探究以数字互动理论为基础的教学

王珂

小学教育的根本目的，是为学生后续的学习以及成长奠定基础。学术性知识并不是决定学生成功的唯一因素，学生进入社会与职场，必须具有分析、评判、协作与交流的能力，这是新时代学生应有的核心素养。学生核心素养中的终身学习能力、自主学习能力以及知识创新能力，都需要以深度学习作为基础，深度学习是现代教育理念发展的结果，也是未来教育改革的重要课题。

一、相关概念解读

（一）互动理论

互动理论是从社会心理学领域引入教育教学领域的概念。“互”是交互、交替，“动”是发挥出作用或影响。在课堂教学中的互动理论，是指学生与教师在教学工具作用与影响下实现的多向交流与沟通。本文的数字互动理论，是指区别于传统课堂教学模式、以数字化信息技术为基础的课堂互动技术。

（二）深度学习

深度学习是相对于浅层学习的一种学习方式。深度学习中包含了高水平学习以及主动的认知加工，具体表现为学生对知识的批判性理解，探究知识之间的逻辑关系与结论。我国的学者认为，深度学习是在理解的基础上，学习者能够批判性地接触新知识新思想，并将其融入原有的知识体系，实现知识迁移，将不同的思想有机地结合起来，用于决策或解决问题。总而言之，深度学习是一种运用高阶思维的主动学习行为。

（三）数字互动理论与深度学习

在教育教学中应用数字技术，改变了教育的基本面，它作为开展深度学习的重要教学媒介，为教师设计教学活动创造了充足空间，教师能够带领学生进入深度学习的体验，让学生在学习的过程中逐步养成探究合作等核心素养。

小学科学课程的主要目的是培养学生的科学素养。在互动理论与深度学习的指导下，教师要在观察与实验的基础上，培养学生分析推理及评价的能力，这也是高阶思维的重要组成部分。运用现代化的交互設备，例如平板电脑或传感器等，可以为学生提供认知工具，促进学生深度学习行为的发生。

二、互动理论对小学生高阶思维的促进作用

高阶思维是在高认知水平的基础上进行的心智活动，也是高层次的认知能力。在教育目标分类中，将其总结为分析、综合、评价、创造等高认知水平的能力。想要开展深度学习，就要具备高阶思维能力。在小学科学课堂中，应用数字互动理论有助于培养学生的高阶思维。

（一）应用传感器提高实验效率，提高学生的分析推理能力

在传统的小学科学课堂教学中，针对实验结果的数据分析存在着较大的误差，学生在记录过程中会无意识地加入主观判断，影响结论推导。传感器有着智能、精准、简单的优势，将其应用在课堂教学中，具有如下突出效果。能为学生创设自主探索的平台，教师能够将科学知识与科学现象直观地呈现给学生，极大地提升科学教学的客观性、实验的精准度，并且节省实验时间;能为学生预留出充足的观察、思考、分析的时间;能充分调动学生的思维参与科学探究，实现手脑共用，促进实践能力与思维能力的同步协调发展。

应用传感器技术能够将小学科学中的定性实验转化为定量实验。例如，在小学科学“不同物体反射光的能力”这一实验中，运用传统的小学科学实验模式，无法开展定量实验，不同颜色、不同材质的物体对光的反射能力存在着差异，这会干扰学生的认知。但是在实验中应用光强传感器与数据收集器，能够将实验过程以数字化的形式呈现出来，让学生记录下不同物体光反射能力的数据;学生在实验过程中可以将精力放在数据记录、数据分析与结论推导中，侧重定量研究与统计分析。这样，在构建科学概念的同时，培养了学生的高阶思维，进而开展有效的深度学习。

（二）交互白板实时互动，提高学生的评价能力

基于学习科学的视角，学生通过教师的引导，实质性地参与学习共同体，当心理机能由纯粹的认知走向获取身份认同的双重发展时，才能进入深度学习。交互式电子白板的兼容性很强，能够与平板电脑或投票器等设备或工具共同使用，为学生营造出互动学习的环境;学生在学习的过程中能够与教师或同学展开交流，共同构建起知识框架，促进深度学习的持续开展。

小学科学课程经常会进行一些观察实验等探究活动，学生要在实验过程中填写实验记录表;一些教师可能安排学生设计实验活动，学生需要制作设计图。传统的小学科学课堂交流是每一个小组逐一进行展示与汇报，但是在其他小组的汇报过程中，学生往往无法将注意力集中在倾听他人的发言上，影响了科学课堂的教学效率。应用交互式电子白板或是平板电脑能解决这一问题。通过学习平台，学生可以将实验记录、观察记录与设计图上传到大屏幕上，为其他同学介绍，彼此互相评价。同时，运用信息技术，可以同时展示多个小组的研究成果，以便学生对比分析与总结，共同构建知识。除此之外，交互式电子白板能够结合概念图，将其应用于课堂总结，学生与同学或教师共同探讨总结知识点，构建知识网络。例如，在小学科学《光的反射》一课教学中，教师可以应用平板电脑的交互功能，整理出知识概念体系，帮助学生实现新旧知识的衔接。

交互式电子白板能够实现课堂教学的实时呈现。学生的学习成果能够及时反馈在教师端，教师能够根据学生的学习情况调整教学进度，提升教学效果;学生也可以根据自己的学习情况进行反思与复习。在小学科学课堂中引入新技术，能够提升课堂互动的实效性与交互性。在师生、生生的讨论过程中，学生不仅能倾听他人的意见，同时也能表达自己的观点，进而发展学生的批判性思维以及评价能力。

（三）虚拟实验模拟实境，提高学生的问题解决能力

学习不是一个独立的事件，而是生活实践的一项重要组成部分，在一些复杂的生活情境中，往往可以实现深度学习。但在小学科学教学过程中，受到空间、时间、学生心智思维水平的影响，往往无法最大化地利用课堂时间，或是受到外界因素的影响，导致实验结果出现偏差。这些问题都会对学生的科学探索兴趣产生影响，进而限制学生问题解决能力的形成。深度学习需要衔接现实世界，因此在课堂教学中，教师要营造适合开展深度学习的环境，促进学生深度学习活动的发生。

虚拟实验是基于多媒体技术、虚拟现实与仿真技术，通过计算机替代部分或全部的实验操作环节，学生可以在接近于真实的实验环境中开展实验活动，取得的实验结果准确率也十分高。对于缺乏动手能力的小学生来说，应用虚拟实验可以帮助学生解决一些实际操作中复杂的问题，能够及时地反馈学习效果，激发学生的学习动机，促进深度学习的生成。

例如教师在讲解“光沿直线传播的”这一知识时，可以借助虚拟实验设计一个光线走迷宫的情境，让学生操作平板电脑，尝试让光线走出迷宫，学生可以根据自己的所学知识，尝试不同的方法解决问题。在传统的小学课堂中，用实物操作则很难有效地开展这一实验。

三、结语

以数字互动理论为基础的科学课堂教学，通过转变教师的教学手段和学生的学习方式，有目的地把学生的学习设置在具体的、有意义的探究情境中。学生学习深层次动机被激发，学习主动性增强，学习兴趣更浓厚，学生在科学课堂上能积极持久地参与其中。从而可有效地培养学生的分析推理能力，发展学生的评价能力，提高学生的问题解决能力，帮助学生形成良好的科学素养，教会学生用积极的态度理性地、实事求是地对待生活，解决生活实际中遇到的各种问题，培养学生勇于探索的科学精神。