论交互式白板在小学数学教学中的利弊

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  【摘要】随着科技的发展,新的教学工具“交互式白板”逐渐出现在大大小小的课堂中,然而学者对交互式白板应用的研究很少涉及其劣势和问题,因此本文以小学数学教学为背景,以希沃白板为例,在了解了小学儿童认知发展特点和数学学科特点的基础上,探讨其在课堂上使用的利与弊.一方面,希沃白板在小学数学教学中有形象化、互动多样有趣、思维导图建立知识系统、功能强大、资源丰富等优势;另一方面,它也有成本高、要求高、容易过度依赖和滥用而妨碍学生独立思维以及信息冗余影响学生注意力等缺点.幸而在未来我们可以在多个方面做出投入和改变,发挥其优势,改善其劣势,从而让小学数学教育有更好的明天.
  【关键词】交互式白板;电子白板;小学数学教学;利弊;希沃白板
  一、交互式白板的定义
  第一块真正意义上的交互式白板(interactive whiteboard)由加拿大的SMART-Boards公司研发出来,后逐渐在英国等发达国家得到广泛应用.英国教育传播与技术署(British Educational Communications and Technology Agency,BECTA)认为,交互式白板是一个大的、可触控的白板,其连接数字投影仪和电脑.投影仪在白板上投放来自电脑的图片,而电脑则可以通过手指触摸白板或者特定的电子笔来控制.随着技术的发展,新的交互式白板已经在原有定义上发展出了更加丰富的内涵和外延.总体来说,交互式白板是一个集成了计算机技术、电子通信与电子传感技术的综合平台,并且附带与之匹配的软件、硬件系统和资源.它不仅综合了当代多媒体技术与传统黑板的功能,还能实现用户与平台的智能交互.
  二、对交互式白板应用的研究回顾
  (一)文献研究回溯
  笔者以“白板”为篇名关键词在中国知网数据库中进行检索,利用知网的计量可视化分析得出如图1所示的文献发表趋势.我们可以看出,学术界对于交互式白板的关注自2007年开始急剧攀升,在2014—2017年达到高峰.
  钱丽宇(2019)回溯这些文献发现,对于交互式白板在课堂中运用的研究集中在五个方面,分别是:(1)教學的策略与方法;(2)教学的效能;(3)技术运用的研究;(4)使用者的研究;(5)学科教学的研究.其中尤其值得我们注意的是,在学科教学的应用中,交互式白板的相关文献涵盖了数学、语文、英语乃至生理健康、书法等十六个学科类别,语数外三门学科是重点研究方向,三者中又以将交互式白板运用于中小学数学教学中的研究最多.因此,本文也以小学数学教学为研究背景,既延续前人研究,又与之形成对照.
  (二)现有研究的欠缺之处及本研究的意义
  笔者通过回溯前人研究发现,尽管已有许多关于交互式白板在教学中运用的研究,但有一点是如此多的文献都甚少谈及的——交互式白板在教学中运用的劣势.以“白板”为篇名关键词在中国知网数据库中进行检索,利用知网的计量可视化分析得出如图2所示的文献关键词分布.我们可以看出,在诸多关键词中,并没有涉及交互式白板的劣势,但有30篇左右的研究在强调其优势.钱丽宇(2019)也在白板的教学效能的研究总结中提到,大多数的研究者都肯定了交互式白板的教学实用性.
  图2 以“白板”为篇名关键词的文献关键词分布情况
  然而,事物都有两面性,交互式白板运用在教学过程中会有一定的局限性,艾伦和兴乔(2010)早在电子白板刚刚进入课堂的时候就提出,教师要警惕电子白板的直观教学功能对学生抽象思维和逻辑思维能力的削弱.黄维丽(2015)也提到,教师过于依赖电子白板的展示,可能会忽略学生的主体性.张宗堂(2017)则考虑到,有些教师会因个人不擅长使用电子白板制作课件而照搬其他人的课件,丢失了自己作为教学引导者的创新、创造能力.
  总体看来,交互式电子白板的使用既有优点又有局限性,然而过往的研究多数在肯定其长处,忽略了对其优势和劣势的综合考虑.因此本文以小学数学教学为背景,探讨以希沃白板为代表的交互式白板在课堂中运用的优劣势,为学术研究和实践教育提供一个更综合更全面的视角.
  三、希沃白板在小学数学教学中的优势
  (一)形象化
  如前文所述,小学时期的儿童处于从表象思维向具体运算思维转变的过程,在某种程度上还依赖具体的形象帮助自己进行思考.希沃白板在形象化展示上就做得很好.首先,相比于传统的黑板板书,希沃白板可以插入图片、动画等来展示具体形象,而相比于单纯展示的PPT教学,希沃白板又可以像黑板板书一样,画图、书写、标记乃至擦除.下面用一个具体例子来说明.
  张琳(2015)在其研究中提到“组合图形的面积”的教学,先是利用白板的展示功能展现了一幅七巧板的作品,接着利用白板的拖拽功能将组合图形分解成多个基本图形,由此教导学生组合图形面积的计算可以通过将其分解成基本图形计算面积后再相加.之后张琳(2015)还展示了书本中的例题,并利用白板的书写、批注、作图等功能将例题进行更为详细的讲解.由此可见,综合了黑板板书和PPT展示功能的希沃白板在课程内容的形象化上有极大的优势,教学效率和效果也更好.
  (二)互动多样有趣
  既然这个白板称作“交互式白板”,那么它在互动上自然要做到名副其实.以希沃白板为例,首先,学生可以像在传统黑板教学课堂中一样,被老师邀请到希沃白板上进行书写、操作等,这是最基本的互动.其次,在当堂题目练习之后,老师可以通过数显仪将具有代表性的学生答案投到白板上进行讲解教学,跟以往的教学方式相比,这样可以将学生的答案放大,使课堂上每位学生都看得清楚,老师也可以通过这种实时讲解互动的方式帮助学生进一步加深其对知识的掌握.再次,在学校有条件给学生配备相应的学习设备的情况下,老师提出问题之后不再是只能一个学生站起来进行回答,所有学生都可以利用自己的设备进行单独答题并经过系统批改,这样既紧紧抓住了每位学生的注意力,又能让老师实时观测到每个学生的知识掌握情况,从而更好地把握教学进度(肖江,2020).除这些以外,希沃白板还有“课堂活动”“随机挑人”“随堂直播”“小组评分”等各种与学生进行互动的功能,在此不再赘述.这些多样且有趣的互动功能贴合了小学儿童好奇心重、注意力难以长时间集中的特点,利用新颖丰富的互动形式让学生的注意力专注于课堂,以达到更好的教学效果.   (三)思维导图建立知识系统
  希沃白板(EN5)有了思维导图功能.教师可以利用思维导图简单快捷地展示整个知识体系,并且通过“逐个展开”和“逐级展开”的功能将事先隐藏的子项目逐一展开,动态地向学生展示完整的知识体系.钱海涛(2018)在其文章中举例,在复习课或者课后总结时,教师可以利用希沃白板的思维导图功能将讲过的知识整理成有条理有体系的导图,并通过逐级展开,循序渐进地引导学生进行回忆和复习,这样方便学生掌握知识框架,弄懂逻辑关系.教师还可以在子项目中添加多媒体元素或者超链接,使学生方便快捷地回忆相对应的知识点.希沃白板的这个功能,契合了数学学科需要建立逻辑性和系统性的特点,对于数学课堂的教学效果有很大的帮助.
  (四)功能强大、资源丰富
  希沃白板还有许多其他的便于数学教学的工具,比如用于插入图形的几何工具,用于输入公式和函数的工具,用于绘制统计图表的工具.这些工具在让老师备课更加方便快捷的同时,也丰富了白板可以展示的内容,提高了教师的教学效率.除了这些,希沃白板还有丰富的在线和离线资源,包括用于随堂测验的题库、网络搜索、公开共享的课程微视频库以及希沃学院的教学案例分享等.这些资源极大地方便了教师的课件制作、课上展示、课后回顾等,對小学数学教学也大有裨益.
  四、希沃白板在小学数学教学中的劣势
  正如前文所述,希沃白板在小学数学教学中有极大优势的同时,也有它自己的局限性,主要有以下几点.
  (一)成本高昂
  成本问题是该教学形式非常直观的一个问题.要想运用希沃白板进行教学,那么学校必须配备相应的硬件和软件.从硬件上来说,与白板相适配的各种仪器如投影仪、电脑乃至学生使用的教学平板等,都需要耗费极大的成本.从软件上来说,适配软件的购买、维护乃至网络建设,也需要一定的成本.综合起来,“成本高”对于某些学校,尤其是中西部经济发展相对较弱的地区的学校,将是很大的限制.
  (二)对学校和教师的要求高
  交互式白板作为一个比较新的课堂科技产品,习惯了传统教学方式的教师需要重新学习它的制作和使用方式.正如张宗堂(2017)所说,交互式白板这种教学模式的实施极大地考验了教师的信息化素质和教学能力.许多原本计算机操作技术不够高的老师需要花费许多精力和时间去学习,这对教师团队是一个很大的挑战.与此同时,教师的学习和成长脱离不了学校的支持,学校需要向教师提供与交互式白板教学相关的培训、工作坊、研讨会等.相应地,学校对于白板教学这种相对新颖的教学方式需要有更新的评价标准和评估体系,要保证课堂在引进了新的教学形式的情况下,依旧坚持以学生为主体,培养学生核心素养的要求.
  (三)对学生自主思维能力的削弱
  艾伦和兴乔(2010)的文章中提到生活中人的感觉存在“感知降维”的现象,即人们感知到的维度总是比所处空间的维度低一维.比如我们无法同时看到一个三维物体的所有面.因此这种现象驱使人们在认识事物时要学会自主进行抽象思维,将平面还原成立体.然而,前文提到的希沃白板形象化的优势,如果被不加限制地滥用,反而会阻碍学生养成独立的抽象思维能力,成为一个劣势.朱晓虎(2018)也在其研究中提到,白板展示的内容过于直白和全面的时候,学生会产生依赖心理,不会自己主动思考探索,这样束缚了他们的创新思维.
  (四)信息冗余
  在丰富的信息呈现的反面,是信息冗余.希沃白板丰富的交互形式可以增添课堂乐趣,然而对其使用不合理就会增添许多无用的信息,这样会分走学生的注意力,造成学生学习的低效.陈凌芳(2018)在其文章中举了除法中“0”的例子,为了让学生关注“0”,她在特殊的0上面画了翅膀和加了动画来强调.然而笔者认为,这种强调方式有些花哨和繁复了,尤其对注意力不够集中的小学儿童而言,这样做可能会让他们的注意力转移到漂亮的动画上,而非数学原理上,这就是信息冗余造成的负面影响.
  五、研究总结和未来展望
  总体看来,在学术研究上,以往的研究者都关注交互式白板教学的优势,很少关注到其劣势.本文以小学数学教学为背景,以希沃白板的使用为例,综合前人研究,讨论了希沃白板在小学数学课堂上使用的利与弊.在明确了小学儿童认知特点和数学的学科特点之后,本文以教学的效果为主要分析标准,逐一说明了使用希沃白板可能存在的优劣势.希沃白板作为一项新的教学工具,其强大的功能体系和工具箱确实给小学数学教学带来了诸多好处,它可以方便地展示各种形象,有丰富的互动方式,有思维导图等强大的工具和丰富的资源.然而,正如我们常说的“科技是一把双刃剑”,希沃白板也存在一些局限性,比如要求学校和老师的金钱和精力的投入,以及过度的形象化和信息化导致的对教学效果的损害.
  值得庆幸的是,前两点劣势通过一定时间的发展和技术普及,将不会构成大的问题.而后两点劣势更多是由于教师没有平衡好教学工具的使用,将来如果学校和教育部门能够在推广技术的同时也提高对教学队伍的培训投入和教学质量的严格把控,那么这两个问题也会得到极大的改善.因此,在未来,政府的教育部门可以推广交互式白板在小学课堂的使用,提高课堂教学效果;学校在加强白板硬件设施建设的同时也要注意对教师的培训和评估;教师可以利用丰富的网络共享资源提高自身的信息技术和教学能力.这样下来,交互式白板的教学方式就会有光明的未来!
  【参考文献】
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