基于信息技術的模擬教學推進策略
——以綜合實踐活動課程為例

□霍 斌

《中小學綜合實踐活動課程指導綱要（2017 年版）》指出，綜合實踐活動是一門動態(tài)開放、跨學科實踐性課程，強調從學生的真實生活和發(fā)展需要出發(fā)，在生活情境中發(fā)現(xiàn)問題，并轉化為活動主題，通過探究、服務、制作、體驗等方式，培養(yǎng)學生的綜合素質。為了豐富學生自然真實的課程體驗，教師可以利用計算機模擬視聽輔助、動手模擬制作等信息技術實施模擬教學，從而建立學生學習與生活的有機聯(lián)系，避免僅從學科知識體系出發(fā)進行活動設計的弊端。

模擬教學也稱為仿真教學，是用計算機來模擬真實自然現(xiàn)象或社會現(xiàn)象，學生通過模擬角色扮演進行技能訓練的一種教學方法。模擬教學能最大程度彌補綜合實踐活動客觀條件的不足，為學生取材、設計、考察、探究、優(yōu)化、創(chuàng)新提供技術保證和可視化觀察平臺。學生在模擬操作過程中親歷參與，從而喚起興趣、豐富體驗、增進理解、強化記憶、激發(fā)創(chuàng)新。

一、運用模擬軟件，支持創(chuàng)新實踐

綜合實踐活動課程強調學生親身經歷，但是在現(xiàn)實教學中，教師常常受器材準備煩瑣或不可重復使用等條件的限制，無法順利開展實踐活動，從而影響課程的實施，不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。江蘇省特級教師金一民講道：“可以借助信息技術創(chuàng)設真實情境、引入豐富資源，為學生個性化學習提供支持，為選擇性學習創(chuàng)造條件。每個學生的學習才能真正發(fā)生。”

以《制作花瓶》一課為例，師生先共同探究筆筒的歷史、概念和用途，學生隨即開展制作活動。受材料、表達能力和制作水平的限制，學生提出的許多“金點子”并不能具體實施，極大地影響了他們的積極性、創(chuàng)造性。

于是，教師指導學生運用3D模擬軟件，以虛擬的方式直觀形象地進行建模、制作、分步修改、細致打磨等操作，有效增強了學生的學習體驗。學生先用軟件制作一條鏡像線，然后運用“三點弧”“線條”等基本圖形繪制工具設計出花瓶的平面造型（見圖1），再選中花瓶的左半部分，圍繞中心軸使用“拉動”工具進行“完全拉動”，平面造型設計圖就變成了立體模型（見圖2）。學生可以觀察立體模型并進行調整，直至滿意后，再繼續(xù)借助軟件的美化功能進行創(chuàng)意裝飾，如在某些部位添加各種材料、花紋。學生反復修改，樂此不疲。當學生對自己的作品完全滿意后，就可以使用“殼體命令”以調整花瓶外殼的厚度，確定后，整個花瓶就制作好了。

圖1

圖2

基于信息技術的模擬制作，沒有了材料、語言表達、動手能力等條件的束縛，學生利用模擬軟件就能把自己的所思所想具體化、可視化，并在反復修改中將創(chuàng)意元素逐步優(yōu)化，直至形成一件獨有的作品。作品完成后，學生還能向其他同學進行介紹和展示，在他人的欣賞與建議中再次進行改進。學生從中體驗了創(chuàng)造與實踐的愉悅感、成就感，又促進了創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的發(fā)展。

二、利用數(shù)控技術，助力分層教學

綜合實踐活動課程倡導學生在“創(chuàng)作設計、實驗探究、動手操作、評價反思”中進行體驗、體悟、體認，在全身心的活動參與中發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，發(fā)展實踐創(chuàng)新能力。但是學生個體在思維、認知、技能等方面存在差異，所以在活動實施環(huán)節(jié)，存在部分學生只能獨立完成初步或部分任務的現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象，教師可以運用信息技術實施分層教學和實踐，讓學生選擇適合的挑戰(zhàn)任務，在循序漸進中體驗成功的喜悅，逐步提高技能水平。

以《走進汽車》一課為例，學生要運用自己所了解的汽車基礎知識，制作一輛智能小車。教師給每個學生提供了1塊數(shù)控板、2個馬達、4個輪胎，以及一份任務挑戰(zhàn)清單：通過數(shù)控軟件將電腦與數(shù)控板進行連接，研究玩具小車轉向的奧秘，通過控制馬達操縱小車完成“原地打轉”“左右轉向”“前進或后退中的剎車與轉彎”等不同難度的任務。知識、能力水平不同的學生可以選擇自己合適的任務難度及任務量，開展實踐活動。

部分學生將車輪安裝到馬達上后發(fā)現(xiàn)：當控制左輪前進、右輪后退時，即使方向盤不轉向，車子也能在原地轉動，從而迅速進入任務2的研究。沒過多久，他們又發(fā)現(xiàn)，當右輪馬達正向轉動前進、左輪馬達反向轉動后退時，只要數(shù)值適當，車子就會左轉向，且速度合理，由此得出規(guī)律并反復驗證自己的想法。發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律的學生，開始編寫程序，通過按鍵盤指定鍵控制馬達的轉速與旋轉方向，實現(xiàn)小車在前進或后退的移動中剎車與轉彎的功能。這樣，一輛通過操作鍵盤就能實現(xiàn)自主控制的智能小車就制作完成了。

整個實踐活動中，教師運用數(shù)控模擬技術實現(xiàn)分層教學，在難度不同的任務驅動下，每一個學生都在積極地體驗、體悟、體認，避開了因難度過大的挫折感和難度過低的厭倦感，讓不同能力的學生都能在分層實踐中得到最好的發(fā)展和提高，體驗到成功的喜悅。

三、借助可視化平臺，實現(xiàn)探究考察

綜合實踐活動倡導學生在親歷與參與活動中獲得積極而有意義的價值體驗。但是活動受到交通、安全、課時、經費等因素的影響，不能經常開展?？梢暬^察平臺可以模擬真實情境，為學生的考察探究提供視覺、動覺、聽覺等方面的技術支撐。

圖3

在教學《動物的本領》一課時，學生只能交流一些常見動物的本領。盡管他們對一些少見的動物也有討論的興趣，但受知識所限不敢發(fā)表觀點，造成交流活動索然寡味。于是，教師引導學生通過互聯(lián)網提供的“實景地圖”應用，搜索關鍵詞“上海科技館”，從而進入其官方平臺，在展廳索引中找到“生物萬象館”（見圖3）?！吧锶f象館”是一個三維虛擬展廳，不僅為學生觀察動物提供了文字資料，還能創(chuàng)設高仿真的情境，使觀察者有身臨其境的感受。學生可以操作鼠標自由選擇觀察視角、觀察對象等，如可以拖動鼠標至不同位置對某一動物進行觀察，利用放大鏡功能觀察動物某一部位的細節(jié)，甚至對動物進行360度的旋轉觀察?？梢暬脚_不僅解決了實景觀察等客觀條件造成的問題，還能利用信息技術所創(chuàng)設的模擬情境進行無死角的細致觀察，為學生開展探究考察活動提供了有力的支持和便利。

信息技術為綜合實踐活動課程的模擬教學，為學生的創(chuàng)新活動、分層實踐、探究考察提供了技術支持，讓深度學習真正發(fā)生。這不僅只是一種教學手段的革新，更是一種激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的重要途徑，是未來智能化教育的發(fā)展方向。