干货丨电子书包在中小学数学教学中的应用研究
教育信息化的发展，催生出了数字化学习。李克东教授曾提到,“数字化学习是信息时代学习的重要方式”。随着教育信息化的不断发展，数字化学习已成为我国基础教育的发展趋势，教学手段越来越先进，电子书包已经被列为一种现代化教育装备进入课堂。这种数字化工具大范围走进我国的中小学课堂，对优化教学过程、提供轻松活泼的教学环境、提高教学质量起到重要的作用。
目前教学中的问题
学习环境是学习资源和人际关系的动态组合。学习资源包括学习材料、帮助学习者学习的认知工具、学习空间等。人际关系包括学生与教师的互动和学生与学生的交往。借助社交化网络平台，学生不仅能得到教师的帮助与支持，同时学生之间也可以相互协作和支持。高效的学习环境中应该既有丰富的学习资源，又有人际互动的因素。
随着学生学习的主动性和互动性越来越受到重视，传统的教室不利于教师和学生有效互动。实现有效互动的关键在于创造无障碍的互动环境，并提升师生间互动的质和量。电子书包的应用营造了这样的互动环境。电子书包已真正成为学生们学习和生活的信息助手。
培养学生的自主探究能力是新课程标准强调的一个基本要求。自主探究学习能力对学生的学习、生活及后续的发展有着不可估量的作用。自主探究学习能力是以独立思考为核心，主动掌握知识并获取技能的综合能力。我们应该纠正传统课程过于注重知识传授的倾向，培养学生积极主动学习的习惯，使获得知识与技能的过程成为学习和形成正确价值观的过程，实现学生的个性化发展。“电子书包”学习平台为学生提供了良好的学习环境。
教师与学生的交流也是一门艺术，对学生的成长起着至关重要的作用。学生绝不是仅来听讲座或读书的，更是为了答疑解惑而来的，而师生之间如何对话就尤为关键。教学矛盾解决的关键在于交流与沟通，只有教师知道了学生的“不懂”，才能有助于让学生更好地“懂”，所以良好的沟通是师生的双赢，既帮助了学生“学”，又促进了教师“教”。
教师和学生的交流不限于课上，课后互动也是不容忽视的重要环节。然而，由于受课后交流方式的局限，课后交流往往被大部分教师忽略。电子书包的学习平台和作业平台可以让教师和学生实时交流。
针对目前教学中出现的问题，我们应该充分利用电子书包内容丰富、形式灵活的优势，培养学生的思维和能力。
利用电子书包优化课堂教学
1.数字课堂：支持以教师为主导、以学生为主
为了保证以教师为主导、以学生为主体的教学效果，电子书包比以往系统平台都更好地实现了对于形成性评估与学习诊断的支持；为了实现班级差异化教学，电子书包还要提供数据驱动的教学决策，并追加在线个别辅导功能。
2. 协同探究：支持学生间的协作与交流
电子书包的学习平台更加关注学生间的协作与交流，由于网络互动的应用越来越广泛，电子书包为学生间的小组协作学习和交流活动提供了更加便利的条件。
3. 个人学习：满足学生的个性化学习需求
为更好地满足学生的个性化学习需求，电子书包不仅提供学习平台，还提供自我反馈功能，帮助学生自主完成学习任务，制定个性化的学习方案，成为学生学习的好帮手。
基于电子书包的核心功能可以构建自主探究的课堂教学模式，让学生通过电子书包的学习平台在创设情境中动手操作，激发学生的学习积极性，使学生主动地变为课堂的参与者。
教师在创设的学习环境中引发问题，引导学生思考，并在自己的电子书包上操作、演示和解说。教师通过作业平台可以随时查看学生学习的完成情况。
探索时，学生可以独立探究；可以通过电子书包随时与同学交流；可以向教师提问；可以从自己的学习平台寻找答案。电子书包的自我评价和及时反馈的功能对支持课后练习作用很大，便于学生检测自己的学习效果，也能帮助教师了解学生的学习掌握情况。
基于上述有关电子书包的思考， 笔者提出以电子书包为载体的自主探究的课堂教学方法如下图。
自主探究的课堂教学模式
案例设计
下面以“角的初步认识”这一课为例，简述如何利用电子书包优化课堂教学。
这节课教授的是人教版《义务教育课程标准实验教科书·数学》二年级上册第三单元的内容。“角的初步认识”这节课属于小学数学图形与几何领域中图形的认识这一范畴，是在学生认识了平面图形和几何体的基础上学习的。这节课结合生活情境，引导学生从观察生活中的实物开始，逐步抽象出角的几何图形；再通过学生的实际操作，加深他们对角的认识。如果学生能熟练掌握这部分内容，就能为他们进一步学习角的有关知识奠定基础。
学生通过对许多物体的感知，已具备了有关角的感性经验。他们语言表达能力、动手操作能力和自主探索能力有所提高，求知欲和好奇心较强，思维处在由具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡中，思考问题一般还离不开具体事物的支持。由于生活经验不够丰富，在大脑中形成角的正确表象是学生并不具备的。
知识与技能：结合生活情境认识“角”，能正确找出（指出）物体表面或平面图形、多面体的角，知道角的各部分名称、标记方法、读写法。过程与方法：能使用工具比较角的大小，体验解决问题策略的多样性，培养动手能力和创新意识。
情感、态度与价值观： 在利用电子书包的过程中，培养数学素养，增强学习数学的信心。
教学重点在于建立正确的角的表象，教学难点在于让学生体会角的大小和张口的关系。
教学环节一：寻找角
理想教学过程：在营造的问题情境中，每个学生都能参与进来，对教师给出的平面图形组装的车加以分类。
整合点：学生缺乏动手操作的环境。
解决方法：学生在电子书包的学习平台上可以动手操作。
教学环节二：认识角
理想教学过程a：教师展示全班同学搜集到的身边的角。
整合点a：找到的图片不能及时到教师手中，增加教师的课前准备时间。
解决方法a：学生用平板电脑拍下身边的角的图片并通过电子书包的作业平台上传，教师可以很快地看到学生搜集到的图片。
理想教学过程b：教师把学生找到的角的图片分给学生一张，让学生画出自己认为的角。
整合点b：传统教学中教师只能在讲台前展示，学生只能根据图片想象角的形状。
解决方法b：使用电子书包平台，把学生搜集到的图片中的一张分发给学生，让学生在这张图片上自由地画出他们所认为的角。电子书包的优越之处：能及时统计出学生画出的角的情况，这是其他教学手段达不到的。
理想教学过程c：教师统计出学生画出的角的情况，针对三种不同的观点，让学生评价，并实时掌握评价结果。
整合点c：教师在教学中很难知晓每个学生的观点及知识基础。
解决方法c：全体学生利用自己的电子书包平台进行评价，教师及时地掌握学生的理解情况。
教学环节三：研究角
理想教学过程a：学生可以独立探究来学习角的特征；可以小组交流；可以随时和别的同学交流；可以向教师提问。
整合点a：缺乏供每个学生自主探究的学习环境。
解决方法a：学生在自主探究时，可以利用电子书包的学习平台寻求答案并实时地与教师和同学交流和探讨，充分自主地学习角的各部分名称、读法、写法、标记方法。
理想教学过程b：在探究平面图形和几何体中角的特征时，学生能亲自画一画。
整合点b：由于学生的空间感还没有完全形成，他们还不是很具备对于几何体的角的探究能力。
解决方法b：在平面图和三维图景中画一画，特别是利用平台，学生不断地旋转几何体，从各个角度观察。
教学环节四：比较角
理想教学过程：在比较两个角的大小时，学生可以自由地变换角的方向、大小和位置等。
整合点：缺乏学习环境，在传统教学中角不能随意移动。
解决方法：学生利用自己的学习平台自由地比较两个角谁大谁小，还可以任意拉长或缩短一个角的边，对于角的认知也达到了新的水平。
本节课利用电子书包平台特有的交互功能，通过“寻找角—认识角—研究角—比较角”这四个教学步骤和学生一起走进“角”。
教学环节一：寻找角
师：同学们，昨天张老师做了一回设计师，用我们已经学过的平面图形组装了一辆车，想看看吗？你能把张老师用到的平面图形分分类吗？
学生动手在掌上电脑上分类。老师把同学分类的过程投影( 发送) 到大屏幕上（如图）
学生通过动手给这些图形分类，如按形状分、按颜色分、按有没有角的标准分等。
师：看来有没有角是你分这些平面图形的标准，那什么是角呢？让我们一同走进今天的数学课，研究角的奥秘。
【设计意图】这一教学环节主要是营造问题情境，激发认知矛盾，积淀数形结合思想。利用一辆平面图形组装的车调动学生的参与意识，这一环节让学生感受生活中的角，以引出课题。
教学环节二：认识角
师：说起角啊，其实它就在我们的身边，昨天老师请大家仔细找一找，看看身边哪些物体的表面上有角。同学们很认真地完成了作业，并把找到的有角的图片都发到了预习作业里。现在老师分发给你们一张图片，请你来画一画这个图形上的角。
利用电子书包的分发功能平台，教师把其中的一张图片投影给学生，让学生利用平板电脑在图片上画角（如下图），将学生画出的角投影到大屏幕上进行反馈。
学生在大屏幕上展示出三种结果：一个点、一条线和一个角。学生通过自己的电子书包演示、解说。
师：三个同学分别画了出自己看到的角，你认为哪一种画法能准确地表示出角呢？我们把“一个点”作为A 选项，“一条线”作为B 选项，“一个角”作为C 选项。请做出选择。
全体学生利用自己的电子书包平台进行评价。
【设计意图】这一教学环节中，教师用方法、工具作为支撑来构建探究环境并积累学生的数学活动经验。教师使用电子书包特有的分发功能，把学生搜集到的图片中的一张分发给学生，让学生在这张图片上自由地画出他们所认为的角。电子书包的优越之处在于还能及时统计出学生画出的角的情况，这也是其他的教学手段达不到的。全体学生利用自己的电子书包平台进行评价，这种方式使学生由被动的接受者变成了主动的参与者，也能让教师及时掌握学生的理解情况。
教学环节三：研究角
师：看来同学们都赞成这个图形作为角的形状，那角究竟有什么特征呢？请你按照这样的要求以小组为单位进行自主探究。
让学生按照画一画、找一找、听一听、记一记的流程自主学习，寻找出角的特征。学生可以自己探究，也可以小组交流；可以随时和别的同学交流，也可以向教师提问；还可以在他们的学习平台中寻找答案。
师：通过刚才的研究，你们有什么发现吗？能汇报一下吗？
生：我在平面图形上画出了角，看到所有的角都是由一个顶点、两条边组成的。
生：我在立体图形上画出了角，看到所有的角也都是由一个顶点、两条边组成的。
生：我知道了怎么读写角。
生：我知道了角的标记方法。
教学环节四：比较角
师：集体的智慧不可低估，同学们，你们都用数学的眼光发现了角并认识了角的特征。现在“美猴王”遇到了麻烦，需要你们的援助。
（动画）美猴王说：“小朋友们，我遇到困难了，你们愿意帮忙吗？”
（出现基础判断题5个）
教师利用电子书包平台让学生选择交流。教师把学生的完成情况切换到大屏幕上，了解学生对角的掌握情况。
学生完成后，教师问学生的判断依据。
师：为什么这个不是角呢？
生：因为它的边是弯曲的，不符合角的特征，所以我判断它不是角。
师：为什么这个图形也不是角呢？
生：因为这个图形没有顶点，不符合角的特征，所以我判断它不是角。
师：为什么这个图形是角呢？
生：因为它有一个顶点、两条边，符合角的特征，所以它是角。
（动画）美猴王问：“小朋友们，你们用勤劳的双手和智慧的头脑帮助了我，谢谢你们。为了奖励你们，我想请你们去造角工厂参观，愿意吗？”
（动画）呈现造角工厂的图片，工厂里只有一架机器，聪聪和明明利用这架机器开始造角（如下图）。
聪聪和明明用机器造角
师：聪聪和明明造的这三个角，有什么不同？
生：我发现聪聪和明明造的角越来越大。
师：哦，原来你们发现角是有大有小的。角的两边之间我们称为角的张口。这个张口越大角越大，张口越小角越小。聪聪和明明造角好不好玩？你们想不想拥有这样的机器来造角呢？
师：那就请你们来造一个角。一边造角一边想一想，角的大小和什么有关系呢？
这个问题提出后，学生跃跃欲试。利用电子书包进行小组探究后发现，角的两边张口变大了，得出角的大小和张口有关的结论。
教师把学生的探究结果切换到大屏幕上。
师：你们真了不起，就在大家认真讨论的时候，聪聪和明明在工厂里又造出了两个新角（一个红角，一个蓝角）。
（动画）两个角起了争执，红角说，“我大”；蓝角说，“我比你大”。
师：你认为哪个角大呢？争执不是办法，验证才是最好的途径，请你来验证一下吧。
学生利用自己的学习平台自由地比较谁大谁小，把这两个角移到一起，顶点和顶点重合，边与边也都重合了，原来角的大小和边的长短无关，他们对于角的认知也达到了新的水平。
通过角的自述，学生对本节课的学习内容做了小结。
【设计意图】这一教学环节主要是渗透数学思想，提升数学素养，凸显数学的人文性。
（1）使用电子书包平台让学生交流，突出学习的自主性。
（2）电子书包的自我评价功能和即时反馈功能在这一教学环节中得到广泛的应用。教师可以把学生的完成情况切换到大屏幕上，能很快地了解学生对于这部分知识的掌握情况。
（3）学生通过在电子书包的学习平台上学习和探究，对于角的认知也达到了新的水平。
结语
书包人人都有，人人不同。今天，教育技术不断发展，电子书包的应用体现了人们对构建一对一数字化学习环境的追求，它提供了一种切实增强学习者主体性以及个性发挥的学习环境。针对教学中出现的沟通问题、技术环境问题及影响学生能力提升的问题，我们通过设计优化方法，并找出整合点，优化教学过程，最终可以获得比较理想的解决方案。
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「来源：《中小学数字化教学》2017年第1期」
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作者 | 王春晖 东北师范大学信息与软件工程学院博士;
孙思 东北师范大学信息与软件工程学院硕士;
钟绍春 教育部数字化学习支撑技术工程研究中心主任、东北师范大学教授;
钟永江 东北师范大学信息与软件工程学院教授
文章责编 | 付慧云 版面设计 | 李宣琪
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