“1对1数字化”学习方式在教学中的应用探索
【项目概述】
“1对1数字化”学习方式是指在以多媒体和网络技术为特征的现代教育信息技术环境下，一个学习主体面对一套数字化学习设备，并能够运用这一设备所提供的平台与资源，进行有效学习的理念、技术与方法。我们所说的数字化学习设备是一个以学生为主体，网络和移动设备为基础，促进学生有意义学习的软件为架构，动态开放的教学资源为灵魂，贯穿于预习、上课、作业、辅导、评测等学习的各个环节，覆盖课前、课中、课后学习环境的“学”与“教”的数字化系统平台。在课堂上，它更是一种通过数字化学习平台实现有效师生互动的新型学教方式。
自2011年8月起，笔者所在学校开始了“‘1对1数字化’学习促进学生学习力提升”项目的实践与研究。我们借助“1对1数字化”学习平台，在对传统课堂教学模式进行思辨的基础上，探索基于数字化学习环境下 “学”与“教”方式变革的课堂教学实施策略，让学生“学”与教师“教”的方式得到真正的改变和丰富，以满足学生的个性化学习需求，最终促进学生学习力的发展。在四年多的探索过程中，我们始终把握住两个核心抓手：学习环境建构和学习方式变革，即借助技术的力量，构建新型的学习环境，以学习环境的创新带动并支持学习方式的变革。随着研究的不断深入，我们发现：在小学数学教学中合理运用“1对1数字化”学习方式，能让学生借助技术开展个性化的自主学习，有助于我们准确把握学生的学习起点，根据学生的不同学习水平，设计与之相适应的数学学习活动，在学生独立思考、自主探索遇到困难时，能提供个别化的、有针对性的帮助，真正实现因材施教的教学理念。
【实践探索】
一、以平台资源建设为抓手，搭建“1对1数字化”学习的配套环境
1.数字化学习平台搭建
数字化学习平台是与终端相连的、提供学生学习资源和管理的网络服务平台，这是一个基础性工程。目前学校通过配套采购、自主搭建等途径，逐步建立了三个学习平台：①基础资源管理平台，能实现平台系统内部各系统资源的统一管理、调用与共享；②中科梦兰数字化课堂管理平台，能实现课堂管控、课堂互动、探究式学习、个性化学习应用、考试测评应用、课堂数据记录与评估；③嘉实共同教育平台，能支持学生泛在化在线学习。
2.数字化学习资源建设
数字化资源是“1对1数字化”学习应用的灵魂，没有丰富、适用的学习资源，“1对1数字化”学习就不可能真正发生。目前我们的解决途径有三条：一是进行市场购买；二是与专业团队合作开发；三是学校自主研发。
3.数字化学习环境构建
我们在实现了东、西校区无线网络全覆盖的基础上，与数字化学习平台、数字化学习资源构建起了“1对1数字化”学习的配套环境（见图1），为“1对1数字化”学习的开展提供了基本保障。
二、以课堂转型为理念，构建“1对1数字化”学习的基本范式
“1对1数字化”学习的核心是可以实现学生差异性、个性化学习。经过前期的探索，我们初步形成了“自主学习―反馈提升―课后延伸”的课堂教学基本样式（见图2）。首先教师按教学设计推送给学生学习任务、资源（学件等）及导学案，供学生自主学习，学生自主学习的轨迹将被记录。第二环节，教师在课堂适当的时间进行反馈提升及互动，学生的反馈信息也将被即时记录。第三环节，课后教师可以根据学生课堂的自主学习情况及反馈统计情况进一步给予个性化、针对性的学习延伸和指导。
在教学设计时，我们可根据不同年段的学生、不同的课型、不同的教学内容，在环节和流程上作出适当的调整，形成不同的应用变式。
三、以学教方式变革为目标，探索适合数学学科的不同类型“1对1数字化”学习方式的操作要略
1.即时反馈评价应用：从群体评价转向针对性指导
课堂上对学生学习起点的把握和作业评价的及时反馈一直是个难题。即时反馈评价应用，能将学生的学习过程转化为有效数据，当这些数据累积到一定程度，通过关联、分析和判断，就会产生动态的学习证据，从而为学生进一步的学习提供强有力的支持，帮助教师真正实现因学而导。
（1）反馈的即时性。学生登录平台，对设计的问题进行回答，平台可以进行自动批阅、统计、推送帮助等，帮助教师即时得到答卷中每一题的具体数据分析。例如，“平面图形面积的复习”第一环节（见图3），通过平台推送，学生独立完成5个平面图形面积的计算后，即时反馈平台马上自动判断、统计学生的答题情况，教师能立即看到哪些学生做对，哪些学生做错，并可以点击任何一位学生的姓名，打开该生的练习白板，展示该生的解题过程，了解思考方法，进而可以针对学生的不同错误点进行全班讨论和针对性讲评。这样，不仅可以实现学生前测的即时统计，还能以学生前测练习中的思维过程为资源有针对性地展开复习，有效处理好大班教学下集体讲评与个别辅导之间的关系，能大大提高课堂效率。
（2）反馈的云存储性。所谓反馈的云存储性，就是学生的每一次学习反馈都通过学习平台记录于基于网络的储存空间中。利用这些存储的记录，教师可以不受时空限制地对学生的提交练习、作业进行反馈。在云存储的支持下，还可以由系统自动生成学生的错题本功能。 （3）反馈的大数据性。每一个学生的每一次反馈记录数字化后，所形成的数据将是非常有价值的，教师可以通过数据的分析、统计，跟踪学生的学习轨迹，可以更科学地了解每一个学生，有利于调整自己的教学策略，为不同学生找到适合的学习方法提供依据。
2.微视频支撑应用：从整体划一转向可选择的个性化自主学习
学生在自主学习过程中随时会遇到困难，而且不同的学生所需要的帮助是不一样的。数字化学习环境下，可利用微视频为学生的学习提供个性化的帮助，实现大班教学与个别教学兼顾，课内与课外结合，让学生真正实现因需而学。
我们所说的微视频是指基于教学设计思想，使用多媒体技术在5～8分钟左右（最长不宜超过10分钟），就一个知识点进行针对性讲解的一段视频短片。微视频学习支撑既可穿插在课堂中，也可以安排在课前预习或课后复习、辅导。
课前使用，可以与导学单向结合，帮助学生自主预学。课中使用，有两种方式，一是在教师课堂讲授过程中，适时插播微视频，辅助重点难点的教学；二是在学生独立思考、自主探索时提供相关的微视频，供学生需要时有针对性地进行选择。例如，“平面图形面积的复习”的教学中，让学生回忆各个平面图形面积公式是如何推导出来的，并根据各个图形面积公式的推导过程用思维导图表示出它们之间的关系。有的同学能自主回忆，也有的同学对于某个或某几个图形的面积推导过程已经遗忘，此时学习平台中为学生提供了五个图形面积公式推导的微视频（见图4），学生可根据需要点击观看。
在闯关练习环节，当学生独立解答错误或不会解答时，学习平台为学生准备了习题讲解微视频，学生学会后方可进入下一关。这样的支撑设计，某种程度上像多了几个教师的助手，在学生需要帮助时，在课堂上经常会出现不同的学生按不同的学习进程学习不同内容的场景。
课后使用，便于学生查漏补缺、拓展延伸，在一定程度上减轻了教师课后个别辅导的负担。例如，我们在探索的基于微信公众平台的微视频习题讲解（见图5），就属课后使用。具体做法是：将习题讲解的过程录制成微视频，将视频信息发布于微信公众平台，学生或家长收到信息后打开视频观看并自主学习，也可以将遇到的问题在平台中反馈，与教师进行交流。这样的学习方式，让教师的指导时间与空间得到拓展和延伸，实现了给学生随时随地的、有针对性的帮助。
3.自适应学习诊断和智能推送应用：从统一进度转向差异化学习
自适应学习诊断和智能推送是指能够为学习者提供一种个性化学习服务，实现系统根据学习者的学习特点、学习过程和行为倾向等数据记录，作出智能判断，推荐相应的学习策略，推送个性化的学习路径和学习资源。自适应学习诊断和智能推送策略的合理应用，能让不同的学生学习不同的数学，真正实现因材而教。
例如，“平面图形面积的复习”的练习环节，我们设计了“闯关”游戏，学生每完成一题，系统会即时批阅、反馈，给出正确与否的判断，使得学生在第一时间了解自己的解答情况：若正确，系统会直接带领学生进入第二关；若不正确，系统会提示学生再想一想，学生有困难时系统会推送该习题讲解的微视频，对学生进行方法上的指导，在理解该习题的解题思路和方法之后再进入第二关。在这过程中，既有练习巩固的目的，又有诊断的功能，系统自动记录每一位学生的“闯关轨迹”，并能根据学生在“闯关”过程中的不同表现，自动推送内容不同、难度不一的课后作业（见图6）。这样的练习不仅大大提高了学生的练习兴趣，还实现了不同学生可以按照不同的学习进程学习不同难度的学习内容。
4.多维度交互应用：从师生双向交流转向生生互动
通过数字化交互学习平台，师生之间、生生之间，可以实现点对点、点对多或多对多的不受时空限制的多维度网络互动交流。例如，“平面图形面积的复习”的教学中，让学生根据各个图形面积公式的推导过程用思维导图表示出它们之间的关系后，利用交互平台组织了三种形式的互动交流：一是学生与学生之间可以任意调看某一位同学的作品，必要时可以作出评价或提出建议；二是老师可以任意调看某一位同学的作品；三是老师可以随时调用任何一位同学的作品进行展示，组织全班进行交流。
基于多维交互应用的学习平台还能承载协作式学习功能，有助于促进成长型师生、生生关系的建立。
5.富媒体阅读应用：从视觉感知转向多感官参与
所谓富媒体是指具有动画、声音、视频并具有交互性的信息传播方法。一方面，各种电子终端（如上网本、平板电脑等）对于出生于数字时代的孩子而言有一种天然的倾向性吸引，并能毫无障碍地使用。将学习平台、资源放入这些终端中，使其成为学习的工具，有助于激发学生的学习兴趣。另一方面，文字、图片、音频、视频以及交互式的人机互动、基于网络的人人互动，使学习材料呈现方式更为丰富、形象、生动。这些富媒体化的学习材料，使学生不仅可以受到看、听等多感觉的形象刺激，还可通过丰富的交互，进行体验、反馈，实现知识的内化，大大提高学习的专注度。这一应用在小学数学教学中主要适用于陈述性学习材料的呈现、数学背景知识和文化知识的介绍等。
6.网络搜索和APP应用：从学习材料的封闭提供转向信息资源的开放选择
小学数学教学中，合理地利用互联网，可以让学习资源更加丰富、视野更加宽阔。主要有两方面的应用：一是通过网络搜索，进行学习材料的收集与处理；二是网络学习资源（包括软件等）的利用。特别是各类数学学习APP，都由专业的公司设计开发，画面精美，动态效果和各类多媒体功能非常强大，在教学过程中可以根据需要选择性地利用其中的一部分功能，或者一节课要用到几个软件的部分内容，只要合理应用，能够大大降低成本，提高教学效率。例如，针对低年级的口算学习，就有几十款比较成熟的APP可供下载，可以根据需要选择使用。 以上是我们在小学数学“1对1数字化”学习中经常用到的六大“应用”，在教学设计时可以根据不同的教学内容，选择适合的学习方式，形成不同的组合进行应用。
【问题思考】
问题1：如何准确定位“1对1数字化”学习方式在教学中的作用？
对于小学数学教学而言，“1对1数字化”学习是一种技术支持下的能帮助学生实现个性化自主学习的新型学习方式。首先，技术本身并不能带来学习上的变革；其次，它是一种新型的学习方式，需要客观评估其优势与不足，实现与传统学习方式的互补。因此，如何结合学科特点和小学生的身心发展规律有效地使用“1对1数字化”学习方式是我们努力的方向！
问题2：哪些内容更适合采用“1对1数字化”学习方式？
正所谓“教无定法”，一种学习方式不可能“包打天下”。对于学生来说适合的才是最好的。因此，我们下一步的研究重点是：以《义务教育数学课程标准（2011年版）》为依据，辨识数学学科学习内容和目标对于实施“1对1数字化”学习方式的必要性和可适性，从而构建数学学科以学习主题分类的、以学习工具和资源为核心的学习主题课程资源，进一步研究适合小学数学学科的“1对1数字化”学习方式及操作要略，然后在数学教学中有目的地实施“1对1数字化”学习策略。
问题3：我们离“1对1数字化”学习方式的常态化实施有多远？
要在日常教学中进行常态化实施“1对1数字化”学习，主要涉及这几方面的条件制约：一是教师教学理念的更新和信息技术应用能力的提升；二是硬件和环境的保障；三是配套的数字化学习平台、学科个性化学习工具、教学资源的开发。但从目前我们的推进情况和前景来看，这些问题是可以逐步克服的。我们以智慧E校园建设为抓手，进行渐进式“突围”：第一，在师资方面，主要采取的策略是以研带训，鼓励并大力支持教师积极尝试。第二，在硬件和环境建设方面，我们除了以省、市数字化示范学校创建为契机，继续加大投入购置设备外，最大限度地用好用足现有的设施设备：一是让现有的四套终端（上网本和平板电脑）可移动使用；二是用好现有的电脑教室；三是尝试让学生自带设备，我们在六年级中选择了一个班进行试点。第三，在配套平台、学科个性化学习工具、教学资源的开发方面，我们除了采购和自主研发外，与上海丽英民办学校、江苏常熟市实验小学等学校结为研究联盟，定期开展活动，交流经验，共享资源。
【结语】
“1对1数字化”学习方式的应用是教育信息化的必由之路，它是一个顺应时代发展的重要命题。本质上说，它不仅仅是媒介的改变，更不是简单的硬件、软件和教学内容的叠加，而应该是教育理念的创新，教学模式、学习方式的变革。在探索的路上，的确任重而道远，但我们信心满怀！
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