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【摘 要】随着时代的发展，我国的课程标准不断修改，当下各学科新课标中都重点强调培养学生发现问题、提出问题、分析问题与解决问题的能力，即高阶思维能力，这也是培养创新型人才的关键步骤。本研究追踪并收集了十节基于点阵技术的小学数学课堂实录，通过实证研究，分析点阵技术的应用策略，以便改进点阵技术在教学中的应用水平，促进学生的高阶思维能力发展。
【关键词】高阶思维能力；点阵技术；应用策略
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2017）11-0049-03
2016年9月，教育部基础教育课程教材专家工作委员会审议通过的《中国学生发展核心素养》正式发布。核心素养强调的要点体现了发展学生高阶思维能力的迫切需求。有学者提出，要发展学习者的高阶思维能力，教师应当设法让学习者投入到分析、比较、对比、归纳/概括、问题求解、调研、实验和创造等系列学习活动中。实践证明，信息技术作为认知工具，能有效促进学习者高阶思维能力的发展。
因此，笔者针对基于点阵技术的十节小学数学课进行研究，分析了师生课堂行为，探讨了点阵技术的应用策略。希望通过该研究提升点阵技术在教学中的应用水平，为学生高阶思维能力的发展提供机遇。
相关概念界定
1. 点阵技术
点阵技术是适用于课堂教学的信息化表达工具，通过在普通纸张上印刷点阵序列，凭借数码笔前端的高速摄像头，可随时捕捉笔尖的运动轨迹，实时记录、采集并传输数据。点阵技术在教学中能够实时展现并统计学生个体与群体的书写过程、练习情况， 并且能够数字化保存考试结果。
2. 高阶思维能力
高阶思维能力是一种以高层次认知水平为主的综合能力，是超越既定信息的能力、问题求解的能力、元认知能力和批评能力，是批判性的态度，是作为自主学习者的能力，也是对事物或现象做出合理判断的能力。有国外研究者认为，高阶思维能力包括独立思维能力、问题求解能力、学习能力、批判性思维能力。有国内学者将高阶思维能力划分为四部分，问题求解能力、决策能力、批判性思维能力和创造性思维能力。
进入21世纪，美国、英国等发达国家先后提出了信息技术与学科课程整合的思路，强调利用信息化环境培养学生高阶思维能力。有研究表明，运用探究、发现和研究性学习方法，如小组协作学习、案例学习、项目研究和问题求解等学习活动，有利于发展学习者的高阶思维能力。
通过文献研究，注重学习者高阶思维能力的培养与发展，是当今国内外信息化教学发展的趋势，也是推进信息技术与课程整合的实现目标。本研究聚焦小学数学课堂点阵技术的应用策略，以便改进点阵技术在教学中的应用水平，促进学生高阶思维能力发展。
数据分析与讨论
本研究选取了十节基于点阵技术的小学数学课例进行实证研究。作者收集并整理了课堂实录视频、教学设计文档、访谈记录等资料。研究主要采用了课堂观察方法，并结合统计分析法与访谈法进行分析。课堂观察方法用于捕捉课堂中师生行为。统计分析法用于分析课堂中点阵技术的应用策略。访谈法用于收集授课教师在技术支持下教学重难点突破与课堂达成等资料，为研究提供证据支撑。
1. 点阵技术应用分析
点阵笔在授课模式下，通过授课批注、书写、对比、投票等16种功能，支持课堂教学。笔者采用课堂观察法，归纳了十节小学数学课使用到的7种点阵笔功能的应用状况与使用效果。
（1）授课批注功能：教授新知，画批写注，强化学生学习，以此强化学生记忆与理解。
（2）书写功能：记录学生分析与解决问题的思维过程与结果，促进学生回顾与反思。
（3）对比功能：设计学习单，组织合作学习、小组成果分享、对比与评价，呈现不同学生的思维过程，鼓励学生发现问题、解决问题，分享观点。
（4）回放功能：笔迹视频重现学生思维过程，有助于学生回顾、对比，以便发现问题与解决问题。
（5）测验功能：检测学习进度，帮助教师实时了解学生的学习情况，及时调整教学。
（6）投票功能：学生产生认知冲突，协商促进冲突消解、产生新观点，检验并修改原有观点，便于教师课堂管理，了解学生的意见，引导学生深入思考。
（7）统计功能：有助于学习进度的甄别与诊断，加强自评与互评，促进反思；帮助教师全面了解学生的学习情况，促进教师与学生反思。
结合上述分析结果，笔者对授课教师与部分学生进行了访谈。对于教师来说，点阵技术能够高效传递教学内容、丰富课程内容；创设高阶学习活动的支持环境与学习支架；甄别学生个体与班级群体的学习状况，及时调整课堂进程；为提升合作学习的质量提供可能。
对于学生而言，点阵技术能够作为认知工具，提升学习参与度；促进学习者与同伴间的互动，便于交换信息、共享信息、获得评价与反馈；及时获得教师的个性化指导；了解自身与群体学习状况，促进反思实践。
2. 教师提问行为分析
我们将教师提问行为划分为所提问题类型与挑选学生回答方式两个维度，并对其进行采样编码。
问题类型采样结果表明，创造性问题、批判性问题分别为17.56%、12.82%。创造性问题与批判性问题的设计与实现，能够培养学生的高阶思维能力。具体表现为，教师通过组织小组合作学习或探究型活动，设置创造性问题，学生运用已知信息进行原创和评价性思考，面对真实的问题情境做出预测、判断、综合以及评价等思维活动。教师提出批判性问题，学生发现问题、探索原因、得出结论，变换角度做深层次思考与决策。点阵技术在这两类问题的提出中，体现在小组合作探究、学生汇报、小组讨论结果，教师通过对比功能使学生间产生認知冲突，通过回放功能捕捉、反馈学生思维过程的优点与不足。教师往往使用点阵笔的授课批注与书写功能帮助学生梳理回顾旧知，与新知产生联结。 挑选学生回答方式方面，提问后，叫举手者答，占58.96%；提问后，让学生齐答，占28.32%。教师借助点阵笔的书写、测验和统计等功能，有效提升课堂互动质量、控制课堂进程、甄别学生个体的学习状态。鼓励学生提出问题，占9.20%，教师希望以此来捕捉学生观点，引领推进课堂进程，培养学生批判、质疑的能力。
3. 学生回答行为分析
教师提问后，学生对教师所提问题进行回答，对应教师提问行为，我们将学生回答的行为划分为两大类，学生回答方式和学生回答类型。
学生回答方式采样结果表明，个别回答占60.14%；集体齐答占22.09%。通过访谈发现，教师期望通过学生的集体齐答，掌握整体学习情况，降低课堂焦虑水平，提升参与度。讨论后汇报，占10.29%。学生通过点阵笔的对比、书写等功能，更加直观地展示合作成果，促进学生之间的信息交流，有利于养成良好的倾听、分享、质疑和求助等合作能力，培养学生的责任心等。
学生回答类型表明，推理性回答为45.52%；认知记忆性回答为29.15%；创造评价性回答占17.33%。学生的推理性回答与创造评价性回答表明，学生基于点阵技术能够从教师提供的资源等途径寻找支撑证据，逻辑化的组织与表达所得证据。
研究结论
基于培养学生的高阶思维能力，笔者对点阵技术在课堂教学中的应用策略进行探究，总结出如下作用与意义。
1. 集群展示与互动有利于学生观点汇聚，为高阶思维的发展带来机遇
点阵笔作为认知工具，在集群展示与互动过程中，促进学生观点的汇聚，为课堂效率和学习效果的提升创设条件。教师借助点阵技术对小组学习成果进行对比展示，有利于培养学生的倾听习惯，降低教师的“权威”地位，促进生生间的相互合作，提升凝聚力。学生借助点阵技术，在真实的问题情境中开展小组合作学习，为促进学生发现问题、解决问题，培养创造性思维与批判性思维能力提供了机遇。
2. 语音式发言与文本式发言相结合，有助于提升学生思维能力
学生通过语音与文字相结合的方式表达，不仅便于教师选择推进课堂的有用观点，也能促使学生养成独特观点表达的习惯与能力。课堂中，学生的观点通常都是临时性的、偶然的，同时又是值得珍惜的、具有个性化与创新性的特点。即便是成年人，也难以仅仅依靠记忆力、思维能力有效组织自己的发言。教师借助点阵笔提升学生的表达质量，配合学生书写过程的展示，不仅有利于学生准确表达想法，也有利于更多有用的、更高质量的信息在课堂上传播。从而加强学生对问题思考过程、学习策略与方法的关注，有利于提升思维能力。
3. 实时同步展示、保存书写笔迹，为反思性实践提供支持
点阵技术的应用，为提升教师的反思性教学与学生的反思性学习创造了条件。如回放功能，帮助师生捕捉、回顾思维过程；测验、投票和统计功能，能帮助教师甄别学习个体与学习群体的学习状况并有利于学生进行自我反思。教师的反思性教学体现在洞察问题情境、构筑个别关系与群体关系、对活动过程与经验进行反思。教师鼓励学生提出问题，创设或寻求对学生最合适的教育时机，帮助学生主动跨入思维发展新阶段，使学生在思维方式、理解深度和认知领域等方面起到突破性进展的学习支持作用。学生的反思性学习则表现为反省自身的学习过程与学习结果，进行自我调节。学生通过个别回答、讨论后汇报呈现思维过程，通过反馈评价与他人的观点碰撞，产生认知冲突，通过解释、鉴别、协商、整合进行意义协商。
4. 提供多种学习“支架”
教师通过恰当的教学干预提供“支架”，对发展学生的高阶思维能力来说是非常重要的。教师借助点阵技术，提供的“支架”包括：为学生提供及时的反馈；提供多种观点或结果，促进学生独立思考，提升判断与综合的能力；为学生提供讨论、展示、分享经验与成果的机会。
本研究所抽取的十节小学数学点阵笔课样本较小，且未区分不同学段、不同教师群体在技术应用策略上的异同等，因此存在研究的局限性，未来还需进行深入的分析与探究。
参考文献
Higher-order thinking[DB/OL]. http： //www.ascd.org /education news/lexicon/12 /3 /2003.
钟志贤. 教学设计的宗旨： 促进学习者高阶能力发展[J].电化教育研究，2004（11）： 13-19.
Higher order thinking abilities，内容简介[DB/OL]. http： //www.google.com/12 /22 /2003.
钟志贤. 如何发展学习者高阶思维能力 [J]. 远程教育杂志，2005 （04）： 78.
王陸，刘菁. 信息化教育科研方法[M]. 北京： 教育科学出版社，2008.
【关键词】高阶思维能力；点阵技术；应用策略
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2017）11-0049-03
2016年9月，教育部基础教育课程教材专家工作委员会审议通过的《中国学生发展核心素养》正式发布。核心素养强调的要点体现了发展学生高阶思维能力的迫切需求。有学者提出，要发展学习者的高阶思维能力，教师应当设法让学习者投入到分析、比较、对比、归纳/概括、问题求解、调研、实验和创造等系列学习活动中。实践证明，信息技术作为认知工具，能有效促进学习者高阶思维能力的发展。
因此，笔者针对基于点阵技术的十节小学数学课进行研究，分析了师生课堂行为，探讨了点阵技术的应用策略。希望通过该研究提升点阵技术在教学中的应用水平，为学生高阶思维能力的发展提供机遇。
相关概念界定
1. 点阵技术
点阵技术是适用于课堂教学的信息化表达工具，通过在普通纸张上印刷点阵序列，凭借数码笔前端的高速摄像头，可随时捕捉笔尖的运动轨迹，实时记录、采集并传输数据。点阵技术在教学中能够实时展现并统计学生个体与群体的书写过程、练习情况， 并且能够数字化保存考试结果。
2. 高阶思维能力
高阶思维能力是一种以高层次认知水平为主的综合能力，是超越既定信息的能力、问题求解的能力、元认知能力和批评能力，是批判性的态度，是作为自主学习者的能力，也是对事物或现象做出合理判断的能力。有国外研究者认为，高阶思维能力包括独立思维能力、问题求解能力、学习能力、批判性思维能力。有国内学者将高阶思维能力划分为四部分，问题求解能力、决策能力、批判性思维能力和创造性思维能力。
进入21世纪，美国、英国等发达国家先后提出了信息技术与学科课程整合的思路，强调利用信息化环境培养学生高阶思维能力。有研究表明，运用探究、发现和研究性学习方法，如小组协作学习、案例学习、项目研究和问题求解等学习活动，有利于发展学习者的高阶思维能力。
通过文献研究，注重学习者高阶思维能力的培养与发展，是当今国内外信息化教学发展的趋势，也是推进信息技术与课程整合的实现目标。本研究聚焦小学数学课堂点阵技术的应用策略，以便改进点阵技术在教学中的应用水平，促进学生高阶思维能力发展。
数据分析与讨论
本研究选取了十节基于点阵技术的小学数学课例进行实证研究。作者收集并整理了课堂实录视频、教学设计文档、访谈记录等资料。研究主要采用了课堂观察方法，并结合统计分析法与访谈法进行分析。课堂观察方法用于捕捉课堂中师生行为。统计分析法用于分析课堂中点阵技术的应用策略。访谈法用于收集授课教师在技术支持下教学重难点突破与课堂达成等资料，为研究提供证据支撑。
1. 点阵技术应用分析
点阵笔在授课模式下，通过授课批注、书写、对比、投票等16种功能，支持课堂教学。笔者采用课堂观察法，归纳了十节小学数学课使用到的7种点阵笔功能的应用状况与使用效果。
（1）授课批注功能：教授新知，画批写注，强化学生学习，以此强化学生记忆与理解。
（2）书写功能：记录学生分析与解决问题的思维过程与结果，促进学生回顾与反思。
（3）对比功能：设计学习单，组织合作学习、小组成果分享、对比与评价，呈现不同学生的思维过程，鼓励学生发现问题、解决问题，分享观点。
（4）回放功能：笔迹视频重现学生思维过程，有助于学生回顾、对比，以便发现问题与解决问题。
（5）测验功能：检测学习进度，帮助教师实时了解学生的学习情况，及时调整教学。
（6）投票功能：学生产生认知冲突，协商促进冲突消解、产生新观点，检验并修改原有观点，便于教师课堂管理，了解学生的意见，引导学生深入思考。
（7）统计功能：有助于学习进度的甄别与诊断，加强自评与互评，促进反思；帮助教师全面了解学生的学习情况，促进教师与学生反思。
结合上述分析结果，笔者对授课教师与部分学生进行了访谈。对于教师来说，点阵技术能够高效传递教学内容、丰富课程内容；创设高阶学习活动的支持环境与学习支架；甄别学生个体与班级群体的学习状况，及时调整课堂进程；为提升合作学习的质量提供可能。
对于学生而言，点阵技术能够作为认知工具，提升学习参与度；促进学习者与同伴间的互动，便于交换信息、共享信息、获得评价与反馈；及时获得教师的个性化指导；了解自身与群体学习状况，促进反思实践。
2. 教师提问行为分析
我们将教师提问行为划分为所提问题类型与挑选学生回答方式两个维度，并对其进行采样编码。
问题类型采样结果表明，创造性问题、批判性问题分别为17.56%、12.82%。创造性问题与批判性问题的设计与实现，能够培养学生的高阶思维能力。具体表现为，教师通过组织小组合作学习或探究型活动，设置创造性问题，学生运用已知信息进行原创和评价性思考，面对真实的问题情境做出预测、判断、综合以及评价等思维活动。教师提出批判性问题，学生发现问题、探索原因、得出结论，变换角度做深层次思考与决策。点阵技术在这两类问题的提出中，体现在小组合作探究、学生汇报、小组讨论结果，教师通过对比功能使学生间产生認知冲突，通过回放功能捕捉、反馈学生思维过程的优点与不足。教师往往使用点阵笔的授课批注与书写功能帮助学生梳理回顾旧知，与新知产生联结。 挑选学生回答方式方面，提问后，叫举手者答，占58.96%；提问后，让学生齐答，占28.32%。教师借助点阵笔的书写、测验和统计等功能，有效提升课堂互动质量、控制课堂进程、甄别学生个体的学习状态。鼓励学生提出问题，占9.20%，教师希望以此来捕捉学生观点，引领推进课堂进程，培养学生批判、质疑的能力。
3. 学生回答行为分析
教师提问后，学生对教师所提问题进行回答，对应教师提问行为，我们将学生回答的行为划分为两大类，学生回答方式和学生回答类型。
学生回答方式采样结果表明，个别回答占60.14%；集体齐答占22.09%。通过访谈发现，教师期望通过学生的集体齐答，掌握整体学习情况，降低课堂焦虑水平，提升参与度。讨论后汇报，占10.29%。学生通过点阵笔的对比、书写等功能，更加直观地展示合作成果，促进学生之间的信息交流，有利于养成良好的倾听、分享、质疑和求助等合作能力，培养学生的责任心等。
学生回答类型表明，推理性回答为45.52%；认知记忆性回答为29.15%；创造评价性回答占17.33%。学生的推理性回答与创造评价性回答表明，学生基于点阵技术能够从教师提供的资源等途径寻找支撑证据，逻辑化的组织与表达所得证据。
研究结论
基于培养学生的高阶思维能力，笔者对点阵技术在课堂教学中的应用策略进行探究，总结出如下作用与意义。
1. 集群展示与互动有利于学生观点汇聚，为高阶思维的发展带来机遇
点阵笔作为认知工具，在集群展示与互动过程中，促进学生观点的汇聚，为课堂效率和学习效果的提升创设条件。教师借助点阵技术对小组学习成果进行对比展示，有利于培养学生的倾听习惯，降低教师的“权威”地位，促进生生间的相互合作，提升凝聚力。学生借助点阵技术，在真实的问题情境中开展小组合作学习，为促进学生发现问题、解决问题，培养创造性思维与批判性思维能力提供了机遇。
2. 语音式发言与文本式发言相结合，有助于提升学生思维能力
学生通过语音与文字相结合的方式表达，不仅便于教师选择推进课堂的有用观点，也能促使学生养成独特观点表达的习惯与能力。课堂中，学生的观点通常都是临时性的、偶然的，同时又是值得珍惜的、具有个性化与创新性的特点。即便是成年人，也难以仅仅依靠记忆力、思维能力有效组织自己的发言。教师借助点阵笔提升学生的表达质量，配合学生书写过程的展示，不仅有利于学生准确表达想法，也有利于更多有用的、更高质量的信息在课堂上传播。从而加强学生对问题思考过程、学习策略与方法的关注，有利于提升思维能力。
3. 实时同步展示、保存书写笔迹，为反思性实践提供支持
点阵技术的应用，为提升教师的反思性教学与学生的反思性学习创造了条件。如回放功能，帮助师生捕捉、回顾思维过程；测验、投票和统计功能，能帮助教师甄别学习个体与学习群体的学习状况并有利于学生进行自我反思。教师的反思性教学体现在洞察问题情境、构筑个别关系与群体关系、对活动过程与经验进行反思。教师鼓励学生提出问题，创设或寻求对学生最合适的教育时机，帮助学生主动跨入思维发展新阶段，使学生在思维方式、理解深度和认知领域等方面起到突破性进展的学习支持作用。学生的反思性学习则表现为反省自身的学习过程与学习结果，进行自我调节。学生通过个别回答、讨论后汇报呈现思维过程，通过反馈评价与他人的观点碰撞，产生认知冲突，通过解释、鉴别、协商、整合进行意义协商。
4. 提供多种学习“支架”
教师通过恰当的教学干预提供“支架”，对发展学生的高阶思维能力来说是非常重要的。教师借助点阵技术，提供的“支架”包括：为学生提供及时的反馈；提供多种观点或结果，促进学生独立思考，提升判断与综合的能力；为学生提供讨论、展示、分享经验与成果的机会。
本研究所抽取的十节小学数学点阵笔课样本较小，且未区分不同学段、不同教师群体在技术应用策略上的异同等，因此存在研究的局限性，未来还需进行深入的分析与探究。
参考文献
Higher-order thinking[DB/OL]. http： //www.ascd.org /education news/lexicon/12 /3 /2003.
钟志贤. 教学设计的宗旨： 促进学习者高阶能力发展[J].电化教育研究，2004（11）： 13-19.
Higher order thinking abilities，内容简介[DB/OL]. http： //www.google.com/12 /22 /2003.
钟志贤. 如何发展学习者高阶思维能力 [J]. 远程教育杂志，2005 （04）： 78.
王陸，刘菁. 信息化教育科研方法[M]. 北京： 教育科学出版社，2008.