基于城乡网络一对一环境的小学数学元认知能力训练

宁柳妹+熊少云

摘 要：不能正确移动小数点位置而导致错误是小学高年级数学常见错误。解决此困难的重要方法是提高学生的元认知水平，即帮助学生整理和归纳错解形式、分析错解原因、用逆运算检测计算结果。但元认知形成需要大量训练，传统课堂中教师对数十学生穷以应付效果不显。基于一对一环境，每台计算机成为教师助理、体检员，通过虚拟考场测试，并实现学习结果成像，进行即时学习诊断。计算机帮助教师当好医生“把好”学生知识掌握的“脉”。一对一环境可让学生之间相互学习、相互启发，为元认知培养提供有效环境。另外，元认知训练需教师有较高教学技巧，一般乡镇学校难以开展，为实现城乡教育均衡，构建“城乡一对一协同课堂”网络，构建“教、学、互动”同步教学机制，城乡学生同步开展元认知训练，实现城乡教育均衡。

关键词：小学高年级数学；易错题；一对一环境；教育均衡；元认知能力

一、背景及问题的提出

美国心理学家佛拉维尔给元认知下了定义：元认知是一个人所具有的关于自己思维活动和学习活动的认知和监控。其核心是对认知的认知。小学高年级数学教学中，城乡学生都出现不能正确移动小数点位置而导致计算错误现象，需培养学生元认知能力。比如，训练学生对自己的错题进行分析，归纳自己错误类型，寻找自己错误的原因，通过乘除逆运算检验结果。小数计算过程自我监控、自我管理的元认知能力培养不是一蹴而就，需要大量训练，并且，每个学生错误点不同，也需要因材施教。

面对几十个学生如何开展元认知训练及个性教学呢？一对一课堂为其提供可行环境。基于信息技术与教学的深度融合理念，设计互动课堂教学系统，计算机成为元认知训练的诊断、训练、互动平台，教师能快速获得每个学生的错误点，学生不仅能够开展个性学习，还可以开展生生互动启发。

在实践中，元认知训练课程需要老师精心设计及准备，也值得更多学生参与，尤其是乡镇、村校及教学点的学生。基于一对一教学环境，构建以城区学校为中心，辐射乡镇学校及教学点的一校带多校，一校带多点的“城乡一对一教同步、学同步、互动同步的均衡教育模型”。通过“潜能在线”平台的人机交互技术，通过人机交互情境，让学生將知识更加高效的掌握，实现城乡网络互动协同课堂。在“城乡一对一协同教学平台”上开展小数计算的元认知训练。

二、分析问题

小数移位元认知训练的教学重难点是发现错误、分析错因、学会纠错，攻破出错点，找到纠错的好方法，正确掌握小数除法移位易错题的计算方法。通过观图、分类、 反思、百分百元认知训练，提高认知水平。为了提高体验，在训练环节要求两位学生合作学习，通过学生之间相互检验，逆运算等达“万无一失”效果，不仅强化元认知体验，还培养精益求精的学习态度。体验中总结出方法：①观看教师录制微课；②对照自己是否有出错，学生心里有列表并分类错在哪里，进行自我反思；③协同学习过程中两人一起做，相互矫正、相互检测，推进元认知的执行，以情感驱动促进合作学习；④互动评价推进认知水平的提高。

小数除法移位教学是本教学环节学生最难掌握的教学内容，也是学生最容易出现的题型错误，那么如何解决这个问题呢？

措施一：基于微视频实现“自主高效”的课堂视频辅导，把关键内容录制为微视频，指导学生学习。通过模拟现实正误演练情境、引导有序思考：新丰小学5（1）班与岚谷中心小学5（2）班一起观看微视频，达到教同步、学同步。在教师不引导学生如何观看的情况下，学生独自看微视频，教师注意观察学生在微课学习中的学习反应。微课视频通过学生在线测试的5道小数除法计算得出的学习成像图，发现小数除法易错题型，再针对错误题型进行错因详细讲解并总结出纠错好方法。

措施二：基于“潜能在线”学习平台中的“在线导学”实现同步教学，设计“导学、导说、导写、导练”等四大环节，目标学习清晰展示。学生在观看视频后，说说、写写自己曾经的错例、错因以及收获，赏析城乡协同课堂学生“在线导写”部分的作品，实现城乡学生“人机交互+网络互动+学科应用”互动同步学习。

措施三：基于“潜能在线”学习平台中的“口算训练”开展互动竞赛，实现“城、乡”两个班级当场口算训练成绩比对，让学生在比赛过程中体验紧张思维的状态，提高学生学习积极性与竞赛趣味性，总结反思积累经验。

措施四：基于“潜能在线”学习平台中的“虚拟考场”学习成像图诊断课堂学习，通过“小心别错”“万无一失”两个环节的“虚拟考场”在线同步测试，考查“城、乡”学生小数除法移位商不变规律的掌握情况，提高小数除法计算的准确率；同时教师利用该平台“学习成像图”统计分析学生知识掌握情况，为课堂教学诊断提供依据，也为学生自我纠错能力，错题的修改，自觉验算、发现错误纠错的良好习惯打下基础，也为“城 、乡”学生互动学习竞争趣味性提供平台。

三、建立城乡网络协同互动课堂实验模型

通过导学（自主观看微视频）进行自主学习；导说（对照自己曾经出错的例子，说出错的原因及避免出错的好点子）；导写（通过书写进行更深层次的思考，自我反思更加深刻）在反思中不断反思积累经验，通过导练环节，口算训练中城乡两校学生PK，以及小心别错和万无一失环节，通过学习成像技术的检测、训练使学生更加高效的掌握知识并应用。

1.基于一对一环境的人机交互训练环境

本课堂的学习场地是在学校机房，以“潜能在线”平台为依托，每位“城区、农村”学生在人机交互环境下，通过观看在线《小数除法移位易错题的再学习》微视频，当有认知冲突时，学生及时发现问题冷静思考，大脑处于激活状态。

城区小学、农村小学班级成绩的当场比对，刺激每个学生的学习状态，成就感与参与感增强。

口算训练，成绩比对（武夷山城区小学、新丰小学PK武夷山农村小学、岚谷中心小学）

2.“学习成像图”诊断课堂学习

在“虚拟考场”中的“在线测试”中的学习成像图能快速地帮助师生诊断课堂：哪部分掌握较好，哪部分掌握的不理想。例如这张学习成像图可以看出8.73÷0.9这道题的正确率31%。

该学习成像图有利于教师及时了解易错题型，还有利于城乡之间学生掌握情况的比对，更有利于城乡师生后面的针对性教与学。

3.“在线导学卡”城乡协同教学：微课、口算训练、虚拟考场、学习成像集成为导学环境

本课基于信息化环境中，依据网络教学平台设计“在线导学卡”（思维导航图、可视化技术），把传统的“导学卡”迁移到网络信息环境中，让课堂的目标、课的流程都能直观明了，有利于实现城乡学生“人机交互+网络互动+学科应用”互动同步学习。

本课包括以下四大环节：导学、导说、导写、导练。

在线导学：在线观看微视频，明白“小数移位除法”出错主要的原因。

基于微视频实现“城区、农村”统一的知识讲解，优质微视频是优秀教师教学设计的载体，是其经验、能力的“数字化、技术化”。微视频分享是数字化“城区、农村”优质教师共享的方法之一。

导说：观看微视频后说一说自己在“小数移位除法”中常出的错误，分析错因，找到纠错的好方法，提高学生小数移位除法自我纠错能力。

在线导写：在导学卡的答题点中开始答题，并提交。学生可借助网络导学平台，相互查看，点赞或者评价别人作品，一切都可视化，学生间的交流更近距离，共享资源，互助学习。

导练：设计了“口算比赛、小心别错、万无一失”等学生喜欢的闯关游戏，紧张刺激，激发思维灵活性、敏捷性。

通过“在线导学卡”把抽象问题简单化、趣味化，并通过网络信息分析、运用、评价、分享等互动，提高学生的认知水平。基于网络人机交互教学环境实现师生、生生之间的互动，并在互动中欣赏他人、完善自己，达到预期效果。

四、特色及成效

（1）城乡教育均衡协同发展：以城区小学为主课堂，农村中心小学为副课堂，通过“潜能在线”平台实现教同步、学同步、互动同步，促进城乡教育教学协同发展，这是一种新的教学模式的尝试，更是一种挑战。

（2）面向认知思维的人机训练：以微视频为介入点，通过导说、导写环节，让学生自主学习，從中发现错点，思考错因，纠正错误。

（3）面向学习过程的数据采集：通过“潜能在线”“小数除法口算训练”互动竞赛，实现“城、乡”两个班级当场口算训练成绩比对，让学生在比赛过程中体验思维激活的状态，提高学生学习积极性与课的趣味性，解决学生运用新媒体新技术的畏惧心理。

（4）实证化教学过程及个性诊断：通过“虚拟考场”在线“城、乡”同步测试，检验学习成果，聚焦“学习成像图”，诊断课堂学习，城乡协同课堂采集大量的教学依据，为校际教学管理提供支持，为“城、乡”教师的教与学生的学提供解决“药方”。

通过信息技术教育与学科教学深度融合，利用计算机网络平台与新媒体和新技术，实现生生、师生、班班、校校的课堂教学互动，实现教同步、学同步、互动同步，促进资源共享、资源均衡。