基于交互白板的学生学习方式的行动研究

2010-09-05高雅萍

中国现代教育装备 2010年6期

关键词：白板思维教师

高雅萍

北京东城区灯市口小学北京 100010

基于交互白板的学生学习方式的行动研究

高雅萍

北京东城区灯市口小学北京 100010

一、研究问题的提出

1.新课程改革大背景分析

(1)新课程改革的重点之一就是如何促进学生学习方式的变革，“它关系到我们的教育质量，关系到师生的校园生活质量。我们今天必须倡导的新的学习方式，是自主学习、合作学习、探究学习的学习方式。这也是实施新课程最为核心和最为关键的环节。”教育部印发的《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”

信息技术与课程整合，能形成丰富与动态的学习资源，创设开放与灵活的学习时空，提供交互和多元的交流平台，实现自主、探究与合作的学习方式。这是新课程改革重要途径之一。

(2)电子交互白板以其自身的功能优势，以及课堂教学中的应用优势，实现信息技术与学科教学的深度整合，有效促进学生学习方式变革，为实现信息技术下的以自主、合作和探究为特征的学习方式提供可能。

交互白板具有以下的教学功能特点：两重整合（以计算机技术为核心的信息技术本身的深度整合、电子交互白板和课堂教学的有机整合）、多重交互（包括人—机交互，人—人交互，以教学应用为主的资源—资源交互等）、易学易用。这些特性实现了信息技术与学科教学新的融合模式，带来了教学内容呈现方式的变化，带来了课堂教学方式的变革。

2.国内外的现状分析

(1)国外学习方式研究现状评述

教育信息化发展过程中,以美国为首的西方发达国家以建构主义为理论,以社会经济发展为基础，通过信息技术与课程整合的改革,对教育结构进行革命性变革,美国教育部2000年度教育技术白皮书中关于E-Learning（数字化学习）的论述也充分体现了这种观点：利用现代信息技术手段，通过信息技术与学科课程的有效整合来实现一种理想的学习环境和全新的、能充分体现学生主体作用的学习方式,改革传统教学结构和教育本质,达到培养大批具有21世纪能力素质人才（创新人才）的目的。需要“以多媒体技术和网络技术为支撑，实现一种理想的学习环境和全新的、能充分体现学生主体作用的学习方式”。这是目前世界教育发展的大趋势。

(2)国内现代信息技术与学科整合研究问题分析

国内部分发达地区利用现代信息技术进行各种试验，探索现代信息技术与学科整合，取得了一些实践经验。但也存在着一些问题。主要问题有：

①以技术的使用替代现代信息技术与学科整合。网络等多媒体手段作为单纯的技术独立于学科教学外，凸现于课堂教学中，对如何使信息技术与学科教学有效“融合”缺乏必要的研究。

②以教代学，忽视学习方式的研究。教师只注重利用多媒体手段丰富教学的过程和方法，忽视利用信息技术创建理想的学习环境、全新的学习方式、没有根据学生的需求，实现思维的发展和学习方式的改变。

针对国内研究现状，我们认为如何将现代媒体设备的技术功能转化为教学功能，借此改变学生的学习方式,建构适合学生发展的以自主、合作和探究为特征的学习方式,是实现现代信息技术与学科融合的有效途径,是提高学生思维品质的有效措施。

3.学校相关问题阐述

“十五”期间，我校进行了“建构现代教育技术下的教学模式，培养学生创新能力”的市级课题研究。我们建构了现代信息技术支持下的多学科的教学模式，探索了现代信息技术下的教学策略，成效是显著的。但在对“十五”课题研究进行深入反思的过程中我们发现，教师的着力点仍然放在“教”的策略研究和模式建构上，而忽略了对学生“学”的方式研究。这是我校教学研究的一个“薄弱点”。由此我们决定把这个“薄弱点”转化为“十一五”课题研究的“生长点”，将研究重点确定为现代信息技术下的学生的学习方式。

交互白板作为国内新型的媒体工具进入我们研究的视线，它以交互性和融合性更符合“以多媒体技术和网络技术为支撑，实现一种理想的学习环境和全新的、能充分体现学生主体作用的学习方式”的要求，为有效促进学生学习方式变革带来新的希望。

我们选择“基于交互白板的学生学习方式的行动研究”力求利用交互白板的教学功能,使学生形成以自主、合作和探究为特征的学习方式,提高学生思维的广阔性、深刻性、独立性、敏捷性、灵活性。

二、课题研究的过程

1.研究设计

(1)概念界定

学习方式是指学习者在完成学习任务过程中的基本行为特征和认知取向。我们研究的是以“自主、合作、探究”为特征的学习方式。

思维品质是指人思维的个性特征。思维品质反映了每个个体智力或思维水平的差异，主要包括深刻性、灵活性、独立性、广阔性和敏捷性5个方面。

(2)研究目标

①基于交互白板改变教与学的方式，引导学生形成以自主、合作和探究为特征的学习方式，提高学生思维的广阔性、深刻性、独立性、敏捷性、灵活性。

②通过实践研究, 建立“以学评教”学习和教学评价体系，以评价为引导，引导教师改进和改善课堂教学，促进学生学习方式变革。

(3)理论依据

本课题以建构主义理论和思维发展心理学为指导。

建构主义理论认为：教学是在教师的指导下，以学生为中心的学习过程。这个过程中学习者在适当的环境下能通过自主、探索与发现、协作、会话来实现对所学知识意义的建构。这就意味着在教学过程中，要摒弃以教师为中心的被动学习的学习方式，同时应当建立全新的以“学”为中心的自主性、研究性、合作式的学习方式，让学生主动参与自身知识结构的重组或建构。

思维发展心理学认为思维是人以已有的知识为中介，对客观现实的概括的间接的反映。正常人的思维能力差异表现在广阔性、深刻性、独立性、敏捷性、灵活性等方面。广阔性是指思维的广度，善于抓住问题的广泛范围，在各个不同的知识和实践领域中创造性地思考。深刻性是指思维的深度，善于抓住事物内部的联系，预见事物的发展趋势，深入思考问题。独立性包含着批判性，表现在善于独立思考、发现问题，较少受环境因素的影响和暗示。敏捷性是指迅速而正确地解决问题的能力。灵活性指思路灵活、随机应变、足智多谋。

(4)研究假设

运用交互白板，促进学生学习方式变革，实现以自主、合作和探究为特征的学习方式，提高其思维品质。

(5)研究方法

研究过程中，主要采取行动研究法，同时为了提高研究结果的信度和效度，配合以教育实验法，分阶段进行研究。

2.研究步骤及技术路线(见图1)

图1

三、课题研究的成果

1.学习方式研究成果

(1)在建构主义和思维发展心理学理论指导下，总课题组构建交互白板环境，具有共性的以自主、合作和探究为特征的学习方式流程图(见图 2)并加以论证，以此作为实现促进学生学习方式变革与思维品质提升的实践基础。

图2

图2描述的是交互电子白板环境下学习方式的四要素，即：学生、教师、基于交互白板的学习环境和学科学习内容之间的相互关系，以及交互白板环境中的主要学习流程。具体表现为：

①基于交互白板的学习环境与学生的关系：学生在基于交互白板的学习环境中，利用该环境提供的多重多项交互的学习平台和丰富的学科学习资源，进行知识意义建构，创造实践。与此同时学生在学习中发挥主动性、积极性和创造性，不断完善学习环境。

②基于交互白板的学习环境与教师的关系：教师通过对学科学习目标和内容的分析，利用交互白板，营造互动的信息化的学习环境，并在学生学习过程中对该学习环境实施有效管理。基于交互白板的学习环境反过来支持教师的有效教学和学法引导，并在一定程度上将教师的指导作为资源之一整合于学生环境中。

③教师与学生的关系：基于交互白板的学习方式中，学生是学习的主体，通过情境感知、思考质疑、观察发现、自主探究、合作学习、成果交流等方法进行以“自主、合作、探究”为特征的认知活动。基于交互白板的学习方式中，教师是学生学习的帮助者、促进者，通过创设情境、引发质疑、促进发现、及时点拨、促成互动、引导评价等方法帮助和促进学生的意义建构，提高学生思维的广阔性、深刻性、独立性、敏捷性、灵活性。学生和教师间通过交流和反馈共同完成学科学习任务。

(2)建构交互白板环境下的具有学科特性的信息化学习方式群。语文、数学及英语学科研究小组针对子课题研究内容，依据总流程图，结合学科前沿理论，适应各学科教学特点，经过实践和研究构建和完善了交互白板环境下，符合本学科教学规律，符合学生思维发展和学习方式变革的信息化学习方式。如：语文学科自主发现和思辨性学习方式、数学学科动态验证学习方式、英语学科情境运用的学习方式等。

①语文学科自主发现的学习方式

模式图(见图3)：

图3

模式说明：

语文自主发现的学习方式是以自主感知情景、自主发现规律，自主思考判断为内在品质的学习方式，其核心是“发现”——发现方法和规律；手段是“观察”和“比较”，“思考”和“判断”，即：观察信息，比较异同，思考成因，判断结果。在发现过程中培养了学生思维的灵活性和独立性。其间配合以集体讨论的组织形式，将个体学习与合作学习相统一,过程中训练学生思维的深刻性和广阔性。

教学实践验证：

一年级《识字4》教学中，出现3次学生自主发现的学习。

第一次，自主发现汉字造字规律，归类识记带有虫字旁的生字。教师运用白板的画线、即时批注和强大的整合多媒体功能，引导学生自主观察，发现识字方法，并配合小组的合作识字活动。本环节以自主发现为主，以合作练习为辅。从学科发展角度看本段教学突出了学习重点，使低年级学生在发现中学会识字方法，培养了独立识字能力。

第二次，自主发现句式特点，学习表达方法。教师运用白板的即时批注等功能，营造了观察的情境，引导学生通过观察句群的组成，自主发现句型特点，使用白板删除、复制、粘贴等功能将句式构成提取出来，再配合以用Flash动画和教师语言营造出的有层次的语言训练环境，引导学生运用句式说话。从学科发展角度讲本段教学拓展了学习语文的空间，使低年级学生在自主发现中学习表达方式，兴趣盎然地进行实践运用。

第三次，自主发现字形特点，书写规范美观。教师在教学中，引导学生自己发现“蚂蚁”两个字书写的共性特点与不同，让学生学会规范、优美地书写汉字。从学科发展角度讲本段教学突破了学习难点，养成了学生书写的良好习惯。

以上3个自主发现的学习方式运用，从促进学习方式变革的角度讲，自主发现学习方式以自主学习的内在品质，以探究优化学习手段和途径，从根本上改变了学生接受式学习方式。从思维品质发展角度讲，自主发现学习方式培养了学生思维的独立性和深刻性。

本案例流程图(见图4)：

图4

②语文学科思辨性学习方式

模式图(见图5)：

图5

模式说明：

思辨,理性的灵光。辞典曰：“思辨，慎思明辨。”思辨性学习方式是利用思辨资源，抓住事物内在联系，遵循提出问题—分析问题—陈述观点—阐释论证的线索，以思辨的精神，论证自己的观点，从而形成新鲜的思辨成果：或解释一个疑团，或阐明一种规律，或提出一个新问题，克服思维发展的表面化、一般化和浅层次，把学生的思维引向现象背面的事物内在的本质。这是一个具有穿透力的逻辑思维过程，在过程中提升学生的思维品质。

教学实践验证：

中年级语文《太阳》是一篇科普短文，课文第一部分以“后羿射日”传说开始，用数字、比较、打比方和举例子等说明方法说明了太阳的远、大和热三个特点。

“后羿射日”是学生所熟悉的，它的情节与太阳的3个特点具有本质性的联系，教师抓住这内在的联系，以交互白板播放功能播放传说的Flash动漫，为学生提供思辨素材，并以生动的画面创设思辨情境。学生在交互白板的学习环境中感悟探究信息，提出思辨问题“这个故事可能发生吗？”接着自主阅读文章，从文章中找到有力的证据，探求“后羿射日”传说的可能性。学生通过阅读思考，提出传说的不可能性，并依据课文中太阳的特点“远、大、热”来加以论证。在论证的过程中，学生阅读文章，深入理解了课文内容，在思辨的基础上积极探究，提高了思维的批判性和深刻性和广阔性。

此环节学习流程图 (见图6)：

图6

③数学学科动态验证学习方式

模式图（见图7）：

图7

模式说明：

利用交互白板，精心设计问题情境，激发学习动机，使学生经常处于“愤悱”的状态，引导学生经历：问题→猜想→验证→结论→应用的动态数学验证过程，给学生提供学习的目标和思维的空间，实现学生自主学习。

教学实践验证：

四年级数学课《三角形的三边关系》

a. 创设问题情境，引发问题思考。教师利用白板呈现出5条长度不同的线段，提出问题：从中任选3条线段围三角形，你想选哪3条？怎么才能快速地把所有可能都记录在表格上？随即组织学生进行小组活动：把你认为的可能性记录在表格上，比比哪个组找得最全最快。请最快的小组把找到的可能性记录在白板上，学生观察思考，提出问题：每种情况中的3条线段都一定能够围成一个三角形吗？问题来自于学生，激发了学生的学习兴趣和探索的欲望。

b. 大胆猜想，引发矛盾冲突。从5条长度不同的线段中任选3条线段围三角形有10种可能，面对十种可能，学生产生疑问：在实际中是不是都能围成三角形呢？教师鼓励学生大胆地猜想。在学生充分表明自己的意见后，教师利用交互白板的编辑、书写、标注等功能，提供猜想的素材，自然地引起学生对三角形三边关系的猜想，为进一步深入探究学习做好了铺垫。白板记录下学生的猜想，明确了操作验证的目标。

c. 动态验证，突出重点。此环节分为学生独立动手操作验证和用几何画板演示验证两个层次。其中学生对2、5和7，2、7和9这两组线段是否能围成三角形，产生了分歧。从道理上讲2+5=7，也就是说2和5摆成一条直线时才和7一样长，所以根本摆不成。但在操作中却摆成了，学生感到疑惑不解。此时，教师利用几何画板动态演示了这两组线段围的过程，并利用白板的放大镜进行局部放大，让学生清楚地看到两个端点重合在一起，确实围不成。面对学生的疑问，教师将白板与几何画板有机地结合起来，用几何画板带轨迹动态演示围的过程，渗透轨迹和极限的思想。用白板的放大功能帮助学生消除疑问。所有教学过程都可以在同一界面上得以体现，复杂的探索过程、深奥的数学理论变得直观易懂，符合小学生的学习特点。

d. 分析说理，得出结论。良好的问题情境能够有效地引起学生认知的不平衡，使其产生“矛盾”心理。因此，在教学中，教师可根据教学内容的特点, 利用知识新旧之间、整体与局部之间、不同特点之间的差异引发学生的认知冲突，注重“矛盾式”的问题情境的创设，动摇学生已有认知结构的平衡状态，引起学生内心的冲突，激发学生参与问题的愿望，使学生的探索发现意识在“冲突—平衡—再冲突—再平衡”的循环中，不断得到强化，在主动完成认知结构的构建过程中培养学生的创新意识。教师通过一连串的问题，让学生理解 “任意”，突破了难点，得出了结论：三角形任意两边的和大于第三边。

e. 应用拓展，加深理解。教师提供有关姚明的信息，请学生用今天学习的知识来判断：姚明一步能走3米这句话对吗？学生兴趣盎然，想出了不同的解决办法，在白板上展示思维的过程。有计算的：1.3+1.3=2.6，2.6＜3，所以这句话是错的；有说理的：两条腿就相当于三角形的两条边，两边之和大于第三边，不可能一步走3米；有画示意图的，表明如何构成三角形后再分析得出结论。再次执教时，可以利用这些生成的资源，向学生渗透数形结合的思想，感受由立体到平面思考问题的方法，感受数学的简洁美，体会数学的应用价值。最后，留给学生一道思考题：如果你有2根小棒，长度分别是2厘米和5厘米，想要围成一个三角形，第三根小棒可能长多少厘米？鼓励学生继续探索。

本案例教学流程图：

2.教学和学习评价成果

(1)通过课堂观察和分析，从学生课堂6种状态入手，发现并归纳学生学习方式存在的主要问题。

(2)形成“以学评教”课堂学习和教学评价体系，制定出评价指标及要素，并设计评价量表。

“以学评教”评价体系，注重以学生在课堂学习中呈现的6种状况，即：情绪状态、注意状态、参与状态、交往状态、思维状态、生成状态为参照来评价学生学习质量和教师教学质量。其特点是：一方面，通过学生课堂状态的表象，透视学生学习方式存在的主要问题及思维品质发展的主要症结，便于有针对性地进行学法引导和进行思维训练，引导学生提高思维品质，逐渐形成以自主、合作和探究为特征的学习方式。另一方面通过对学生学习状态的评定来透视教师的教学策略，引领教师在自主反思中逐步修正、改变和完善自己的教学设计，有意识地构建基于交互白板的互动协作的学习环境，有意识地实施能引导学生自主合作探究的学习方式的有效教学策略。

在各个评价指标的要素分解上，我们针对问题，做到了两个体现：

第一，体现引导性。如“思维状态”评价要素的设置上，我们突出学生思维方式的引导，以“发现问题—提出问题—分析问题—解决问题—阐释问题”为主线设定一级要素，并以“独创性的问题与见解”作为附加成绩要素。

第二，体现全面性。如“生成状态” 评价要素的设置上，我们从课堂学生认知、能力、情感等方面的发展程度全面判定学生课堂学业收获。具体设置了知识生成、思维生成、体验生成以及学法生成5个要素，多角度评价学生学业成就。

依据“以学评教”课堂评价的特点，我们从学生和教师两个角度配套设计两个评价量表，即“学生课堂学习状态评价表”和“教师课堂教学对照反思表”。“学生课堂学习状态评价表”对学生学习状态进行量化评价，体现学生课堂学习及思维发展的现状。“教师课堂教学对照反思表”从学生状态的质性描述开始，引领教师从学生学习及思维状态的质性分析反审个人教学的主要成绩及对应问题，通过分析、判定和甄别找准教学改进方向，最后制定有针对性地改进措施。两个评价工具质、量结合，相辅相成。

评价工具使用验证

语文《太阳》一课的评价中，“学生课堂学习状态评价表”中反应出学生学习思维状态得分 26分，是权重30分的86.7%，同时“能提出具有挑战性与独创性的问题与见解”加分为3分，由此教师在“教师课堂教学对照反思表”中给出了以下的质性评价：学生在学习的过程中能在教师创设的问题情境中自主发现问题，主动质疑，提出问题。多数学生能对问题展开积极的思考，进行有效的分析与讨论。部分学生在讨论的过程中，能有理有据地争辩事实，与同伴产生思维的真正碰撞。整个学习过程中，学生思维具有了一定的深刻性、敏捷性和灵活性。但是相当一部分学生阐释问题时，思维脉络较为混乱，表述条理不够清楚。

在此基础上，教师从两个方面进行教学反思。教学成绩是：思辨环节设计精巧，为学生思维发展创设情境。具体描述是：教师抓住“后羿射日”情节与太阳3个特点的内在联系，以探究“后羿射日”传说的可能性创设问题情境，引导学生发现问题，提出质疑，使学生在论证的过程中阅读文章，深入理解课文内容，在思辨的基础上积极探索，提高了思维的批判性和深刻性。教学主要问题：教师教学中缺少思考方法的训练和引导，对学生表达方式及能力的训练较为薄弱。在教学改进措施一栏,教师针对以上教学问题,制定了有针对性的措施,将问题通过思考和分析,转化为具有实效性的教学改进方法。

3.多种方式验证课题研究的价值

(1)学生及教师认可度问卷及统计验证研究的可行性

表2 学生和教师针对学习方式的反馈统计情况

统计分析表明：

a. 从学生的反馈中看到，学生喜欢基于交互白板的各种学习方式。从教师的反馈中看到，教师对此类学习方式认可度很高，认为它有利学生自主探究、有利思维能力训练、有利互动交流、课堂气氛活跃，能提高学生的学习兴趣，活跃学生的思维，教学效果好。由此验证语文学科构建的基于交互白板的学习方式适合学生发展，具有可行性。

b. 提出问题：教师对部分学习能力差的学生要给予必要的指导。对学习习惯有问题的学生要给与适当的学习监控和提示。

(2)学生学习方式及思维品质检测验证研究有效性。

依据对课题概念的界定和研究假设，我们从学生学习方式特征和思维品质特征两个方面来综合检测，重点检测学生学习过程中表现出来的“自主性”、“合作性”、“探究性”以及思维品质的深刻性、灵活性、广阔性、敏捷性和独立性。

①语文学科的检测实例

题目设计：

设计(A、B、C）3组词语，要求学生用上所选练习中的所有词语进行联想写话练习题。3组练习难度依次加深，词语间词义的直接联系依次减弱。

检测指标：

通过题目难度选择检测学生学习的自主性和探究性，以及思维的独立性；通过完成形式选择检测学生学习自主性，以及思维的独立性；通过完成数量的选择检测学生学习的探究性，以及思维的灵活性；通过题材选择的范围，检测学生学习的探究性，思维的广阔性和灵活性。

题目及实施特点：

a. 题目特点：三组题目难度不同，题目中词语数量依次增加，词语词义的直接联系性逐渐减低。

b. 检测中给学生3个选择的权利。

学生可以自选练习难度，成绩记录不依据选择题目的难度变化增加，只针对个人选择练习的完成程度打分。

学生可以选择当堂独立完成练习，也可以回家在家长或朋友帮助下完成，选择结果不影响成绩。学生可以选择写作数量，可以写一个情节或一件事，可以写出多种答案。但答案多少不计入成绩。

检测安排：进行前测、后测，研究前及研究最终成果呈现时。

检测统计：

表3 前测试成绩统计

前测数据表明：从题目难度选择和完成形式来看，实验班和对比班学生学习的自主性和探究性，以及思维的独立性水平相当；从完成数量上看，目前学生学习的探究性，以及思维的灵活性，对比班略好于实验班；从题材选择范围的广泛性看,两班学生学习的探究性,以及思维的广阔性和灵活性水平相当。由此可见实验班和对比班学生前测时不论是学习方式的特征和思维品质特征均处于同等水平。

表4 后测试成绩统计

后测数据表明：经过几个周期的促进学生学习方式变革的实验研究，实验班学生实践了信息化的多种语文教学方式，不论是学习方式上表现出来的自主性和探究性，还是思维品质的独立性、灵活性和广阔性都明显高于对比班。由此可见基于交互白板的课堂教学，对于促进学生学习方式变革，提高学生思维品质十分有效。

②数学学科的检测实例

题目设计：

设计应用题，要求学生用多种方法解决问题，并选择最佳答案。解答后根据数量关系选择另外类型事物编几道类似的应用题。

检测指标：

通过学生解题的方法数，以及是否能选择最佳（最简化）解题方式检测学生思维的深刻性和灵活性；通过学生解题方式的选择，检测学生学习自主性，以及思维的独立性；通过根据数量关系选择另一事物编类似的应用题的正确率及数量，检测学生学习的探究性，以及思维的深刻性和广阔性。

检测安排：进行前测、后测，分别在研究前及研究最终成果呈现时。

检测统计：

表5 前测成绩统计

前测数据表明：通过对学生解题方式的选择、解题的方法数量以及是否能选择最佳（最简化）解题方式3方面的量化分析，可以看出实验班及对比班学生学习的自主性、探究性，以及思维的独立性、深刻性和灵活性水平相当；表中根据数量关系选择另一事物编类似的应用题的正确率及数量的统计显示，对比班学生学习的探究性，以及思维的深刻性和广阔性略好于实验班，但水平接近。

表6 后测成绩统计

后测数据表明：实验班学生解题方式中 76.9%选择独立完成，高出对比班23.1%，说明实验班学习自主性明显增强，思维独立性得到发展。实验班学生解题的方法数量中最高解题方法数为35.9%，比较前测的 15.4%，提高了 20.5%，更高出对比班23.5%；选择最佳解题方式较前测提高了25.7%，高出对比班23.1%，可以看出实验班和对比班，学生学习的自主性和探究性，以及思维的深刻性和灵活性已经存在较大差距；表中根据数量关系选择另一事物编类似的应用题的正确率及数量的统计显示，原前测中对比班学生略好于实验班学生的现象已经不复存在，实验班学生学习的探究性，以及思维的深刻性和广阔性都已经超过对比班。由此验证，基于交互白板的信息化学习方式极大促进了学生学习方式的变革，学生自主、探究的学习方式逐渐形成，思维品质得以提高。