基于平板电脑应用的初中科学课堂教学实践探讨

张伟旗

（杭州市青春中学，浙江 杭州310003）

在大数据、云计算为代表的信息技术时代，基于翻转课堂、微视频、电子白板的信息技术不断影响着传统科学课堂教学。未来课堂教学，无论是在教育观念上，还是在教学结构上，都将落实“以学定教”的思想理念。在此，笔者通过平板电脑与科学课堂教学相结合，围绕“以学生的学习”为中心来组织教学，跟踪每位学生的学习路径，实施个性化的精准教学。

一、基于平板电脑应用的课堂教学环节优化

脑科学相关研究表明，在45分钟的课堂教学环节，学生的生理与心理情况能够划分成5个“时区”，即启动区、兴奋区、调试区、回暖区与终结区（见图1），能够集中学习的“时区”主要是兴奋区、回暖区和终结区。[1]

图1 根据学生生理与心理情况划分的5个“时区”

课堂教学主要任务是师生共同围绕科学课程标准预设的教学目标开展各种教学活动。利用平板电脑技术辅助教学，并不是简单地将教师的课件、视频下载到平板电脑中，让学生开展自学。脑科学研究表明，要想在课堂45分钟时间内有效达成教学目标，需要把握好课堂节奏，充分利用不同时区组织教学活动，抓住兴奋区、回暖区和终结区这三个关键时刻提高课堂教学效果。

在实践操作层面，依据脑科学研究者划分的课堂教学时区，适时引入平板电脑技术，在信息技术工具支撑下对课堂教学进行有效探索，优化课堂教学环节，提升课堂教学效率。

1.在启动区借助平板电脑开展学情前测

美国心理学家奥苏伯尔提出的“有意义学习”理论，强调在新知识的学习中，认知结构中的原有适当观念起决定作用，这种原有的适当观念对新知识起固定作用。[2]因此教师对学生起点的了解是提升课堂效率的重要因素，让学生能自觉地努力“拉齐起点”，一方面可促进教师因材施教，同时也能提高教师课堂效能。

在具体应用中，我们可以利用平板电脑上的即时反馈系统，在新课授课前先摸清楚学生原有的知识结构。例如在《几种重要的盐》新课授课前，通过平板电脑推送客观题（见图2）对学生原有认知情况进行学情前测。学生通过平板电脑提交答案后，教师立即可以诊断出班级学生对这个知识点的掌握情况，便于后期有针对性地开展课堂教学。

图2 《几种重要的盐》学情前测①题反馈信息

2.在兴奋区借助平板电脑进行实验录播展示

初中科学的实验教学是培养学生科学素养的重要环节。在课程教学过程中实验基本可以分为两类，由教师的演示实验和学生小组合作实验组成。当教师在讲台上操作演示实验时，由于观察范围所限，课堂中往往只有前几排的学生能够观察清楚，其余学生大部分是在“听”前面同学描述实验现象和结果；当学生在进行小组合作实验时，由于课堂上教师个人精力和时间有限，经常来不及对每组实验进行逐一检查和点评。为优化实验教学过程中遇到的这些问题，可以借鉴基于移动平板电脑的摄像头，教师进行演示实验操作的同时，利用移动平板电脑的摄像头功能将实验影像同步投影到大屏幕上，边做边讲解。在学生实验时，组内同学可将实验过程和现象进行录像，便于总结交流时进行回放。

如图3所示，在《天平的使用提高》教学过程中，借助于平板电脑的直播，将“左物右码”错放后的实时影像上传至大屏幕，配合教师的现场讲解，使全班学生都明白该如何处理此类问题。

图3 《天平的使用提高》学生实验课堂视频直播

3.在回暖区利用平板电脑进行即时反馈诊断

回暖区处于温故知新阶段，是对前半堂课的内容进行补充与总结，将内容进一步升华，让学生对本堂课的教学目标有个清晰的认识，能够很好地理解与掌握。常见的方法是通过课堂练习巩固新学知识点。

图4学生在课堂中使用平板答题

借助于平板电脑中的课堂即时反馈系统，可以在课前将对应题目进行预设，在授课过程中适时将题目推送至每位学生手中的平板电脑上，让学生独立完成课堂练习。当学生做完按提交键后，立即可以知道正误以及题目分析，而教师可以通过教师端平板电脑对全体学生的知识掌握情况进行分析判断。

4.在终结区利用平板电脑进行思维导图归纳

当科学课进入教学终结区时，主要任务是对当天课堂所学关键知识点进行总结和梳理。在此我们引入平板电脑端的一个应用程序——思维导图。通过思维导图的建构，让学生学会如何整理知识，怎样创造新的知识，促进学生元认知的发展。通过平板电脑端的思维导图软件，可以让学生快速理清思路，并且对知识体系进行个性化编排，使学生体会到构建知识体系的成就。

例如在上《酸碱盐》复习课时，我们通过屏幕上给出的五种元素，要求学生自由搭建出一种物质的化学式，然后利用平板电脑上的思维导图软件绘制出关于这种物质化学性质的思维导图。通过对学生原有酸碱盐知识的梳理和转化，促进知识点之间的正向迁移。

图5学生讲解所画的思维导图

通过无线局域网将学生平板电脑端上的思维导图投送到大屏幕后，还可以由学生向全班同学进行讲评，激发学生的学习积极性，提高课堂展评的效率。

在此过程中笔者还发现学生很喜欢将思维导图用软件自带的图标、数字和线条颜色等工具，进行个性化修饰，这也符合青少年时期追求个性的特点。用平板电脑软件作为平台，与学生的标新立异精神结合起来，能够进一步激发学生的学习兴趣。

二、基于课堂即时反馈系统建立的错题资源库

1.利用课堂教学即时反馈技术开展教学互动研究

传统课堂教学模式不能精准跟踪每位学习者的学习情况，很多时候往往是教师问题抛出后，有一些学生片刻思考后马上能明白，但还有很多学生一知半解，此类学生源于自信心不足或学习兴趣缺乏，在科学课堂上鲜见大胆提问。而教师对此类学生的了解也只能凭借次日作业的批改，往往会错失教学活动的最佳契机。随着课程进度的不断深化，此类学生对知识的欠债也越积越多，最终失去学习兴趣和学习耐心。因此课堂教学的即时反馈有着十分重要的意义。

在教育教学实践活动中运用现代教育技术的平板电脑来进行课堂教学管理。特别是在课堂反馈评价环节，发现其教学效度较高，且深受学生喜欢。教师根据不同授课类型，适时推送预设问题到学生的平板电脑端，学生思考后立刻做出反馈并提交信息，批改任务也就自动完成，教师可通过终端即时了解每位学生对知识的掌握情况。

目前向学生推送的题目主要有两大类型：一种是客观问题，学生做选择性的解答；另一种是主观问题，受制于课堂教学时间的有限，往往是学生根据自己的主观判断进行描述性的解答，提交后结合标准答案给自己评分，当错误率超过一定程度时，教师对类似题目进行详细讲解。

如在初三科学课《物质的分类》教学过程中，为唤起学生在前阶段“酸、碱、盐”学习中积累的相关概念，教师推送“酸、碱、盐”基础概念的三道预习题进行预热，做完提交后直接显现答案，交由学生自行评价。教师在讲解完“物质分类方法”后立刻发布课堂练习，要求学生解答，通过后台统计，教师就可以立即根据正误选项反馈的百分比，知道学生对此知识点的掌握程度，还可以直接关注到某个后进生的答题状况，以调整课堂授课进度。在授课结束后，教师又发布了课堂小练习要求学生作答，系统自动给出评判，用来帮助学生巩固课堂学习成果。

2.课堂错题资源库的建立

学习是一个不断犯错误、不断改正错误的过程，在与错误对话中可以不断积累经验，从而获得进步。因此，错题集在学生中运用相当普遍，但是这些错题集主要依靠费时费力地抄写获得，效率极低。

学生在平板终端上使用的是个人账号登录，因此在课堂教学反馈环节中，学生做错的题目可以实现自动归集，自动组建一本电子版本的错题集，使学生能留出更多时间用在梳理知识点和思维锻炼中。同时，借助于后台数据库平台，帮助教师实现了错题集的大数据库组建，能让教师根据学生暴露出来的共性问题，有针对性地挑选相应题目组织再次学习评价。

例如：下列物质中存在着能自由移动的氯离子的应是（）

A.液态HCl B.氯酸钾溶液 C.盐酸D.氯气

其中正确答案选A的有19人，选B的有2人，选C的有12人，选D的有2人，不会的有5人。可见学生对酸的电离概念还是没有过关，因此教师在后台编辑时可将此题归入到班级公共错题集，着重讲解。

3.依据不断积累的错题库资源，制定学生个性化学习诊断方案

轻负高质是全体教育人的共同梦想，而“因材施教”是实现梦想的必经之路。课堂教学的基础和关键是认知差异，要想提高课堂教学的有效性，必须充分抓住学生个体的认知差异。针对初三学生在科学学科学习上的两极分化，要不断激发学生的课堂学习兴趣，查找个体认知差异上的短板并加以辅导以缩小差距。

让学生进行个性化学习的重要前提是有针对性的个性化分析，它是帮助学生取得最佳学习效果的关键。首先是依据浙教版初中科学教材章节设置，整理出完整的知识图谱，为后期错题库中每一题能对应上相应的知识要点。然后在新课授课前，根据这堂课的教学重点、难点挑选不同梯度的题目推送给学生，由于题目本身已经设定好学科知识点，当学生反馈回来信息是错的，可以追踪到该生相应的知识点这块短板。当教师在对学生进行诊断分析时，可以根据该生错题库所反映的知识短板挑选同知识点和同难度的题目单独组卷，实现学生的个性化学习诊断和教师的差异化教学。

通过平板电脑在科学课堂教学中的广泛应用，使学生对本堂课上所学知识立即进行检验，从而产生一种自我实现的满足感、课堂学习的归属感，进一步激发了学生的学习兴趣和动力，形成了良性循环。

[1]武小鹏,张怡.基于脑的课堂教学分区研究[J].教育研究与评论(中学教育教学),2014(6).

[2]曹中保.论奥苏伯尔认知结构同化论在教学实践中的意义[J].湖北师范学院学报（哲学社会科学版）,1994(4).