智慧教室环境下小学数学课堂学习活动分析

李凌云，姚 钰

(1.南京晓庄学院 教师教育学院，江苏 南京 211171；2.泰州市凤凰小学，江苏 泰州 225317)

智慧教室是教育信息化发展的阶段产物，依托该环境开展技术支持下的教学融合研究已成为各国关注的重点。国内研究者对智慧教室环境下的课堂教学、环境构建、教学模式等进行了较多的理论研究(1)王兴宇：《活动理论视角下的的智慧课堂教学模式研究》，《中国电化教育》2020年第4期，第118-124页。何文涛，王良辉，朱玲林，毛刚：《智慧教室环境下协作学习的异常行为特征分析》，《中国电化教育》2020年第6期，第88-94页，第129页。高琳琳，解月光：《“互联网+”背景下智慧课堂教学设计研究》，《教育理论与实践》2019年第20期，第10-12页。张雪，杨浩，石映辉：《智慧教室环境下大学生学习环境偏好与学习策略的关系探究》，《现代教育技术》2020年第3期，第45-51页。。对该环境中具体的学科教学实践研究也有所关注，但是缺少对师生教与学行为的关注。师生的教与学行为体现在具体的学习活动中，因此，应该关注智慧教室环境下课堂学习活动的研究。本研究以具体课例作为研究对象，对智慧教室环境下的小学数学课堂进行解构，以了解学习活动的认知目标、常见的教与学行为以及典型的学习行为序列，为技术支持下的小学数学教学实践提供参考。

一、 研究设计

(一) 分析对象

本研究分析的课堂视频选自互联网上优秀的智慧教室环境支持下的小学数学公开课的课例实录。对课例的选取标准如下：(1)充分体现出智慧教室环境下小学数学课堂中教师与学生的学习活动；(2)公开课或者获奖视频，代表目前智慧教室环境下小学数学课堂教学的较高应用水平。最终选取的八个课例具体主题如表1所示。

表1 课例信息

(二) 学习活动分析框架

活动是有层次的，完整的活动由需要、动机、目的、达到目的的条件和与这些成分相关的活动、动作、操作组成(2)赵慧军：《活动理论的产生、发展及前景》，《东北师大学报(哲学社会科学版)》1997年第1期，第87-93页。。活动理论为分析人类实践活动提供了框架，活动五角模型对活动系统构成要素进行再构，通过角色、组织、使用、功能和操作五个方面来描述行为(3)Stevenson I. Tool Tutor Environment or Resource:Exploring Metaphors for Digital Technology and Pedagogy Using Activity Theory. Computers & Education.2008,51(2)，pp.836-853.。管钰琪(4)管珏琪，祝智庭：《电子书包环境下的课堂学习活动分析》，《电化教育研究》2018年第4期，第59-65页，第72页。等人根据活动理论和活动五角模型，建构了学习活动的分析框架，具体的内容如表2所示。

表2 学习活动分析框架

为了更完整地了解课堂教学的原貌，不破坏课堂教学的完整性，本研究借鉴表2学习活动分析框架，以学习活动为分析单位，从微观上对具体的学习行为进行分析。具体来看，学习活动认知目标参考布鲁姆教育目标分类，即包含记忆、理解、应该、分析、评价以及创造六个层次。学习行为描述中“组织”表示师生开展教与学的形式，将其分为教师开展班级教学活动、分组教学、学生自主学习活动、合作学习活动。“角色”分为教师和学生两类，教师的角色有讲授者、示范者、互动引导者，讨论协调者；学生的角色分类为接受者、信息的加工者、主动建构者。“使用”是指学习活动中使用技术工具。“功能”是指工具提供的可能应用的空间。“操作”是建立于工具与任务分工之间的交互。借鉴表2设计观察表，逐次记录视频分析的过程，形成分析记录。

二、 小学数学智慧课堂中的学习活动分析

(一) 学习活动认知目标分析

学习活动是由教师的多个教学行为与学生的多个学习行为按照一定的逻辑顺序实施而成的。通过提取学习活动片段，八个课例共解构出37个学习活动。分析发现，32.4%的学习活动属于面向理解的认知目标，面向应用和分析认知目标的学习活动分别占21.6%。面向理解的学习活动有学生辨别图形旋转的方向、解释问题的意思等。面向应用的学习活动主要是学生将知识应用到与生活相关的练习中、将规则应用到游戏中等。面向分析层面的学习活动，如学生根据三角形角的特点对三角形进行判断分类、小组中针对问题进行交流分析、将示意图进行分解说明等。此外，涉及面向知道、评价、创造层面认知目标的学习活动也有，但不多，如“让学生回忆之前的学习内容并说出面积的定义”，“学生独立将一个图形剪开并创造出新的图案”，“学生独立尝试创造掷骰子时的游戏规则”，“评价他人的流程示意图”等。

(二) 常见的教与学行为分析

通过分析发现，智慧教室环境下小学数学课堂常见的教与学行为有10种，即提出/回答问题、自主探究、合作探究、分享交流、表达演示、创作、练习、讲解内容、接受反馈、监控学生完成进度。具体见表3。

表3 常见的教与学行为

1. 提出/回答问题

提出问题是学生通过口头表述问题或通过教学平台呈现问题；回答问题就是学生将自己的想法表达出来，借助教学平台发表自己的作品进行共享，或直接借助Pad等工具回答问题。

2. 自主探究

自主探究这一行为的使用主体为学生，是学生主动去探索知识的过程。学生可以利用Pad以及课堂平台对问题进行探究，如进行实验、测量、比较等。主要表现为学生根据教师的提示和引导，利用适合的方法去探索解决问题的过程，实现自身对知识的建构。

3. 合作探究

合作探究是学生以小组为单位进行问题探究的过程。相对于自主探索，合作探究这一行为更能培养学生与他人协作的能力。智慧教室环境下的合作探究建立在媒体工具的帮助基础上，能更好地促进小组成员建构知识。

4. 分享交流

分享交流行为包括生生之间和师生之间的分享交流。师生可以面对面交流或者利用课堂互动平台发表自己的想法和疑问，并通过讨论来解决疑问。这一行为的主体是学生，教师则是交流讨论的帮助者、促进者、讨论协调者。

5. 表达演示

智慧教室环境下小学数学课堂的表达演示行为有教师演示和学生演示两种。教师的演示是提供给学生一个示范，这个示范的过程能够直观形象地帮助学生理解教学内容。如教师在《分分合合》这一课中，通过演示图形的分开与拼接过程，让学生初步感知图形的分与合。学生的演示则是学生通过演示的具体操作来表达或解释自己的想法。

6. 创作

创作行为是学生利用教师提供的媒体工具进行想象和作品制作。通常表现为学生自主进行创作，是学生把想法变为现实作品的过程，也是知识建构的过程。比如学生独立进行图形的裁剪并形成新图形、创作游戏规则等。

7. 练习

教师常采用1—2道不同类型的题目让学生练习。学生借助练习对知识进行迁移应用，是主动的信息加工者。通常来说，数学中的这种变式练习对学生的知识迁移有较好的效果。

8. 讲解内容

讲解内容是指教师借助教学媒体进行讲解，帮助学生理解知识或提升学生对知识的理解过程。

9. 接受反馈

接受反馈的主体是教师。教师根据课堂交互平台，接受学生学习的反馈数据，如查看学生使用Pad拍摄的作品图片，或者了解平台中对学生回答问题/练习正确率的统计。教师通过接受反馈来了解学生对于知识的掌握情况，以便适当调整教学安排，提高课堂效率。

10. 监控学生完成进度

监控学生完成进度的使用主体是教师。监控学生完成进度行为包括了解学生完成任务的时间和进度，通常利用Pad和课堂交互平台，或者面对面巡视来实现。

(三) 典型行为序列分析

按照学习事件发生的时间演变观察课例中出现的学习行为，归纳出典型的行为序列，发现了智慧教室环境下小学数学课堂中四种典型的行为序列(图1—图4中的①、②、③表示不同的序列路径)。

1. 基于问题的学习

数学的学习始于问题的提出，有了问题便有了研究，因此数学课堂上总会发现问题，然后去尝试解决问题。在数学教学中，基于问题的学习一般从问题开始，以此来激发学生的求知欲和探索欲。如图1所示，教师从回顾已学过的知识或导入游戏中引出新问题，组织学生进行自主或合作探究。探究完成之后，学生进行交流分享。最后教师结合学生的分享对内容进行进一步的讲解。例如：M1中教师在与学生回顾旧知识的同时引导学生提出了新问题，从而引发学生进行自主探究；M7中教师通过与学生进行掷骰子的游戏从而进入学习主题“掷一掷”，然后从游戏是否公平的角度去引发学生的思考并进入合作探究环节。探究后的分享交流能更好地将学生探究的结果进行展示，通过生生、师生之间的交流，能让学生对解决问题的过程、方法和结果有了更深的理解。最后教师的总结能帮助学生更好地对知识进行概括和提炼。

图1 基于问题的学习

2. 基于创作的学习

基于创作的学习通常贯穿在整个课堂学习之中，旨在借助创作性的学习活动培养学生的想象力和创造力。如图2所示，学生首先围绕教师提出的创作任务自主完成创作，然后通过分享交流或表达演示来展现自己的作品，最后教师进行讲解并总结。例如：M2中教师通过演示的方法让学生知道可以将一个图形(包括规则或不规则图形)分开，利用想象拼成另外一种不一样的图形。然后学生再自己动手尝试操作，最后分享有意思的拼法。在循序渐进的学习活动中，学生的想象力和创造力得到了提升。

图2 基于创作的学习

3. 基于分享的学习

图3 基于分享的讨论

基于分享的学习在每一节课例中都有出现，说明在智慧教室环境下，教师特别关注知识的交流与分享。如图3所示，教师先提出问题或学生在教师的引导下发现问题，学生对这些问题进行讨论，讨论分享的过程中可能会产生新的问题，学生再对新问题进行回答，然后形成结论，最后教师进行总结。例如，M1中在讨论锐角、直角、钝角三角形的定义时，一开始学生对三角形的定义是不完善的，在其他学生提出反例后不断修改原有的定义，最后得出完整正确的定义。M3中教师呈现了所有学生摸出各个颜色球的次数的数据，学生对摸出各个颜色的球的次数进行讨论和比较，最终得到可能性的大小与球的数量有关的结论。由此可见，每一次的交流与分享的过程，是隐性知识显性化的过程，交流中产生的生成性资源，又成为学生新的学习资源。正是在不断的交流与分享中，学生逐渐建构知识。

图4 基于练习的学习

4. 基于练习的学习

基于练习的学习发生在课堂初始或者知识点学习之后，教师通过练习检测学生对知识的掌握情况。如图4所示，练习之后学生可以通过讨论、接受反馈、表达演示等方式巩固知识，教师再根据学生练习的情况讲解存在的问题。例如，M8中教师呈现出练习题，学生直接利用Pad画出示意图，教师根据练习结果给予学生及时反馈。

三、 结语

智慧教室环境为技术整合教学的实践提供了土壤。通过对选取的8个课堂教学实例分析，发现智慧教室环境下小学数学学习活动的认知目标侧重于理解、分析和应用层面，面向评价和创造层面等高阶认知目标的学习活动还不多，有待于一线教师关注并实施。

“提出/回答问题”、“探究”、“分享交流”是智慧教室环境下课堂教学最常用到的教与学行为。相对于传统课堂中教师是课堂的权威，是教学内容、教学活动的控制者，智慧教室环境下的教师更多地把课堂还给了学生。通过提出问题、自主探究、小组探究、师生互动探究等学习活动的参与，学生的主体性地位得到体现。“分享交流”环节中，生生之间、师生之间通过面对面或者借助媒体手段，采用小组或者全班讨论的方式进行的交流与分享，让学生成为主动的信息加工者。此外，教师常采用的基于问题的学习、基于创作的学习、基于分享的学习等典型的学习活动，让学生有更多的时间在探究与交流协作中发展思维，建构知识。与传统课堂相比，在智慧教室环境下学生利用技术创建学习环境、寻求反馈、创造作品、展示成果，学生的高阶思维得到发展。

本研究以8个智慧教室环境下小学数学课堂课例为研究对象，对课堂中的学习活动进行解构，研究结果能为一线教师采用现代教育技术进行教学实践提供参考。教师可以根据教学的情景和教学内容对典型的教与学行为以及行为序列进行选择、重组，形成新的学习活动。值得说明的是，本研究结论来源于现阶段下8个教学课例的分析，因此具有一定的局限性。期待广大教师根据研究结果，使用信息技术设计出更加符合学生发展及教师自身特色的课堂学习活动，丰富和发展小学数学教学实践。