應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

楊乾智(廣西壯族自治區(qū)北海市海城區(qū)教育教學(xué)研究室 536006)

陶行知先生曾說過:“先生的責(zé)任不在教,而在教學(xué),而在教學(xué)生學(xué)。”近年來,隨著我國課程教學(xué)改革的深入推進(jìn),各種教學(xué)改革的嘗試、經(jīng)驗(yàn)與成果也不斷涌現(xiàn)。其中,如何借助現(xiàn)代信息技術(shù)輔助課堂教學(xué),是教學(xué)改革嘗試中的熱點(diǎn)。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》指出,科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ),倡導(dǎo)以探究和實(shí)踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式。探究實(shí)踐活動(dòng)包括學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行的觀察、實(shí)驗(yàn)、記錄、測(cè)量、制作、調(diào)查等,小學(xué)階段學(xué)生必做探究實(shí)踐活動(dòng)共計(jì)78項(xiàng)?；诂F(xiàn)代化信息技術(shù)普遍具有呈現(xiàn)方式多樣性、內(nèi)容資源豐富性、學(xué)習(xí)形式自主性、學(xué)習(xí)環(huán)境跨時(shí)空性等多方面優(yōu)勢(shì),將其有效應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,將有助于構(gòu)建高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升教學(xué)效果,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。

一、 信息技術(shù)的概念及優(yōu)勢(shì)

1.信息技術(shù)的概念

信息技術(shù)是指以計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備等為載體,以數(shù)字化通信為基礎(chǔ),充分實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信與迅捷傳播的技術(shù)集成。在教學(xué)實(shí)踐中,信息技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)文本、圖像、視頻、音頻等不同格式載體的編輯與展現(xiàn),其多樣性的呈現(xiàn)方式,能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,其跨時(shí)空的迅捷傳播,也能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性與探究性。

2.信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

目前,應(yīng)用于小學(xué)課程中常見的信息技術(shù),包括多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)、Scratch編程軟件、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)等。這些教學(xué)中常見信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包括以下幾個(gè)方面。

一是學(xué)習(xí)資源的豐富性。各類信息技術(shù),如網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)、智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)等都存儲(chǔ)有大量的教學(xué)信息,教師可以輕松地檢索信息,并發(fā)送教學(xué)素材給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)。

二是呈現(xiàn)方式的多樣性。各類信息化軟件,如Scratch編程、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)等人機(jī)交互界面友好,呈現(xiàn)方式包括視頻、音頻、圖片、文字、模擬實(shí)訓(xùn)用具等,這些多樣有趣的呈現(xiàn)方式,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與主動(dòng)性。

三是學(xué)習(xí)環(huán)境的跨時(shí)空性?；谛畔⒓夹g(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳播優(yōu)勢(shì),學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間更加靈活,既可以在課堂中輔助教學(xué),也便于學(xué)生利用課前、課后的碎片時(shí)間,隨時(shí)隨地自主選擇學(xué)習(xí)時(shí)間、地點(diǎn),便于終身學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。

四是學(xué)習(xí)形式的自主性?；谛畔⒓夹g(shù),能為小學(xué)課程教學(xué)營造出更加開放的學(xué)習(xí)環(huán)境和更加自主的學(xué)習(xí)氛圍,學(xué)生既可以根據(jù)自身情況開展自主學(xué)習(xí),也可以利用信息技術(shù)交互性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間、師生之間的多向交流與反饋。

二、 信息技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

1.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)特點(diǎn)

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)任務(wù),主要是教師根據(jù)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃,引導(dǎo)學(xué)生觀察自然現(xiàn)象變化,親歷實(shí)驗(yàn)過程和探究實(shí)踐,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、掌握基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí),以及開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力,促進(jìn)學(xué)生良好科學(xué)素養(yǎng)形成的實(shí)踐性教學(xué)過程。因此,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)以理論教學(xué)為基礎(chǔ),以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程、動(dòng)手操練為延伸,引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,從而將科學(xué)知識(shí)真正內(nèi)化為學(xué)生的能力。

2.應(yīng)用信息技術(shù)的必要性

從上述分析可知,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)著重突出實(shí)踐性與應(yīng)用性。然而,目前普遍存在的問題是,多數(shù)小學(xué)的實(shí)驗(yàn)室條件有限,許多實(shí)驗(yàn)無法實(shí)現(xiàn)直觀展示和實(shí)踐應(yīng)用。這就有必要積極應(yīng)用信息技術(shù)來輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一方面利用信息技術(shù)呈現(xiàn)方式多樣性、內(nèi)容資源豐富性的特征,能有效克服小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的限制,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)演示的真實(shí)度,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性,為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)創(chuàng)造出有利的條件;另一方面,利用信息技術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境跨時(shí)空性、學(xué)習(xí)形式自主性的特征,改進(jìn)傳統(tǒng)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅以課堂為主的教學(xué)形式,通過信息技術(shù)強(qiáng)化課前實(shí)驗(yàn)知識(shí)的預(yù)習(xí)與引導(dǎo),以及課后實(shí)驗(yàn)知識(shí)的拓展與補(bǔ)充,最終實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的優(yōu)化。

三、 信息技術(shù)優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體策略

1.優(yōu)化目標(biāo)與要求

信息技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化目標(biāo),在宏觀上是促進(jìn)信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合創(chuàng)新,進(jìn)一步完善小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系,豐富現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法;在微觀上則是借助信息技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),改善實(shí)驗(yàn)條件,有效激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣,發(fā)展學(xué)生的思維能力,最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。在具體優(yōu)化時(shí),教師應(yīng)切實(shí)把握好信息技術(shù)的教學(xué)時(shí)機(jī),并盡量遵循以下兩點(diǎn)原則。

(1)適度性原則

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中既要合理應(yīng)用信息技術(shù),又要把握應(yīng)用的度。盡管信息技術(shù)普遍具有趣味性、交互性、直觀性等多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì),但如果在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中盲目地過多使用信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,而忽視學(xué)生親自動(dòng)手,不僅可能會(huì)造成學(xué)生各種感官的疲勞,降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,而且也達(dá)不到鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的目的。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入信息技術(shù)時(shí),應(yīng)遵循適度的原則,將其合理、適時(shí)地分配于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要環(huán)節(jié)中。

(2)交互性原則

將信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合時(shí),應(yīng)遵循交互性原則,以突出學(xué)生的教學(xué)主體地位。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,要適宜采取小組合作的方式,加強(qiáng)學(xué)生的交流、合作與探討,并通過互幫互助、溝通交流,更好地解決實(shí)驗(yàn)問題、發(fā)展科學(xué)思維。

2.優(yōu)化策略與方法

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)前的優(yōu)化策略

一是利用信息技術(shù)做好學(xué)情分析。基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)、移動(dòng)通信軟件等方式,在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)前,教師可以提前做好學(xué)生的學(xué)情分析,如學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況、學(xué)習(xí)興趣情況、知識(shí)薄弱點(diǎn)等,由此合理制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題設(shè)置、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。同時(shí),教師也可以讓學(xué)生和家長在課前進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生操作,家長拍攝微視頻,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,建立前概念。例如,教科版三年級(jí)上冊(cè)“空氣占據(jù)空間嗎?”一課,提前布置學(xué)生嘗試做“打不濕的紙巾”這一實(shí)驗(yàn),這樣嘗試性的實(shí)驗(yàn)微視頻拍攝不僅可以記錄學(xué)生的自主學(xué)習(xí),更重要的是讓猜測(cè)與驗(yàn)證的沖突激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二是利用信息技術(shù)做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)前的指導(dǎo)示范。利用多媒體課件、微視頻、Scratch 編程軟件等信息技術(shù)具有的呈現(xiàn)方式多樣性、內(nèi)容資源豐富性的特征,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前為學(xué)生指導(dǎo)示范細(xì)化的實(shí)驗(yàn)過程,展示清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)過程的理解掌握。例如,在教科版六年級(jí)上冊(cè)科學(xué)教材“洋蔥表皮玻片標(biāo)本制作”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,需要應(yīng)用許多實(shí)驗(yàn)材料,且標(biāo)本很小。如果教師只是在講臺(tái)前進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生無法看清實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前,教師有必要利用多媒體課件為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)所需的工具與材料,以及實(shí)驗(yàn)的具體過程與注意事項(xiàng)。然后在具體教學(xué)時(shí)再指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手操作,這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣,也讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程與知識(shí)有更清晰的理解,有助于實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提升。

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)化策略

一是利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。借助信息技術(shù)呈現(xiàn)方式多樣性、內(nèi)容資源豐富性的特征,可以創(chuàng)設(shè)出更加直觀、有趣的教學(xué)情境,不僅能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)習(xí)焦點(diǎn)專注于實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,迅速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài),而且通過信息技術(shù)也有利于喚醒舊知識(shí),使知識(shí)間的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng),學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中的新知識(shí)點(diǎn)也更容易理解與接受。例如,在教科版六年級(jí)上冊(cè)科學(xué)教材“觀察水中微小的生物”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師通過多媒體資源,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更貼近生活、貼近學(xué)生實(shí)際的教學(xué)情境,以便更好地導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以組織學(xué)生通過欣賞視頻資料《水中常見的微小生物》,交流觀察微小生物的結(jié)果;可以播放一段微生物裝片制作的微課,引導(dǎo)學(xué)生分小組探討解決問題等。如此一來,通過多媒體資源創(chuàng)設(shè)生活化的教學(xué)情境,不僅利用圖文并茂、生動(dòng)直觀的特點(diǎn)激發(fā)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣,而且當(dāng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的生活緊密聯(lián)系時(shí),也更符合小學(xué)生的心理特征和思維發(fā)展,進(jìn)而更容易讓學(xué)生接受新知識(shí),促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的提升。

二是利用信息技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),突破重難點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,融合應(yīng)用信息技術(shù)能夠更加清晰、具體地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程,突破教學(xué)中的重難點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容,并使教學(xué)目標(biāo)更加細(xì)化。例如,教科版四年級(jí)下冊(cè)科學(xué)教材“認(rèn)識(shí)幾種常見的巖石”一課,在以往的傳統(tǒng)課堂上,學(xué)生是通過閱讀資料或者視頻獲取巖石結(jié)構(gòu)及其形成原因的有關(guān)知識(shí),如果選擇3D 虛擬實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行教學(xué),利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以觀察到各種巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖等典型巖石的形成過程,學(xué)生甚至可以從多角度觀察巖石在每個(gè)階段發(fā)生的細(xì)微變化,認(rèn)識(shí)到這些巖石幾百年以來的形成過程、演變趨勢(shì),則有助于學(xué)生進(jìn)行記憶,同時(shí),由于畫面為立體圖形,更加貼近生活實(shí)際,能讓學(xué)生將課堂所學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化成生活中的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)后的優(yōu)化策略

基于信息技術(shù)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)后的拓展延伸,不僅能很好地彌補(bǔ)部分實(shí)驗(yàn)中存在的設(shè)備不足或知識(shí)盲點(diǎn)問題,而且還能幫助學(xué)生在課后隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程的回顧與記憶,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)后持續(xù)探究拓展的興趣。在小學(xué)科學(xué)教材中,有許多長時(shí)間探究的觀察實(shí)驗(yàn),例如,養(yǎng)蠶、種鳳仙花、種子發(fā)芽、鐵釘生銹等,完成這樣的探究實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生持續(xù)觀察和記錄。通過拍攝實(shí)驗(yàn)微記錄,可以很好地達(dá)成親子互動(dòng),讓家長幫助孩子完整地記錄整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的主要過程,為相應(yīng)的課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)有效的補(bǔ)充和延伸。

四、 結(jié)語

義務(wù)教育科學(xué)課程是一門體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程,具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。科學(xué)課程有助于學(xué)生保持對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心,從親近自然走向親近科學(xué),初步從整體上認(rèn)識(shí)自然世界,理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的關(guān)系,發(fā)展基本的科學(xué)能力,形成基本的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感,逐步樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀,為今后學(xué)習(xí)、生活以及終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)?；诂F(xiàn)代化信息技術(shù)普遍具有呈現(xiàn)方式多樣性、內(nèi)容資源豐富性、學(xué)習(xí)形式自主性、學(xué)習(xí)環(huán)境跨時(shí)空性等多方面優(yōu)勢(shì),將其有效應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,將有助于構(gòu)建高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂,從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。