信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)深度融合的實踐與反思

邢偉

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中提到的科學(xué)素養(yǎng)，包含科學(xué)精神和實踐創(chuàng)新?？茖W(xué)精神，主要是個體在學(xué)習(xí)、理解、運用科學(xué)知識和技能等方面所形成的價值標(biāo)準(zhǔn)、思維方式和行為規(guī)范，包括三個方面：理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究。實踐創(chuàng)新主要是問題解決和技術(shù)應(yīng)用。小學(xué)教師在教學(xué)中要注重引導(dǎo)學(xué)生開展探究式學(xué)習(xí)，在動手參與的過程中，讓學(xué)生主動建構(gòu)知識，領(lǐng)會其中的思想與方法，在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識與能力。在小學(xué)科學(xué)課堂上，除了探究實驗，還可以采用實地觀察、調(diào)查、跨學(xué)科學(xué)習(xí)、利用數(shù)字化信息技術(shù)等方式，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力、勇于探究精神、問題解決能力等科學(xué)精神和實踐創(chuàng)新素養(yǎng)。

青島版五四制小學(xué)科學(xué)教材第一單元“植物的生活”，這單元的內(nèi)容是在小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的生命科學(xué)領(lǐng)域的內(nèi)容，課標(biāo)要求學(xué)生列舉當(dāng)?shù)氐闹参镔Y源，說出植物的某些共同特征，尤其是與人類生活密切相關(guān)的植物;要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)觀察和簡單歸類的方法，初步認(rèn)識生活中常見的植物，認(rèn)同生物多樣性。教師需設(shè)計有助于激發(fā)學(xué)生了解和認(rèn)識自然界的興趣的教學(xué)活動，幫助學(xué)生初步形成生物體的結(jié)構(gòu)與功能、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點，形成熱愛大自然、愛護(hù)生物的情感。

一般課堂的做法是按照課時按部就班地上完這一單元，植物的六大器官是在課堂單獨進(jìn)行的、內(nèi)容是割裂開的。學(xué)生對一棵（種）完整植物的認(rèn)識僅僅存在在課本上，并沒有將所學(xué)知識學(xué)以致用去整體觀察、應(yīng)用，對更多植物進(jìn)行觀察、了解。課堂教學(xué)中受時間、地點、空間等因素的限制，無法進(jìn)行現(xiàn)場觀察，或課后的觀察效率不高。

《教育信息化2.0行動計劃》指導(dǎo)思想中明確指出：“建設(shè)人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的學(xué)習(xí)型社會，實現(xiàn)更加開放、更加適合、更加人本、更加平等、更加可持續(xù)的教育。”信息技術(shù)的發(fā)展，讓學(xué)科教學(xué)發(fā)生了改變。小學(xué)科學(xué)的課程標(biāo)準(zhǔn)中提到，科學(xué)來源于生活，又服務(wù)于生活。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師可以結(jié)合相關(guān)的生活化的教學(xué)內(nèi)容，用信息技術(shù)提供資源環(huán)境，打破書本作為知識來源的限制，走進(jìn)校園生活中，擴(kuò)充教學(xué)知識量;拓展學(xué)習(xí)方法，提供給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間與空間，讓學(xué)生在自主探究、討論、交流、反思的過程中，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力、動手操作能力、實踐創(chuàng)新能力的提升，同時學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)也會得到提升。因此本文以“植物的生活”教材為藍(lán)本，結(jié)合學(xué)校的植物分布和數(shù)學(xué)統(tǒng)計的相關(guān)內(nèi)容，整合設(shè)計了“構(gòu)建校園‘植物地圖”的課程。課程通過創(chuàng)設(shè)真實的學(xué)習(xí)情境，以制作“植物地圖”為內(nèi)容，以學(xué)生為中心，基于多種信息技術(shù)手段開展相應(yīng)的科學(xué)探究，提升學(xué)生對植物知識的認(rèn)識，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)科學(xué)知識、提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。在本研究中，將信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)進(jìn)行深入融合，所使用的軟件包括ForClass知慧云教學(xué)平臺、形色APP軟件、人人通網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。

一、現(xiàn)狀分析

ForClass知慧云教學(xué)平臺是一個基于平板的移動教學(xué)系統(tǒng)，它具有功能強(qiáng)大的備課授課系統(tǒng)，靈活授課，讓教師走下講臺，更多地關(guān)注學(xué)生，基于課堂互動及時獲取教學(xué)反饋，改進(jìn)教學(xué)方法;學(xué)生隨時隨地按需學(xué)習(xí)，智能診斷快速聚焦學(xué)習(xí)問題，強(qiáng)化練習(xí)突破，記錄個性化學(xué)習(xí)路徑，了解自己讓學(xué)習(xí)事半功倍;課堂教學(xué)行為與作業(yè)測評結(jié)果實時記錄匯總，為教學(xué)評價提供可靠依據(jù)，科學(xué)評估教育教學(xué)質(zhì)量，提供針對性分析報告，實現(xiàn)以評促教、以評促學(xué)。形色APP軟件是一款介紹植物的軟件，可以給學(xué)生介紹植物信息，通過拍照的形式，幫助學(xué)生識別不認(rèn)識的植物。人人通網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間是基于教育云平臺的一個學(xué)習(xí)空間，學(xué)生每人都有獨立的賬號，通過“我的班級”模塊，可以對班級通知、班級資源、班級圈、學(xué)生成績、教師寄語、問題解答等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。教師通過班級資源向?qū)W生提供相應(yīng)的微課視頻，學(xué)生通過自己的空間上傳作品，方便評價者進(jìn)行評價。在云平臺中這些可操作性評價方式，讓每一個學(xué)生把課堂中學(xué)到的知識運用到實際生活中，學(xué)以致用。在本文中借助上述信息技術(shù)手段輔助學(xué)生科學(xué)知識的學(xué)習(xí)，將信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行融合，將科學(xué)課堂轉(zhuǎn)移到校園、家庭，幫助學(xué)生提升科學(xué)素養(yǎng)。

通過整合的“構(gòu)建校園‘植物地圖”的課程，筆者借用平板電腦的形色APP軟件和教學(xué)互動軟件ForClass平臺以及人人通網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，開展小組合作學(xué)習(xí)，實現(xiàn)信息技術(shù)與科學(xué)課深度融合，教師不再只是文本、PPT等演示文稿的演示，而是采用參觀體驗、交流討論、實驗探究等方法組織教學(xué)?；顒诱仙?、科技、數(shù)學(xué)、教材內(nèi)容，以探究模式為核心，將信息技術(shù)手段融合到整個的教與學(xué)的過程，給學(xué)生提供主動學(xué)習(xí)與探究的資源與環(huán)境，從而培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力與科學(xué)探究能力等。

二、信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)深度融合的典型課例

下面，筆者就以“植物地圖”主題活動為例，探討信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課堂中的有效應(yīng)用和高效融合。本活動借鑒混合式學(xué)習(xí)教學(xué)模式的課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)，由于筆者所在的學(xué)?？茖W(xué)課兩節(jié)連排，因此安排第一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容為課前環(huán)節(jié)。

（一）課前開展有效探究活動

興趣是最好的老師，學(xué)生的天性就是喜歡有趣、奇特的事物，動手實踐是學(xué)生探究學(xué)習(xí)的源泉。課前，教師給予學(xué)生探究任務(wù)：利用形色APP，觀察并識別校園植物特征與種類。探究形式是：小組合作，每名學(xué)生一臺平板電腦。具體活動如下：教師通過ForClass平臺推送“植物地圖”的主題活動，每個小組完成一個校園區(qū)域“植物地圖”的繪制工作（由多個分任務(wù)組成），并介紹各項分任務(wù)的內(nèi)容及完成的標(biāo)準(zhǔn)。教師為學(xué)生推送學(xué)習(xí)資料包，學(xué)生復(fù)習(xí)植物的相關(guān)知識后，明確“植物地圖”包含的植物內(nèi)容。教師通過ForClass平臺推送形色APP軟件使用方法的微視頻，學(xué)生觀看后并小組討論形色APP的使用注意事項。帶著明確的任務(wù)，各小組規(guī)定的（分工負(fù)責(zé)的）校園片區(qū)拍攝植物，并利用形色APP軟件識別植物并截圖保存。在這個環(huán)節(jié)中，教師跟隨學(xué)生一起走進(jìn)校園，學(xué)生遇到的問題時可以現(xiàn)場詢問教師，也可以發(fā)表在人人通班級平臺中，教師可以及時解決。在實際探究學(xué)習(xí)的過程中，充分發(fā)揮了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性、小組合作的有效性，學(xué)生認(rèn)識植物的莖、葉、果實等身體器官，對校園中常見植物進(jìn)行進(jìn)一步了解，初步感受分類的好處，極大地拓展學(xué)生的認(rèn)知、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)以致用能力，體現(xiàn)信息技術(shù)的工具性。

（二）課中展示個性學(xué)習(xí)成果

經(jīng)過了課前一節(jié)課的探究，在第二節(jié)課的課中學(xué)生以小組為單位繪制“植物地圖”。在繪制“植物地圖”時，教師給予學(xué)生提供腳手架任務(wù)單，為學(xué)生提供可以自主創(chuàng)作、合作探究的氛圍，借助ForClass平臺及平板電腦的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)習(xí)資源與環(huán)境，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和思考。小組完成基本的繪制任務(wù)后，并利用ForClass平臺開展作業(yè)提交，教師現(xiàn)場得到反饋數(shù)據(jù)，針對學(xué)生的集中失誤點，教師適時進(jìn)行補(bǔ)充，進(jìn)行植物知識的綜合學(xué)習(xí)。在這個過程中，教師可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)資源和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行管理，及時調(diào)整課堂的教學(xué)流程。將合適的信息技術(shù)手段融入課程，用技術(shù)支持教學(xué)，讓教學(xué)形式更具有多樣性。

（三）課后創(chuàng)生多種交流方式

課后教師利用人人通平臺為學(xué)生布置觀察性作業(yè)和實踐性作業(yè)。學(xué)生利用形色APP軟件拍攝小區(qū)、公園、外出游玩等生活中不認(rèn)識的植物上傳至人人通平臺上，教師和學(xué)生可以進(jìn)行查看，并發(fā)表自己的觀點，相互溝通;教師布置主題實踐性作業(yè)，如讓學(xué)生為校園植物掛牌、查閱本市的市花或市樹的有關(guān)資料、寫關(guān)于“我與植物”的故事、制作關(guān)于植物文化手抄報等，鼓勵學(xué)生通過實踐應(yīng)用，進(jìn)一步鞏固提升所學(xué)知識。在活動中，教師也提供關(guān)于制作掛牌的視頻與方法，學(xué)生在人人通平臺中，上傳自己的活動過程，學(xué)生之間可以相互評價，教師也可以平臺上給予學(xué)生指導(dǎo)和鼓勵。這個環(huán)節(jié)的設(shè)計，能有效促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力與動機(jī)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容有更深入的認(rèn)識，對問題有了深度的思考。

三、信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)深度融合的思考

（一）拓寬課堂的深度和廣度，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力

學(xué)生走進(jìn)校園，身臨其境，了解身邊的植物，將課堂搬到校園，這就拓寬了課堂教學(xué)的廣度。利用形色APP這一環(huán)節(jié)，方便準(zhǔn)確地了解植物信息，這是把校園自然資源轉(zhuǎn)化為科學(xué)學(xué)習(xí)資源的首要過程。利用人人通網(wǎng)絡(luò)平臺，獲取相關(guān)知識，并引申到校園植物的認(rèn)識中。形色APP的有效調(diào)用，拓展了課堂教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)習(xí)由課內(nèi)自然而然延伸到課后的自主活動中，將各種可以輔助學(xué)習(xí)的信息技術(shù)手段應(yīng)用到教學(xué)活動中，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了改變，由原來的被動的、靜止的，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥?、合作的狀態(tài)，這也促進(jìn)了教學(xué)活動中學(xué)生的主體地位，也增加了學(xué)習(xí)的趣味性和生動性，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)。信息技術(shù)拓展了課堂教學(xué)任務(wù)的深度，課堂展示的過程就是學(xué)生生成性資源。多樣化的學(xué)習(xí)方式激勵更多學(xué)生思考和創(chuàng)新，為學(xué)生創(chuàng)造了更開放、更多樣的學(xué)習(xí)環(huán)境，將知識、技術(shù)的學(xué)習(xí)融合日常生活中，解決生活中的實際問題，在這樣的真實活動下，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)得到全面的提升。

（二）開展深層次互動，實現(xiàn)師生、生生互動，打造高效課堂

整個教學(xué)活動分為三個環(huán)節(jié)，課前的校園探究與拍攝，學(xué)生帶著任務(wù)走進(jìn)校園、探究校園，開展個人、小組之間的探究活動;課中交流探究成果，并完成個性化的探究成果繪制任務(wù);課后走進(jìn)更多生活，了解更多植物知識，拓展知識，這樣的交流更鮮活、更持久，學(xué)生記憶更持久，互動層次更深刻，有效地幫助學(xué)生建構(gòu)新的知識。由于人手一臺平板電腦，學(xué)生可以在人人通網(wǎng)絡(luò)平臺上閱讀相關(guān)材料，可以在平臺上交流自己的思考。在ForClass互動課堂中，學(xué)生通過參與教師發(fā)布的活動，提交作業(yè)，課堂反饋及時準(zhǔn)確，提高課堂效率;這樣的互動活動保證了學(xué)生人人參與的熱情，課堂參與度高，課堂氛圍融洽和諧。傳統(tǒng)課堂中，生生互動較少，借助信息技術(shù)手段便于互動的開展。教師對學(xué)生的平臺交流內(nèi)容隨時跟進(jìn)，隨時快速呈現(xiàn)難點，以幫助學(xué)生及時解決問題。教師可以根據(jù)課堂實際情況對課堂目標(biāo)適時調(diào)整，最大限度適應(yīng)全體學(xué)生;課堂上，教師給予學(xué)生更多展示機(jī)會，技術(shù)的協(xié)助能有效輔助教學(xué)重難點的突破，加強(qiáng)了師生之間的深層次的互動，打造更高效的課堂。

（三）開闊師生視野，培養(yǎng)學(xué)生自主探究意識和能力

校園中的植物資源種類繁多，學(xué)生僅僅靠課本中的知識，未必能全部認(rèn)識，并了解其特點。對有的植物，教師也存在不認(rèn)識的現(xiàn)象，而借助形色APP軟件，既能提升教師的知識儲備，又能給學(xué)生提供一個快速了解植物信息的渠道。另外，形色APP還有拍照上傳的功能，即使出現(xiàn)未識別的植物，仍能讓更多的專家學(xué)者看到，并做出解答。通過這樣的途徑，師生的知識視野不斷得到拓展。這個過程，學(xué)生需要在信息化的環(huán)境中對科學(xué)知識進(jìn)行充分的理解，學(xué)生難免會遇到問題，應(yīng)及時組織小組的協(xié)作學(xué)習(xí)、交流，教師根據(jù)情況參與學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)中，學(xué)生小組是異質(zhì)結(jié)構(gòu)的，小組成員之間是可以相互啟發(fā)、指導(dǎo)的。在小組協(xié)作學(xué)習(xí)的過程中，在討論、交流中，讓學(xué)生思維動起來，促進(jìn)對數(shù)學(xué)問題的思考。教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)與探究過程，并適時地為學(xué)生的探究過程進(jìn)行指導(dǎo)。在整個教學(xué)活動中，教師借助各種信息技術(shù)手段，給予學(xué)生探究學(xué)習(xí)的機(jī)會，提供學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)策略的指導(dǎo)，采用個人自主探究和小組協(xié)作交流相結(jié)合的形式，在探究、預(yù)測、交流、解釋的過程中，鍛煉學(xué)生的合作、思考和探究能力。

（四）學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

教學(xué)過程要強(qiáng)調(diào)學(xué)生個人的自主探究、小組的協(xié)作學(xué)習(xí)。教師借助信息技術(shù)手段、校園植物資源，為學(xué)生提供合適的科學(xué)探究體驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。在探究階段，學(xué)生在“ForClass”課堂交互平臺、形色APP、人人通網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間環(huán)境中，完成校園“植物地圖”的繪制，將科學(xué)知識建立與校園實踐的聯(lián)系，經(jīng)過個人思考、小組探究，在不斷的編程與修改過程中，對問題進(jìn)行深度思考與探究，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。整個教學(xué)活動都非常重視學(xué)生的學(xué)習(xí)參與。由開始的“創(chuàng)設(shè)情境，提出問題”階段，選擇以建立與生活直觀問題的聯(lián)系，回憶所學(xué)知識，進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，要保證學(xué)生的參與。在探究的過程中，給每個學(xué)生提供動手實踐的機(jī)會，這個階段更多的是需要學(xué)生之間的小組合作、討論、互助、繪制，在這樣的小組互動過程中，學(xué)生的參與面比較廣，并且有了深度，學(xué)生逐漸開始對問題有更深入的思考，逐漸促進(jìn)學(xué)生實踐創(chuàng)新素養(yǎng)的提升。

隨著教育教學(xué)理念和信息資源、環(huán)境的不斷變化發(fā)展，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教育的需要，在教育教學(xué)中，教師要結(jié)合學(xué)科知識，深度融合信息技術(shù)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，適應(yīng)二十一世紀(jì)發(fā)展的需要。本研究基于平板中“ForClass”課堂交互平臺、形色APP、人人通網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，運用實地法、觀察法、討論法等，使學(xué)生在自主、合作、探究的氛圍中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)精神、實踐素養(yǎng)和信息素養(yǎng)的提升。

（宋行軍）