堂還會安排學(xué)生進行設(shè)計活動，那就會有設(shè)計圖等。傳統(tǒng)課堂的交流環(huán)節(jié)是小組代表逐個到臺前進行展示和匯報，而臺下的同學(xué)往往耐不住性子認真傾聽，或者聽了后面又忘記前面的，課堂教學(xué)進行到了這個環(huán)節(jié)效果總不太理想。有了交互式電子白板和iPad，這個問題就很容易解決了。電子白板和iPad之間只要安裝一個接收器，在WiFi網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生的觀察、實驗記錄表或設(shè)計圖等就可以iPad拍照直接投上屏幕，向其他同學(xué)介紹，相互評價，補充完善。而且，技術(shù)上可以做到同時展示幾個小組的作業(yè)，方便同學(xué)們進行比較、分析和歸納，更好地建構(gòu)知識。另外，交互式電子白板還可以跟概念圖軟件完美融合，在課堂總結(jié)的環(huán)節(jié)應(yīng)用。師生、生生共同討論，總結(jié)出各知識點之間的聯(lián)系，建構(gòu)出知識網(wǎng)絡(luò)。如小學(xué)科學(xué)《光的反射》一課，教師就是讓學(xué)生使用交互式電子白板的移動、書寫功能，共同整理出相關(guān)知識的概念體系，有力地促進新舊知識的聯(lián)結(jié)和知識構(gòu)建。

交互式電子白板還可以外接投票器，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容出示練習(xí)題讓學(xué)生使用投票器作答，正確率實時呈現(xiàn)。學(xué)生的學(xué)習(xí)成效通過交互白板實時反饋，教師可根據(jù)情況及時調(diào)整接下來的教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)成效；學(xué)生也可以了解自己的學(xué)習(xí)情況，進行自我反思，促進元認知的形成。同時由于技術(shù)的引入，學(xué)生注意力更集中，提高了學(xué)習(xí)效率；課堂上的交流變得更及時，交互性更強。在師生、生生充分的討論交流過程中，學(xué)生既要傾聽他人的意見，同時也要學(xué)會準確地表達自己的觀點，其批判性思維、評價能力會得到發(fā)展。

（三）虛擬實驗?zāi)M實境，提高學(xué)生問題解決能力

學(xué)習(xí)并不是一個孤立的過程，它應(yīng)該被看作是生活實踐的一部分，深度學(xué)習(xí)往往發(fā)生在復(fù)雜的實際生活情境中。但在小學(xué)科學(xué)課的實際教學(xué)中，受到時間、空間以及小學(xué)生動手能力水平的限制，有部分實驗在課堂時間內(nèi)完成不了，或者干擾實驗的因素太多導(dǎo)致實驗效果不理想，這些情況都嚴重制約著學(xué)生進行科學(xué)探究的興趣以及解決問題的能力。蔡少明、趙建華認為深度學(xué)習(xí)需要連接真實世界的、有意義的、面向問題解決的學(xué)習(xí)任務(wù)，教師需要設(shè)計這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境以支持深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。[10]

虛擬實驗是借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在計算機上營造可輔助、部分替代，甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種實驗項目，取得的實驗效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。虛擬實驗的這些優(yōu)勢，對于動手能力不太強的小學(xué)生而言，在解決一些復(fù)雜問題的過程中能發(fā)揮出非常重要的作用。及時反饋的學(xué)習(xí)效果，也能進一步激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機，有利于深度學(xué)習(xí)的開展。

如學(xué)生在學(xué)習(xí)了“光是直線傳播的”這個知識點后，教師用虛擬實驗創(chuàng)設(shè)出一個“光線走迷宮”的情景（見圖2），學(xué)生通過使用交互式白板或iPad移動鏡子的位置，讓光線走出迷宮。運用所學(xué)知識，學(xué)生可以反復(fù)嘗試不同的方法，發(fā)揮創(chuàng)意，體驗成功，激發(fā)后繼研究的興趣。這個實驗如果想在科學(xué)課堂上用實物操作，受場地條件和學(xué)生動手能力的限制，是難以實現(xiàn)的。

互動新技術(shù)運用在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力都保持著積極的狀態(tài)，這種高投入度的情感，也體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)的特征?！皢柷牡们迦缭S，為有源頭活水來?！睂W(xué)會學(xué)習(xí)是學(xué)生需具備的21世紀核心素養(yǎng)之一，深度學(xué)習(xí)發(fā)展著學(xué)習(xí)者的核心素養(yǎng)。而互動新技術(shù)融入課堂教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，有助于深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。我們期待課堂能真正適應(yīng)學(xué)生終身成長和社會發(fā)展需要。

參考文獻：

[1]王文靜.創(chuàng)新的教育研究范式：基于設(shè)計的研究[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2011：25.

[2]張浩，吳秀娟，王靜.深度學(xué)習(xí)的目標與評價體系構(gòu)建[J].中國電化教育，2014（7）.

[3]Biggs J.B.Individual differences in the study process and the quality of learning outcomes[J]. Higher Education， 1979（8）.

[4]Beattie V.，Collins，B.&Mc Innes B.Deep and surface learning： A simple or simplistic dichotomy？[J]. Accounting Education， 1997（6）.

[5]何玲，黎加厚.促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)[J].計算機教與學(xué)，2005（5）.

[6]汪基德.從教育信息化到信息化教育[J].電化教育研究，2011（9）.

[7]詹青龍，陳振宇，劉小兵.新教育時代的深度學(xué)習(xí)：邁克爾·富蘭的教學(xué)觀及啟示[J].中國電化教育， 2017（5）.

[8]鐘志賢.面向知識時代的教學(xué)設(shè)計框架——促進學(xué)習(xí)者發(fā)展[D].上海：華東師范大學(xué)， 2004：85-91.

[9]張靜，陳佑清.學(xué)習(xí)科學(xué)視域中面向深度學(xué)習(xí)的信息化教學(xué)方式變革[J].中國電化教育， 2013（4）.

[10]蔡少明，趙建華.面向知識經(jīng)濟時代學(xué)習(xí)科學(xué)的關(guān)鍵問題研究及對教育改革的影響[J].遠程教育雜志， 2013（4）.

責(zé)任編輯：石萍

Abstract： The application of digital technology based on interactive technology in primary school science classroom teaching is helpful for students deep learning. Meanwhile， it is conducive to cultivating their analysis ability， developing their ability of assessments， improving their problem-solving competence， and promoting the development of their advanced thinking competence.

Key words： interactive new technology； deep learning； primary school science； advanced thinkingendprint