探究有效整合信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)的教學(xué)研究

郜象山

摘要：信息技術(shù)的發(fā)展為教育產(chǎn)業(yè)提供了更為有效、便捷的工具，具有通用性廣、滲透性強(qiáng)的特點(diǎn)。對(duì)于小學(xué)科學(xué)教學(xué)而言，融入信息技術(shù)，不僅可以通過虛擬互動(dòng)，提高學(xué)生的邏輯能力、溝通能力以及探索能力，還可以通過視聽結(jié)合，將更多與社會(huì)和生活息息相關(guān)的知識(shí)納入到教學(xué)體系當(dāng)中，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的感知和對(duì)世界的認(rèn)識(shí)。本文以信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用作為內(nèi)容，結(jié)合教育科學(xué)出版社教材，探究其主要的課堂模式，以期能夠?yàn)樾W(xué)科學(xué)教學(xué)的發(fā)展和學(xué)生核心素養(yǎng)的提升提供借鑒。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);小學(xué)科學(xué);教學(xué)模式

信息技術(shù)的發(fā)展使得社會(huì)各行各業(yè)面臨深刻的變革，同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了教學(xué)模式和教育手段的轉(zhuǎn)移?！秶鴦?wù)院關(guān)于基礎(chǔ)教育改革和發(fā)展的決定》中明確指出，要大力惠及信息技術(shù)教育，以信息技術(shù)帶動(dòng)全學(xué)科教育?！秶一A(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》當(dāng)中也指出，教學(xué)過程要大力推進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮出信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供更加豐富多彩的教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)工具。系列政策的推進(jìn)，為信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的融合指明了方向，成為未來科學(xué)課程教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

一、信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)當(dāng)中應(yīng)用的必要性

（一）有利于創(chuàng)立有效的科學(xué)探究情境

小學(xué)科學(xué)課程的內(nèi)容，具有較強(qiáng)的抽象性，如果單純的依賴于講解，學(xué)生很難理解。而信息技術(shù)的應(yīng)用，可以為學(xué)生創(chuàng)立有效的科學(xué)探究情境，讓學(xué)生能夠體驗(yàn)到身臨其境的感覺。通過文字、圖片、聲音、影像、交互式虛擬互動(dòng)等，增強(qiáng)學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生參與其中。

（二）有利于解決實(shí)驗(yàn)課程無法操作的難題

在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，實(shí)驗(yàn)是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，其對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要。如果沒有實(shí)驗(yàn)，科學(xué)課程就失去了實(shí)踐性和嚴(yán)謹(jǐn)性，影響學(xué)生的認(rèn)知。但是在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)中，由于很多實(shí)驗(yàn)并不具備相應(yīng)的條件，所以很難進(jìn)行。而借助于信息技術(shù)，則可以有效地解決這一難題，讓學(xué)生可以在互動(dòng)當(dāng)中，提升對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知。比如，在學(xué)習(xí)《聲音的傳播》相關(guān)內(nèi)容的時(shí)候，學(xué)生對(duì)于“聲音傳向四面八方”這一論斷的理解較為抽象，對(duì)此，可以借助于信息技術(shù)，結(jié)合“水槽投水”的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行模擬論證和分析，讓學(xué)生理解聲波和水波一樣，可以向四面八方傳播，增強(qiáng)學(xué)生的理解力。

（三）有利于提高學(xué)生分析和解決問題的能力

小學(xué)科學(xué)教學(xué)，應(yīng)當(dāng)建立在學(xué)生認(rèn)知能力的基礎(chǔ)上，以生活化的內(nèi)容為原點(diǎn)，積極指導(dǎo)學(xué)生能夠自主的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，達(dá)到陶行知先生知所說的“教育即生活，生活即教育”的目的。而信息技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地實(shí)現(xiàn)這一目的，在教學(xué)中涉及到的一些天文地理、生物學(xué)知識(shí)，都可以通過信息技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景還原，讓學(xué)生身臨其境，加強(qiáng)印象。比如，在關(guān)于保護(hù)環(huán)境的教學(xué)中，教師可以播放一些污染處理的視頻，重點(diǎn)突出污染物的來源以及處理方式，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何更好地處理污染物。

二、信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)當(dāng)中應(yīng)用策略

（一）基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)參與策略

虛擬實(shí)驗(yàn)室是一種借助于信息技術(shù)手段，模擬實(shí)驗(yàn)室條件而設(shè)置的一種教學(xué)環(huán)境。目前關(guān)于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)仍然處于探索階段，但是從相關(guān)的實(shí)踐來看，其對(duì)于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)和鍛煉具有重要作用。虛擬實(shí)驗(yàn)室本質(zhì)是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充，小學(xué)生的年齡較小，對(duì)事物充滿好奇心，也敢于嘗試，因此在設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師需要充分的考慮學(xué)生安全問題。而虛擬實(shí)驗(yàn)室則可以有效的幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)難題，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。比如，在學(xué)習(xí)四年級(jí)上冊(cè)《我們關(guān)心天氣》的時(shí)候，如果采用替代實(shí)驗(yàn)或者是模擬實(shí)驗(yàn)，都無法達(dá)到相應(yīng)的效果。但是如果充分利用虛擬實(shí)驗(yàn)室，建立大氣虛擬系統(tǒng)，讓學(xué)生通過交互式體驗(yàn)和互動(dòng)，感受天氣的變化，則可以起到事半功倍的效果。學(xué)生還可以通過信息平臺(tái)，向老師提問不懂的問題，與同學(xué)探究，形成多向互動(dòng)。教師利用衛(wèi)星云圖，讓學(xué)生初步感知從云量、降水量、氣溫、風(fēng)向和風(fēng)速等天氣現(xiàn)象來描述天氣。然后在實(shí)驗(yàn)內(nèi)搭建循環(huán)天氣系統(tǒng)，模擬天氣變化，讓學(xué)生扮演天氣預(yù)報(bào)員，知道常見的天氣現(xiàn)象和符號(hào)表示，對(duì)各種天氣現(xiàn)象進(jìn)行分類，可以運(yùn)用感官觀察天氣，并學(xué)會(huì)用簡單的詞句把它記錄下來，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知，具有非常好的作用。

（二）基于慕課和微課的教學(xué)互動(dòng)策略

網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)中有大量的慕課以及微課課程，為小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源的豐富提供了條件。對(duì)此，教師可以借助于信息技術(shù)的應(yīng)用，整合慕課和微課，使學(xué)生參與互動(dòng)，讓個(gè)性化學(xué)習(xí)成為可能。同時(shí)，還可以增強(qiáng)不同學(xué)校、不同群體、不同班級(jí)的優(yōu)質(zhì)資源共享，讓講授型、演示型和實(shí)驗(yàn)型等多種教學(xué)模式進(jìn)行互動(dòng)式科學(xué)傳播，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。比如，在學(xué)習(xí)《水的溶解》時(shí)，教師可以一邊做實(shí)驗(yàn)，一邊通過慕課或者是微課資料，向?qū)W生展示水溶解的條件，讓學(xué)生通過在慕課和微課平臺(tái)的學(xué)習(xí)以及與同學(xué)的參與式討論，知道哪些物質(zhì)容易溶解在水中，哪些物質(zhì)不容易溶解在水中。在相互交流當(dāng)中，體驗(yàn)研究溶解與不容易溶解現(xiàn)象的樂趣，激發(fā)進(jìn)一步探究溶解問題的興趣。在基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的觀察比較活動(dòng)中，能夠意識(shí)到細(xì)致的觀察才會(huì)使描述更準(zhǔn)確。嚴(yán)格按照規(guī)范利用溶解裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（三）基于信息應(yīng)用的情境化策略

信息技術(shù)能夠有效的實(shí)現(xiàn)視覺、聽覺的融合，將文字、聲音、圖像等信息以動(dòng)態(tài)或者是靜態(tài)的形式展示出來，這些圖像或者是文字，對(duì)于小學(xué)生具有很強(qiáng)的吸引力，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出符合條件的情境化感知體系，使學(xué)生快速地進(jìn)入到學(xué)習(xí)狀態(tài)。比如，在學(xué)習(xí)六年級(jí)《生物多樣性》關(guān)于食物鏈內(nèi)容的時(shí)候，需要學(xué)生深入地了解不同生物的特征以及食物鏈的構(gòu)成等，由于該類課程的內(nèi)容不適合開展實(shí)驗(yàn)研究，動(dòng)植物之間的食物鏈聯(lián)系無法在課堂上通過實(shí)物觀察得出，傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難激起學(xué)生探究的興趣，而運(yùn)用信息技術(shù)手段則能很好地解決這一問題?？茖W(xué)老師在教這一課時(shí)可這樣利用電腦課件進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)：屏幕上出現(xiàn)一片森林，蚊子正在自由自在地飛著，一只青蛙一口把它給吞了，這時(shí)一條黑蛇趁著青蛙不注意，向青蛙發(fā)動(dòng)了攻擊，把青蛙吃了。突然，一只巨鷹從天空俯沖下來，以迅雷不及掩耳之勢(shì)向蛇撲去，把蛇又給吃了。通過這樣的情境創(chuàng)設(shè)，學(xué)生能形象地看到害蟲、青蛙和蛇、鷹之間的食物鏈關(guān)系，從而自然地進(jìn)行食物鏈的研究。

（四）基于仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)化教學(xué)策略

仿真實(shí)驗(yàn)是一種基于信息技術(shù)手段仿真自然現(xiàn)象的教學(xué)方式，對(duì)于教學(xué)中一些不易表達(dá)的實(shí)驗(yàn)，都可以通過仿真實(shí)驗(yàn)的方式，為學(xué)生展示。既可以有效地避免實(shí)驗(yàn)安全事故，也可以提高實(shí)驗(yàn)的效率以及精準(zhǔn)度。

小學(xué)生很喜歡從現(xiàn)實(shí)情景中學(xué)習(xí)，他們的知識(shí)學(xué)習(xí)依賴于具體情景，脫離具體情景的抽象知識(shí)，對(duì)于小學(xué)生來說是沒有任何吸引力的。但在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，有些教學(xué)內(nèi)容很難滿足學(xué)生親身經(jīng)歷的需要。如果通過信息技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境，使得學(xué)生身臨其境，對(duì)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)有很大幫助。而模擬仿真的教學(xué)情境，既能滿足學(xué)生直觀感受的需要，能觀察到事物的模擬圖景，同時(shí)又能節(jié)省寶貴的教學(xué)時(shí)間和教學(xué)投入。例如，地球從形成至今已有幾十億年，一些地質(zhì)事件的發(fā)生、發(fā)展過程是漫長的，如板塊的運(yùn)動(dòng)、巖石及化石的形成等動(dòng)輒百萬年、千萬年甚至上億年。與漫長的地質(zhì)歷史相反，另一些地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生卻是快速完成的，如火山噴發(fā)、地陷、泥石流等現(xiàn)象。在短短的教學(xué)時(shí)間中讓學(xué)生體驗(yàn)“漫長”和“瞬間”，只靠教師的表述、學(xué)生的想象，是很難達(dá)到效果的。通過模擬“快進(jìn)”和“慢放”其發(fā)生過程，能為學(xué)生提供清晰的感性認(rèn)識(shí)。再比如：學(xué)習(xí)“電路”相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)遇到這種現(xiàn)象：有的學(xué)生電路圖畫得很成功，理論上應(yīng)該能夠讓燈泡亮起來，或者能讓一個(gè)三線開關(guān)發(fā)揮作用，然而由于實(shí)際操作技能的欠缺，導(dǎo)致電路不能工作，學(xué)生無法判斷是自己的電路圖出了問題，還是實(shí)際連接出了問題。此時(shí)，教師便可以利用仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生先把自己的電路圖在電腦軟件上完成連接，看看是否是電路圖的問題。之后，在檢測(cè)電路圖無誤的情況下進(jìn)行實(shí)際連接，這樣便可以直觀地判斷出是否是連接上的問題，從而進(jìn)行下一步的探究。

結(jié)束語

信息技術(shù)的發(fā)展，為小學(xué)科學(xué)的教學(xué)提供了更為豐富的資源，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，卻很少有教師將其作為教學(xué)的主要手段。究其原因在于目前關(guān)于信息技術(shù)和小學(xué)科學(xué)課程的融合度方面存在不足。本文主要基于這類問題，闡述了慕課與微課、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、信息應(yīng)用等方面的策略，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)的教學(xué)提供借鑒，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

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