信息融合在初中科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用路徑探析

朱俊

（浙江省嘉興市平湖市廣陳中學(xué)，浙江 嘉興 314000）

在教育信息化掀起的教育潮流下，信息技術(shù)成為人們工作、生活、學(xué)習(xí)中不可缺少的一部分，更成為推動(dòng)教育教學(xué)變革發(fā)展的重要條件。在現(xiàn)實(shí)教學(xué)過(guò)程中，課堂的實(shí)驗(yàn)器材經(jīng)多年的使用和改進(jìn)，效果大多很理想，但是有些學(xué)生較難掌握的科學(xué)知識(shí)，往往因種種原因在常規(guī)的演示器材中較為缺乏，或是可見(jiàn)度、可信性不夠理想而無(wú)法掌握。分析原因如下：

1.課堂教學(xué)：學(xué)法單一。

教學(xué)形式、方法是影響學(xué)生能力、學(xué)習(xí)水平的關(guān)鍵。在教學(xué)實(shí)踐中，部分教師已經(jīng)積累、總結(jié)并形成了一套有效的教學(xué)模式，未能對(duì)信息化教法進(jìn)行運(yùn)用。這樣缺乏變化性的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生容易陷入被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)習(xí)注意力也難以長(zhǎng)期保持，這就會(huì)影響學(xué)生思維發(fā)展，學(xué)生在科學(xué)課堂中的主體地位也很難得到顯現(xiàn)。長(zhǎng)此以往，學(xué)生就會(huì)缺乏充足的學(xué)習(xí)動(dòng)力，使得知識(shí)內(nèi)化效果受到影響。

2.理念禁錮：教法脫軌。

教育理念應(yīng)保持與時(shí)俱進(jìn)，只有這樣，才能真正打造出契合學(xué)生思維邏輯、個(gè)性需求的課堂。但是，部分教師仍習(xí)慣性地采用“講授式”理念，未能真正將生本教育理念體現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié)，這就會(huì)限制學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，在教學(xué)實(shí)踐中未能真正發(fā)揮個(gè)性化、趣味化和信息化的作用，阻礙了科學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

因此在科學(xué)教學(xué)中需要教師充分應(yīng)用現(xiàn)代的教學(xué)媒體去探索、制造器材，在演示實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度、可信性、可靠性上下功夫，充分發(fā)揮課堂上演示實(shí)驗(yàn)的作用。由此可見(jiàn)，課堂教學(xué)過(guò)程中，教師可以運(yùn)用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的特有功能，把信息技術(shù)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，使科學(xué)實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺(jué)化，有利于充分揭示科學(xué)原理的形成與發(fā)展，展示科學(xué)思維的形成過(guò)程。

鑒于此，筆者試圖從信息技術(shù)的作用入手，闡述學(xué)科教學(xué)融入信息手段的教學(xué)方式，讓學(xué)生在信息手段活動(dòng)環(huán)境中思考、學(xué)習(xí)和體驗(yàn)，積極地參與探究活動(dòng)，將知識(shí)認(rèn)知轉(zhuǎn)化為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)初中科學(xué)教學(xué)向科學(xué)化、智慧化方向發(fā)展。

一、信息技術(shù)引入初中科學(xué)教學(xué)中作用

（一）激發(fā)內(nèi)在動(dòng)力

在學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，興趣是影響學(xué)生參與度、自覺(jué)性的重要因素，還會(huì)給課堂教學(xué)效果帶來(lái)一定影響。通過(guò)應(yīng)用信息技術(shù)手段，初中科學(xué)的知識(shí)、實(shí)驗(yàn)部分可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字畫(huà)面，便于學(xué)生進(jìn)行直接解讀和分析。同時(shí)，信息技術(shù)會(huì)帶來(lái)圖像、視頻、文字等最新的資源內(nèi)容，有利于科學(xué)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，能夠讓學(xué)生在課堂的有限時(shí)間內(nèi)保持高度集中的注意力，使其科學(xué)學(xué)習(xí)、探究熱情得到激發(fā)，進(jìn)而使其成為自主分析、發(fā)現(xiàn)和探究的主體。

（二）豐富課程內(nèi)容

相較于以往固定的教法和形式，信息技術(shù)將會(huì)打破科學(xué)教學(xué)活動(dòng)在內(nèi)容、形式上的限制，讓學(xué)生思維、認(rèn)知不再局限于教材內(nèi)容中，也可以轉(zhuǎn)向豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，便于學(xué)生接受先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)，使其迅速地完成知識(shí)的傳播。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)提供的豐富資源下，教師可以將網(wǎng)絡(luò)資源與教材內(nèi)容進(jìn)行銜接，在課堂中對(duì)課本知識(shí)進(jìn)行拓展和延伸，更好地促進(jìn)學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備得到擴(kuò)大，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)能力得到提高。

（三）創(chuàng)造自學(xué)契機(jī)

當(dāng)下，基于網(wǎng)絡(luò)資源和信息技術(shù)的運(yùn)用，諸多學(xué)科可以支持學(xué)生進(jìn)行線上線下學(xué)習(xí)，更好地實(shí)現(xiàn)課內(nèi)外知識(shí)的銜接和貫通，既能在線上鞏固課上教學(xué)內(nèi)容，也可以針對(duì)課上學(xué)習(xí)不足進(jìn)行反復(fù)探究。如微課、多媒體等信息技術(shù)手段，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，都可以支持學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，使其能夠結(jié)合自身實(shí)際針對(duì)性地學(xué)習(xí)知識(shí)和內(nèi)容，使得學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)更加深入，也可以反復(fù)地查看、鞏固疏漏之處，促進(jìn)其自學(xué)能力得到更好的提升。

二、信息技術(shù)融入初中科學(xué)的實(shí)踐路徑

面臨智能化、智慧化時(shí)代的沖擊，學(xué)生獲取知識(shí)和資源的路徑越來(lái)越寬泛，對(duì)知識(shí)的汲取也不再局限于課堂、教材這兩方面，正是信息技術(shù)帶來(lái)的良好成功?？茖W(xué)教學(xué)，重在讓學(xué)生從客觀角度建立對(duì)世界的認(rèn)知，以探究和摸索的方式發(fā)現(xiàn)萬(wàn)事萬(wàn)物的發(fā)展規(guī)律。在信息技術(shù)的支持下，科學(xué)課程可以兼顧理論和實(shí)踐兩部分內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，形成對(duì)科學(xué)知識(shí)的正確認(rèn)知。

（一）借助媒體技術(shù)，化抽象為具象

在科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，諸多抽象性的定律、知識(shí)和概念會(huì)給學(xué)生帶來(lái)理解上的難題，主要是初中生尚未形成成熟的抽象思維，這就會(huì)影響學(xué)習(xí)效果。在以往的教學(xué)實(shí)踐中，教師會(huì)選取相關(guān)模型教具、插圖、視頻展示等內(nèi)容，再以語(yǔ)言敘述方式進(jìn)行內(nèi)容解讀，引起學(xué)生在想象思維層面的共鳴。

例如，在講解“水的壓強(qiáng)”這部分內(nèi)容時(shí)，需要帶領(lǐng)學(xué)生們對(duì)壓力知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，學(xué)生們往往容易混淆壓力、重力這兩個(gè)概念，再加上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在一定難度，學(xué)生很難通過(guò)自主分析得出壓力大小與受力面積大小的關(guān)系。為了讓學(xué)生走出片段認(rèn)知的范圍，不局限于知識(shí)的記憶，教師可以采用信息技術(shù)演示虛擬實(shí)驗(yàn)，讓將實(shí)驗(yàn)推理環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為直觀演示動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活實(shí)際進(jìn)行壓力分析，讓學(xué)生們通過(guò)觀察模擬實(shí)驗(yàn)分析壓力作用成效和受力面積、壓力大小的關(guān)系，再分析壓力與受力面積的比值，掌握正確的運(yùn)算方式。

教師通過(guò)信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)融合上作出新嘗試，借助模擬功能呈現(xiàn)可視化畫(huà)面，以直觀演示方法，增強(qiáng)學(xué)生接受信息的感官體驗(yàn)，降低其理解抽象科學(xué)知識(shí)的難度。

（二）模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，激發(fā)探究動(dòng)力

科學(xué)課程是無(wú)法脫離實(shí)踐活動(dòng)的?？茖W(xué)理論知識(shí)，是歷經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)和總結(jié)得出。因此，通過(guò)Flash 技術(shù)重構(gòu)實(shí)驗(yàn)演示是學(xué)生發(fā)現(xiàn)和探究規(guī)律的重要環(huán)節(jié)。

例如，在講解“原子結(jié)構(gòu)的模型”這部分內(nèi)容時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生的興趣愛(ài)好，為學(xué)生設(shè)計(jì)了色彩鮮明的動(dòng)態(tài)視頻，讓學(xué)生直觀地看到原子核、電子間的關(guān)聯(lián)，以及核外電子按照分層高速運(yùn)行在核的周圍，達(dá)到了現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中難以模擬的效果。這時(shí)，教師可以適當(dāng)?shù)匾氡尘耙魳?lè)，以輕松有趣的氛圍取代嚴(yán)肅的教學(xué)場(chǎng)景，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從微觀角度思考和探究問(wèn)題，刺激其主動(dòng)認(rèn)知原子結(jié)構(gòu)概念，探究原子核、電子的關(guān)系，以更好地達(dá)到理想化的教學(xué)狀態(tài)。

通過(guò)微課、多媒體的組合運(yùn)用恰好能夠補(bǔ)充這方面的不足，教師借助PPT 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)預(yù)設(shè)，再借助微課展現(xiàn)模擬的實(shí)驗(yàn)視頻，極大程度上控制了實(shí)際實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的不確定因素。

（三）設(shè)定信息化情境，深入破解疑難

在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，科學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)將更加便捷，能夠拉近學(xué)生與科學(xué)世界的距離。因此，教師應(yīng)提高自身信息素養(yǎng)，主動(dòng)建立起信息化情境，幫助學(xué)生對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行深入理解。

例如，對(duì)于科學(xué)這門實(shí)踐特點(diǎn)明顯的學(xué)科，在對(duì)其中概念進(jìn)行解讀時(shí)，往往需要驗(yàn)證相關(guān)的科學(xué)規(guī)律，以視覺(jué)角度進(jìn)行科學(xué)觀察，以更好地理解知識(shí)規(guī)律。但是，部分科學(xué)知識(shí)屬于微觀科學(xué)的范疇，難以憑借肉眼觀察和分析現(xiàn)象，這就給學(xué)生帶來(lái)學(xué)習(xí)困難。因此，教師就可以通過(guò)引入動(dòng)態(tài)化、信息化情境，將微觀現(xiàn)象放大化，以更好地讓學(xué)生理解和掌握這些知識(shí)，促進(jìn)其學(xué)習(xí)水平和能力得到提高。例如，在講解“神經(jīng)調(diào)節(jié)”這部分知識(shí)時(shí)，對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成，如人的神經(jīng)系統(tǒng)、腦、脊髓等內(nèi)容，教師可以將動(dòng)態(tài)圖畫(huà)引入課堂，針對(duì)性地介紹細(xì)胞體、細(xì)胞突、神經(jīng)元等部分。其中，在講解應(yīng)答性反應(yīng)時(shí)，教師可以呈現(xiàn)“縮手反應(yīng)”的圖畫(huà)，讓學(xué)生明確反射弧的傳導(dǎo)過(guò)程，使得學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)深入的理解。

在利用信息技術(shù)破解難點(diǎn)時(shí)，教師可以讓學(xué)生們互相分享信息化學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，促使其深入地掌握信息收集能力。針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理，促進(jìn)其形成良好的探索習(xí)慣。

（四）靈活應(yīng)用信息技術(shù)，培養(yǎng)持續(xù)探索精神

信息技術(shù)可以為教師提供輔助工具和手段，也可以成為學(xué)生自學(xué)和自主探究的利器。因此，在科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)在提升自身信息素養(yǎng)的同時(shí)，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐和探究，使其利用信息技術(shù)積累科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)其勇于探究的精神。其中，包括如何正確使用信息化手段、設(shè)備和條件等，如何進(jìn)行規(guī)范化的科學(xué)學(xué)習(xí)。

例如，在講解“化學(xué)反應(yīng)與質(zhì)量守恒”這部分知識(shí)時(shí)，教師在借助微課實(shí)驗(yàn)片段演示化學(xué)置換反應(yīng)、化合反應(yīng)、分解反應(yīng)等視頻的同時(shí)，要向?qū)W生傳授利用信息技術(shù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的方法。在講解“質(zhì)量守恒”這部分內(nèi)容時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀看蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)、紙張燃燒實(shí)驗(yàn)視頻，對(duì)其中物質(zhì)的質(zhì)量變化進(jìn)行假設(shè)、分析。

通過(guò)信息化資源可以為學(xué)生提供豐富的實(shí)驗(yàn)方案，便于學(xué)生們進(jìn)行查找、分析，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析。

總之，信息化技術(shù)融入科學(xué)教學(xué)實(shí)踐推動(dòng)了教學(xué)變革、突出了科學(xué)的實(shí)踐性和探究性，更能滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。因此，教師應(yīng)抓住科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)知識(shí)和信息化技術(shù)融合的關(guān)鍵點(diǎn)，通過(guò)導(dǎo)入具象化畫(huà)面、模擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境、設(shè)定信息化情境、強(qiáng)化師生信息技術(shù)能力等方式，幫助學(xué)生在信息技術(shù)支持下突破科學(xué)學(xué)習(xí)難點(diǎn)，不斷完善知識(shí)體系，形成自主探究和探索能力，為今后學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。