小學(xué)科學(xué)課程融合信息技術(shù)虛擬化教學(xué)實(shí)踐研究

張燦娟

科學(xué)是一種以客觀規(guī)律為基礎(chǔ)的分類知識(shí)體系，它反映了自然界、社會(huì)和人類思維的復(fù)雜性。隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)成為課堂教學(xué)的重要組成部分，學(xué)生可以通過(guò)多媒體圖片和網(wǎng)絡(luò)資源的共享更好地探究科學(xué)知識(shí)。將小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)提升學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣。

一、小學(xué)科學(xué)中融合信息技術(shù)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

（一）實(shí)現(xiàn)知識(shí)的可視化

知識(shí)的本質(zhì)就是思考，概念、事實(shí)和原則正是一切理論知識(shí)的基礎(chǔ)，而當(dāng)我們將這些內(nèi)容轉(zhuǎn)換為圖像或視頻時(shí)，就會(huì)大大削弱它們的多樣性和深度?？茖W(xué)知識(shí)涉及許多抽象的概念、原則和自然規(guī)律，雖然這些現(xiàn)象可以通過(guò)科學(xué)的方法得出結(jié)論，但是學(xué)生往往無(wú)法真正理解其中的內(nèi)涵，現(xiàn)代信息技術(shù)能夠?qū)⒊橄蟮目茖W(xué)概念變得具體，從而更容易被學(xué)生接受。

首先，教師可以利用微視頻、flash動(dòng)畫(huà)或電子課件等多種資源，讓學(xué)生直觀地感受到粒子的運(yùn)動(dòng)和日月食的變化，從而深入理解科學(xué)知識(shí)，提升學(xué)習(xí)效率。其次，通過(guò)信息技術(shù)，學(xué)生可以更快、更準(zhǔn)確地收集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。再次，利用數(shù)字信息系統(tǒng)，學(xué)生可以使用各種電子探測(cè)器，如溫度傳感器、壓力傳感器、磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器等，更有效地解釋科學(xué)現(xiàn)象，從而更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。最后，使用圖像處理工具，學(xué)生能快速、準(zhǔn)確地捕捉并分析數(shù)據(jù)，更好地了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，深入理解科學(xué)原理，從而獲得最佳的教學(xué)效果。

由于課時(shí)的限制，教師通常只能進(jìn)行一次演示實(shí)驗(yàn)，很容易導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法很好地理解所學(xué)知識(shí)，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，老師可以在課前錄制微課堂，讓學(xué)生反復(fù)觀看，熟悉實(shí)驗(yàn)中的操作步驟、現(xiàn)象和重點(diǎn)，從而有效突破教學(xué)難點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，并培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

（二）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

小學(xué)生往往只能在較短的時(shí)間內(nèi)集中精力學(xué)習(xí)，但是傳統(tǒng)的教學(xué)方式多依靠板書(shū)和口頭講解，缺乏趣味性，無(wú)法讓學(xué)生真正理解所學(xué)內(nèi)容。而情境教學(xué)可以讓學(xué)生通過(guò)制作特定的圖片模擬真實(shí)環(huán)境，從而更好地掌握科學(xué)知識(shí)，教師應(yīng)廣泛采用情境教學(xué)法，利用信息技術(shù)為課堂帶來(lái)更多樂(lè)趣，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)，從而達(dá)到教育目標(biāo)。

小學(xué)生喜歡有活力的事物，豐富的圖畫(huà)能夠快速吸引他們的注意，教師要利用各種媒體工具，如動(dòng)畫(huà)、音頻、視頻等，幫助學(xué)生更好地理解和掌握所學(xué)知識(shí)。將媒體工具與小學(xué)科學(xué)相結(jié)合，可以學(xué)生為創(chuàng)造具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)其對(duì)科學(xué)的探索與研究。信息技術(shù)可以為學(xué)生打造有趣的游戲氛圍，教師應(yīng)結(jié)合課程內(nèi)容及學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)計(jì)多種有趣的游戲，如“互動(dòng)課堂”“隨機(jī)選擇”“翻牌答題”“學(xué)生搶答”等，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中深入理解知識(shí)并積極參與其中，進(jìn)一步提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

此外，教師還應(yīng)采取多種多樣的方式喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。例如，在新教科版五年級(jí)上冊(cè)《光》的教學(xué)中，首先，教師可以為學(xué)生展示彩虹的圖片與視頻，并讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)自己認(rèn)知中的彩虹是什么顏色的、彩虹大多在什么時(shí)候出現(xiàn)等。其次，將學(xué)生分成幾個(gè)小組，引導(dǎo)學(xué)生用三棱鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓陽(yáng)光透過(guò)三棱鏡照在白墻上，觀察發(fā)生的現(xiàn)象并以小組為單位進(jìn)行匯報(bào)。最后，教師總結(jié)彩虹的成因以及七色光的知識(shí)。通過(guò)這樣漸進(jìn)性的教學(xué)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下一步步探究科學(xué)知識(shí)，加深了對(duì)知識(shí)的認(rèn)知。

（三）營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境

隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)學(xué)生的需求，需要教師采用新的方法提高教育質(zhì)量，如利用信息技術(shù)提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)徹底改變了學(xué)校與學(xué)生之間的界限，學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)更便捷地獲取、分享和利用各種課程資源，豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。為了提高學(xué)習(xí)效果，學(xué)生不僅要按照“助教”的“課前指導(dǎo)”來(lái)預(yù)習(xí)，還要使用“活動(dòng)廣場(chǎng)”進(jìn)行實(shí)際操作，如完成記錄天氣日記的任務(wù)或者觀看其他同學(xué)的作品，以更好地理解所學(xué)內(nèi)容。信息技術(shù)不僅改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式，而且可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行有效學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

AR技術(shù)已經(jīng)成為一種重要的教學(xué)工具，可以幫助學(xué)生更好地探究科學(xué)知識(shí)，不再受限于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)材料等條件。學(xué)生可以利用AR技術(shù)深入了解自然界的各種細(xì)節(jié)，如蠶的生活習(xí)性、動(dòng)作和行為等，而3D模擬則能夠更直觀地展示這些細(xì)節(jié)的物理特性。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)，學(xué)生能夠進(jìn)入一個(gè)全新、充滿活力的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而深入探索桑蠶的知識(shí)，大大增強(qiáng)思維能力。利用VR技術(shù)，學(xué)生還可以在太空中實(shí)地考察，探索太陽(yáng)系中的每一顆恒星，從不同角度觀察它們的顏色、大小、旋轉(zhuǎn)等，從而深刻理解太陽(yáng)系八大行星的特性，建立起一個(gè)完整的宇宙觀，大大提升學(xué)習(xí)效果。

二、小學(xué)科學(xué)課程中采用信息技術(shù)教學(xué)的策略

（一）課程內(nèi)容的整合——實(shí)現(xiàn)知識(shí)的再現(xiàn)與補(bǔ)充

教師仍應(yīng)該努力探索并充分利用小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容，使用信息技術(shù)協(xié)調(diào)課程內(nèi)容和實(shí)踐應(yīng)用，從而幫助學(xué)生更全面、準(zhǔn)確地掌握科學(xué)知識(shí)。例如，在四年級(jí)下冊(cè)“巖石”知識(shí)的教學(xué)中，利用信息技術(shù)模擬火山噴發(fā)，有利于學(xué)生深入地探究玄武巖的形成機(jī)制，從而更好地理解自然界的奧秘，深刻地認(rèn)識(shí)到火山活動(dòng)對(duì)玄武巖形成的重要影響。信息技術(shù)可以跨越時(shí)空限制，將宏觀的地球自然現(xiàn)象帶入課堂，更直觀、形象地表現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生深刻理解千萬(wàn)年來(lái)的變化。此外，教師可以利用信息技術(shù)將“火山”最新的、影響最大的科普作品生動(dòng)地展示給學(xué)生，使學(xué)生深入理解地殼運(yùn)動(dòng)的基本原理。為此，教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)搜集有關(guān)玄武巖和國(guó)內(nèi)外火山的資料，創(chuàng)設(shè)豐富多彩的討論環(huán)境，幫助學(xué)生加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，從而激發(fā)其探究知識(shí)的熱情。

（二）教學(xué)方式的整合——體現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主與合作

在信息技術(shù)與學(xué)科融合的教學(xué)過(guò)程中，教師扮演著重要的角色，既要組織、引導(dǎo)、協(xié)助學(xué)生，又要注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過(guò)情境、合作、探究、交流等方式，讓每個(gè)學(xué)生都能有效地掌握所學(xué)知識(shí)，發(fā)揮自身的創(chuàng)新能力。例如，我在《太陽(yáng)的位置和方向》一課教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源自主研究，從而豐富科學(xué)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和合作探究的能力。首先，教師可以讓學(xué)生在“小學(xué)科學(xué)在線”網(wǎng)站的“科學(xué)園地”子欄目中確定本課學(xué)習(xí)內(nèi)容，探索太陽(yáng)的神秘歷史，深入了解太陽(yáng)與人類之間的關(guān)系以及太陽(yáng)未來(lái)的可能性；其次，制定活動(dòng)計(jì)劃，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，并完成研究成果。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師要密切關(guān)注每個(gè)小組的活動(dòng)進(jìn)展，并定期進(jìn)行巡視和指導(dǎo)，以更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。最后，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生分享研究成果，讓其他小組成員提出問(wèn)題并給予反饋。

（三）研究專題的整合——呈現(xiàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程與態(tài)度

為了讓學(xué)生更好地理解和掌握科學(xué)知識(shí)，教師應(yīng)給予學(xué)生更多探索機(jī)會(huì)，讓學(xué)生感受到科學(xué)的魅力，培養(yǎng)對(duì)事物的客觀認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)科學(xué)的真諦。在當(dāng)今快速變化的信息社會(huì)，教師有必要將科學(xué)與信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)，鼓勵(lì)學(xué)生參與探索性的實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)外部環(huán)境的敏銳觀察力、獨(dú)立思考能力以及分析問(wèn)題的能力，從而推動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展。

例如，教師可以在校園網(wǎng)站發(fā)布科普課題，如“蝸牛怎么不動(dòng)了？”“梧桐樹(shù)葉為什么落得有早有遲？”“爬山虎為什么能攀爬墻壁？”等，極大地激發(fā)學(xué)生的積極性，并作為一項(xiàng)重要考核指標(biāo)，以促使學(xué)生深入研究。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生自主選擇課題，學(xué)生可以獨(dú)立完成，也可以進(jìn)行小組合作，在互聯(lián)網(wǎng)上收集有價(jià)值的資料，在校園網(wǎng)分享自身的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，從而激勵(lì)其他師生一起探討科學(xué)知識(shí)，促進(jìn)科學(xué)研究的發(fā)展。

教師可以開(kāi)設(shè)科學(xué)活動(dòng)課，在匯報(bào)、交流研究成果的過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。教師將不同的研究主題有機(jī)地結(jié)合在一起，使科學(xué)課堂更具有“研”的特色，從而更好地體現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)理念。首先，將科學(xué)知識(shí)與日常生活聯(lián)系起來(lái)、將課堂內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)資源有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)完整的研究主題；利用網(wǎng)絡(luò)留言板的交流功能，學(xué)生們可以從中獲取寶貴信息，并將這些信息與研究目標(biāo)緊密聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)完善的信息庫(kù)。其次，收集網(wǎng)絡(luò)資源也是專題研究性學(xué)習(xí)的重要組成部分，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的深度分析、精心篩選和有效整理，學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中獲得更多知識(shí)，進(jìn)而有效探究、思考、總結(jié)和歸納。最后，網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)性和虛擬性使課后學(xué)習(xí)更豐富多彩，有助于學(xué)生更好地理解“行無(wú)止步， 研無(wú)止境”，從而有效完成學(xué)習(xí)任務(wù)，重新激發(fā)研究活力，進(jìn)入全新發(fā)展階段。

三、把握好課程整合的要求

（一）把握好權(quán)重比例的“度”

在小學(xué)科學(xué)課程中，信息技術(shù)的重要性不容忽視，教師應(yīng)結(jié)合課程內(nèi)容合理使用教學(xué)方法，以達(dá)到最佳效果。同時(shí)，教師應(yīng)注意權(quán)衡利弊，避免過(guò)度依賴信息技術(shù)，將科學(xué)課程的實(shí)際需求放在首位，避免因?yàn)樽非蠹夹g(shù)而忽視課程目標(biāo)。例如，在新教科版五年級(jí)上冊(cè)《地球的結(jié)構(gòu)》一課教學(xué)中，教師可以采用模擬實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生參與其中。開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)幫助學(xué)生理解模擬現(xiàn)象，如開(kāi)展火山爆發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)告訴學(xué)生火山爆發(fā)是熔融的巖漿在巨大壓力作用下沖破巖層涌出或噴出的現(xiàn)象，并通過(guò)多媒體為學(xué)生展示火山爆發(fā)時(shí)的現(xiàn)象。在理解現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，教師可以讓學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)素材的選擇，如酒精燈加熱可以滿足“熔融”和“壓力”兩個(gè)條件等，一方面能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，另一方面能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)其發(fā)散思維?？梢钥吹剑谶@個(gè)教學(xué)過(guò)程中，信息技術(shù)只是起到輔助作用，這就是要把握好權(quán)重比例的“度”。

（二）把握好信息擴(kuò)充的“度”

為了讓信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)課程相結(jié)合，教師要仔細(xì)篩選合適的學(xué)習(xí)材料，給予學(xué)生充足的時(shí)間去探究、思考和創(chuàng)新。如果學(xué)生只是簡(jiǎn)單地將網(wǎng)頁(yè)收集起來(lái)，而不對(duì)其進(jìn)行全面分析、組織、處理等，則無(wú)法充分領(lǐng)會(huì)新的知識(shí)。如果教師完全依靠自身的知識(shí)來(lái)教學(xué)課程內(nèi)容，那么不僅要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，還必須面對(duì)技術(shù)上的挑戰(zhàn)。為了使學(xué)生深入理解科學(xué)知識(shí)，教師應(yīng)仔細(xì)篩選課程內(nèi)容，編寫(xiě)完善的指導(dǎo)方案，使學(xué)生可以輕松獲得有效的、與所學(xué)知識(shí)密切相關(guān)的信息資料。

四、結(jié)語(yǔ)

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融入信息技術(shù)能夠提高課堂效率，更好地傳遞科學(xué)知識(shí)，不僅能夠提升課堂質(zhì)量，還能為課程的整體性提供支持。課程整合的教學(xué)方法可以滿足當(dāng)今基礎(chǔ)教育改革要求，既鼓勵(lì)學(xué)生探究學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維，又能提升學(xué)生的綜合實(shí)踐技能，進(jìn)而為小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供一條獨(dú)特、多樣、個(gè)性化的發(fā)展道路。