淺談信息技術(shù)手段 在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察中的運(yùn)用

應(yīng)從祥

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的重要內(nèi)容，也是科學(xué)課堂教學(xué)中一種常見的組織形式。運(yùn)用信息技術(shù)手段，可以充分激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察的興趣，提高實(shí)驗(yàn)觀察的效果，形成實(shí)驗(yàn)觀察的技能。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察中運(yùn)用信息技術(shù)手段，可從聚焦話題激發(fā)觀察興取，提供觀察素材豐富觀察內(nèi)容，提供方法指導(dǎo)訓(xùn)練觀察技能，化解操作難點(diǎn)強(qiáng)化觀察效果，變革教學(xué)方式引發(fā)觀察思考等方面來實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);小學(xué)科學(xué);實(shí)驗(yàn)觀察

小學(xué)科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，觀察實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中最常見的教學(xué)形式，也是學(xué)生喜愛科學(xué)課的重要因素之一。信息技術(shù)手段具有具體直觀、形象生動等特點(diǎn)，可以化繁為簡、化靜為動、化小為大。因此，信息技術(shù)手段在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察中可以發(fā)揮獨(dú)特的作用。

一、聚焦話題，激發(fā)觀察興趣

興趣是最好的老師，良好的開始就是成功的一半?，F(xiàn)實(shí)中并不是所有的觀察活動都是學(xué)生喜聞樂見的，讓學(xué)生持久深入仔細(xì)地觀察似乎更不容易。為了激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，聚焦觀察的目標(biāo)和任務(wù)顯得尤為重要。

一位教師在教學(xué)《認(rèn)識礦物的性質(zhì)》（蘇教版科學(xué)五下）一課時，在課始階段，為了激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，教師通過視頻導(dǎo)入的方法成功創(chuàng)設(shè)了一個真實(shí)的問題情境。視頻來源于一則電視新聞報道：河南某地許多村民在野外找“金子”，許多人還在夜里打著電筒找，還有許多是全家出動，坐著小板凳或趴在地上找。所謂的“金子”在村民口中就是金礦石，提煉后可以得到純度較高的金子。結(jié)果記者帶著所謂的“金子”到專門的機(jī)構(gòu)檢測，發(fā)現(xiàn)其實(shí)是黃鐵礦，根本不是金礦石。學(xué)生包括聽課教師的注意力一開始就被這則新聞視頻所吸引，隨著新聞采訪的深入，大家都知道了原來村民把黃鐵礦誤認(rèn)為是金礦石了。那么金礦石和黃鐵礦究竟有什么區(qū)別？其他礦石又有什么特點(diǎn)呢？帶著這樣的問題，師生開始了礦物的觀察探究活動。新聞視頻緊扣學(xué)生心理，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，使后續(xù)的觀察活動成為學(xué)生內(nèi)在的需求，而不是單純?yōu)榱送瓿山處煵贾玫奶骄咳蝿?wù)。這樣的導(dǎo)入聚焦了觀察的主題和任務(wù)，為下一階段的主題探究活動營造了積極氛圍。

二、提供觀察的素材，豐富觀察內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)觀察課對材料的要求很高。材料要具有豐富性，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，方便學(xué)生分析、比較。材料還要具有典型性，典型性的材料能突出概念的本質(zhì)屬性，便于學(xué)生抽象、概括。傳統(tǒng)的觀察課，往往通過對素材的直接感知獲取對觀察對象的認(rèn)識。比如觀察水時，教師讓學(xué)生通過眼、鼻、舌等器官進(jìn)行觀察，了解水的一般物理性質(zhì)。觀察中往往還借助醋、牛奶、鹽水等液體進(jìn)行對比，以加深對水的物理性質(zhì)的理解。此外，還有一些非典型的實(shí)驗(yàn)觀察課，對學(xué)生觀察的精細(xì)度要求不高，但對觀察的廣泛度、關(guān)聯(lián)度有要求，這樣能促進(jìn)學(xué)生對知識的理解，并幫助學(xué)生通過切身體驗(yàn)構(gòu)建情感、態(tài)度和價值觀。

《生態(tài)平衡》（蘇教版科學(xué)六下）一課內(nèi)容大致有三大塊：一是理解生態(tài)平衡的概念，教材一開始就以文字形式呈現(xiàn)出來，并通過做一個生態(tài)瓶模擬生態(tài)平衡來加以理解;二是認(rèn)識生態(tài)平衡的現(xiàn)狀和破壞生態(tài)平衡的后果，教材以圖片和故事的形式呈現(xiàn)，但一般的城鎮(zhèn)區(qū)域?qū)W生平時都很難見到這些現(xiàn)象;三是探討如何保護(hù)生態(tài)平衡，教材先是呈現(xiàn)自然保護(hù)區(qū)的資料，然后引導(dǎo)學(xué)生討論怎樣保護(hù)生態(tài)平衡。本課的教學(xué)內(nèi)容，比如自然保護(hù)區(qū)的資料遠(yuǎn)離學(xué)生生活，不易引起共鳴，也就很難激發(fā)起學(xué)生主動保護(hù)生態(tài)平衡的意識和積極性。學(xué)生缺乏對生活現(xiàn)象的關(guān)注，概念教學(xué)很容易變成知識的被動接受。在這樣一個非典型的實(shí)驗(yàn)課中，為了幫助學(xué)生真正構(gòu)建生態(tài)平衡的概念，意識到生態(tài)失衡的危害，同時能在理解生態(tài)平衡的基礎(chǔ)上制作生態(tài)瓶，我決定在多媒體教室進(jìn)行教學(xué)。我為學(xué)生提前制作專題網(wǎng)站，因?yàn)檎n堂上教師僅憑有限的圖片和視頻資料進(jìn)行教授是不夠的。專題網(wǎng)站上設(shè)置“生態(tài)系統(tǒng)”“生態(tài)破壞”“生態(tài)農(nóng)業(yè)”“生態(tài)失衡的危害”“生態(tài)平衡的保護(hù)”“制作生態(tài)瓶”等專欄，圖文并茂，內(nèi)容豐富。教學(xué)中，教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)展，讓學(xué)生在網(wǎng)站上自主搜集并交流資料，在對資料的搜集、整理、分析的過程中逐步深化對生態(tài)平衡的理解，從而真正認(rèn)識到保護(hù)生態(tài)平衡的重要性，同時了解制作生態(tài)瓶的步驟、方法、注意事項等。專題網(wǎng)站拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的資源，使得學(xué)生的觀察內(nèi)容更豐富，達(dá)到了較好的效果。

三、提供方法指導(dǎo)，訓(xùn)練觀察技能

科學(xué)課堂中的實(shí)驗(yàn)不等同于科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，課堂實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過程的簡約再現(xiàn)，是在教師指導(dǎo)下的實(shí)踐操作。在有限的教學(xué)時間內(nèi)必須考慮教學(xué)的效率，因此教師適時、有效的指導(dǎo)是十分必要的。尤其低中年級的學(xué)生，他們還沒有形成良好的實(shí)驗(yàn)操作技能，更需要教師精心設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，充分考慮學(xué)生的學(xué)情，在學(xué)生可能遇到的困難處給予必要的幫助。

在《這里面有空氣嗎》（蘇教版科學(xué)一下）一課中，把物體放入水中觀察發(fā)生的現(xiàn)象是一個重要的觀察實(shí)驗(yàn)。我們希望學(xué)生通過描述物體在水中有氣泡冒出，認(rèn)識到凡是有縫隙或小孔的物體里都藏有空氣。為了讓這一觀察實(shí)驗(yàn)更加有效，一位教師在教學(xué)中，提前拍攝了一段觀察的視頻，通過視頻中的實(shí)驗(yàn)演示、解說進(jìn)行觀察指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)觀察的三字要素：放——物體要輕放;看——物體一放入水中就及時觀察;畫——把看到的現(xiàn)象及時在記錄紙上畫出來。選擇播放視頻的方式來進(jìn)行指導(dǎo)，是因?yàn)閷σ荒昙墝W(xué)生來說它直觀、形象，易于接受。視頻介紹完了，再引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)中要注意什么，學(xué)生對觀察操作的要點(diǎn)就非常清晰了。

四、化解操作難點(diǎn)，強(qiáng)化觀察效果

實(shí)驗(yàn)教學(xué)受教學(xué)內(nèi)容的時空、環(huán)境等限制，有些實(shí)驗(yàn)很難在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場進(jìn)行，而信息技術(shù)手段便能化解操作難點(diǎn)，突破觀察盲區(qū)。比如《聲音的傳播》（蘇教版科學(xué)四上）一課的重點(diǎn)是讓學(xué)生理解聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音不能在真空中傳播，不同物質(zhì)傳播聲音的速度和效果不一樣。教學(xué)中，聲音在固體、液體、氣體中的傳播都能通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計，讓學(xué)生在操作過程中觀察、體驗(yàn)、感受。但聲音在真空中的傳播因?yàn)榧夹g(shù)原因，很難讓學(xué)生通過分組實(shí)驗(yàn)的方式直接感知。許多教師往往采用視頻教學(xué)的方式，用抽氣泵慢慢抽取玻璃罩中的空氣，使得玻璃罩逐步達(dá)到真空狀態(tài)，玻璃罩中發(fā)聲的鈴聲也隨之減弱最后消失了。通過視頻再現(xiàn)聲音在真空中的傳播過程，能幫助學(xué)生理解聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音在真空狀態(tài)不能傳播。同樣的，借助技術(shù)手段，還可以幫助學(xué)生豐富感性認(rèn)識，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的效度與信度。比如教學(xué)《熱的傳遞》（蘇教版科學(xué)四上）一課時，教師為了幫助學(xué)生理解熱傳導(dǎo)，設(shè)計了一組實(shí)驗(yàn)裝置，包括直條形的、曲線形的金屬條，平面的金屬片，并引導(dǎo)學(xué)生用不同形狀的金屬做熱的傳遞實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用到了溫變油墨，隨著溫度的升高，涂在金屬環(huán)、金屬片上的溫變油墨會褪色。這樣可以直觀呈現(xiàn)“熱沿著物體傳，從溫度高的地方向溫度低的地方傳”的過程。熱傳遞的過程稍縱即逝，為了讓同學(xué)不僅看到本組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同時看到其他各組的實(shí)驗(yàn)情況，增強(qiáng)結(jié)論的信度和效度，教師采用了即時拍攝、即時上傳到電腦的技術(shù)。這樣在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的匯報環(huán)節(jié)，各組展示實(shí)驗(yàn)實(shí)拍情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出自然水到渠成。

五、變革教學(xué)方式，引發(fā)觀察思考

對于高年級學(xué)生而言，如果觀察僅止于觀察現(xiàn)象的細(xì)致描述，那是低層次的。高層次的觀察活動應(yīng)該與學(xué)生的思維緊密聯(lián)系，觸發(fā)學(xué)生的深入思考。當(dāng)今的科學(xué)課程更加重視綜合性、實(shí)踐性，與STEAM課程融合度越來越高，要求學(xué)生能運(yùn)用知識解決實(shí)際問題，這需要學(xué)生思維的深度參與。科學(xué)課的綜合性、實(shí)踐性等特點(diǎn)要求學(xué)習(xí)不能局限于課堂，而是要滲透到課堂內(nèi)外;不能局限于教室，而是要擴(kuò)展到學(xué)校內(nèi)外;不能局限于師生互動，而是要擴(kuò)展到生生互動、家校互動甚至更多。

運(yùn)用信息技術(shù)手段可以變革教學(xué)方式，使教和學(xué)更加開放、靈活，讓學(xué)生能有深入自主探究的機(jī)會，在觀察實(shí)踐中發(fā)展科學(xué)思維、認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)、掌握科學(xué)方法、提升科學(xué)技能，形成科學(xué)素養(yǎng)。一位老師在執(zhí)教《物體的形狀改變以后》（蘇教版科學(xué)四下）時，一改過去通過課堂實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察來認(rèn)識、理解彈性和彈力的傳統(tǒng)做法，而是在課前錄制了微視頻，借助視頻將學(xué)習(xí)活動前置。視頻主要分為兩部分。第一部分是展示搜集了各種能發(fā)生形變的物體，比如橡皮筋、彈簧、海綿、直尺等。通過學(xué)生演示，讓學(xué)生觀察、討論，認(rèn)識到什么是彈性，什么是彈力，彈力的大小可能跟什么因素有關(guān)。這一內(nèi)容對于學(xué)生而言難度不大，因?yàn)閷W(xué)生有豐富的生活經(jīng)驗(yàn)做支撐，完全可以通過視頻自主學(xué)習(xí)，在觀察、討論的基礎(chǔ)上自我消化。視頻的第二部分主要是提出問題并要求討論解決問題。視頻中教師提出一個實(shí)際問題：“弓箭作為古代的一種武器，射程越遠(yuǎn)，刺傷力越大越好，如果在科學(xué)課堂上制作一個這樣的弓箭，你覺得需要哪些材料？如何制作？”這是一個具體的任務(wù)，也是一個開放性的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生要在理解彈性、彈力的基礎(chǔ)上才能解決問題，這是一個融合科學(xué)知識、技術(shù)、工程的綜合性教學(xué)內(nèi)容。課堂上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計、討論、制作一個射程最遠(yuǎn)的弓箭，并實(shí)際測試，最后分析總結(jié)最佳弓箭的原理。這是一堂非常典型的STEAM課程，這又是一堂有效運(yùn)用信息技術(shù)手段，引導(dǎo)學(xué)生深入觀察、思考、實(shí)踐的課例。

Application of Information Technology in Primary School Science Experimental Observation

Ying Congxiang

（Nanjing Jiangning Kexueyuan Primary School， Nanjing 211100， China）

Abstract： Experimental teaching is an important content of primary school science classroom teaching and it is a common style of organization. Application of information technology can fully spark students interest in experimental observation， raise the efficiency and form the related skills. Application of information technology can be achieved by focusing on topics to spark students interest in observation， providing observing materials to enrich their content of observation， offering method guidance to train their skills of observation， solving difficulties in operating to strengthen the efficiency of observation， and changing teaching styles to trigger their observation thinking.

Key words： information technology; primary school science; experimental observation