在實(shí)驗(yàn)中觀察在觀察中想象 在想象中創(chuàng)新

張建基

〔摘? ? 要〕? 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)課程教學(xué)要引領(lǐng)學(xué)生在掌握基本的科學(xué)知識、思維方法、科學(xué)方法的基礎(chǔ)上建構(gòu)學(xué)生正確的價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感。本文從明確目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)中觀察；激活思維，在觀察中想象；自主探究，在想象中創(chuàng)新；整合資源，在創(chuàng)新中實(shí)踐幾個(gè)方面探究小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合，旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；信息技術(shù)；整合策略

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 03? ? 058-060

隨著素質(zhì)教育的深入發(fā)展，小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合要立足于科學(xué)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，引領(lǐng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察，在想象中創(chuàng)新，在生本學(xué)習(xí)、生本探究、生本發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上推進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

一、明確目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)中觀察

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的過程中強(qiáng)調(diào)要發(fā)揮科學(xué)課程育人價(jià)值，建構(gòu)學(xué)生適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的正確的價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任。為此，小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合要引領(lǐng)學(xué)生在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上深化生本學(xué)習(xí)，在融合信息技術(shù)資源的過程中深化實(shí)驗(yàn)觀察。

（一）明確教學(xué)目標(biāo)，定位實(shí)驗(yàn)主題

陶行知先生提出，先生的責(zé)任是教學(xué)生學(xué)，不僅要教學(xué)生學(xué)會(huì)，還要教學(xué)生會(huì)學(xué)。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中教師要在明確教學(xué)目標(biāo)、定位實(shí)驗(yàn)主題的基礎(chǔ)上充分挖掘?qū)W生的潛能，鼓勵(lì)學(xué)生去積極參加實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真學(xué)習(xí)。

例如，在“種子里孕育著新生命”的教學(xué)過程中，首先明確教學(xué)目標(biāo)是在引領(lǐng)學(xué)生觀察中了解種子的外部特征，并思考種子是如何孕育新生命的。然后再綜合運(yùn)用感官在比較中觀察種子的各種特征。最后，在種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)的觀察和對比中探究綠豆發(fā)芽與土壤的關(guān)系。

（二）強(qiáng)化生本學(xué)習(xí)，深化實(shí)驗(yàn)觀察

蘇霍姆林斯基說過，兒童內(nèi)心深處根深蒂固的需求是成為發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者。小學(xué)科學(xué)教學(xué)要在注重生本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上深化實(shí)驗(yàn)觀察，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀察中去發(fā)現(xiàn)、去研究、去探索。

例如，在“種子長出了根”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，生本學(xué)習(xí)將鳳仙花長根的過程進(jìn)行了認(rèn)真的記錄，其中的實(shí)驗(yàn)觀察主要從兩個(gè)方面深化生本學(xué)習(xí)：一是生本觀察，強(qiáng)化細(xì)節(jié)的觀察和文字的記錄，尤其是根的生長變化，如長度、大小等方面的變化；二是生本整理，引領(lǐng)學(xué)生融入信息技術(shù)資源，將觀察情況與相關(guān)科學(xué)知識進(jìn)行對照，在對比中發(fā)現(xiàn)問題，研究問題。

（三）融合信息技術(shù)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

華羅庚先生提出，科學(xué)成就是由一點(diǎn)一滴積累起來的，唯有長期的積聚才能由點(diǎn)滴匯成大海。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中教師要在融合信息技術(shù)的過程中引領(lǐng)學(xué)生科學(xué)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)的累積和分析中進(jìn)行探究實(shí)踐。

例如，在“綠豆種子發(fā)芽和土壤的關(guān)系”的對比實(shí)驗(yàn)開展中，信息技術(shù)的融合實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)觀察數(shù)據(jù)的整理，一是1號組在土壤中種子的發(fā)芽情況與2號組無土壤中種子的發(fā)芽情況的記錄；二是每天記錄情況和相關(guān)數(shù)據(jù)的更新；三是對比實(shí)驗(yàn)中對數(shù)據(jù)的初步分析和整合，在擇取其中的關(guān)鍵點(diǎn)中分析種子發(fā)芽與土壤的關(guān)系，并在對比分析中探究土壤在種子發(fā)芽中的作用。

二、激活思維，在觀察中想象

《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》中提出在盤活資源中重在集成，在內(nèi)外聯(lián)動(dòng)中重在融合，在優(yōu)化數(shù)字智慧平臺(tái)中豐富科學(xué)教育資源。小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合要在激活思維中引領(lǐng)學(xué)生在觀察中想象，在盤活各種資源中拓寬學(xué)生的視野。

（一）激活理論思維，在觀察中思考

法布爾提出，科學(xué)上最好的助手是自己的頭腦，而不是別的東西。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中教師要注意引領(lǐng)學(xué)生在手腦并用、手腦雙全中激活理論思維，在觀察中思考。

例如，在研討“住房的基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)”的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)將住房的結(jié)構(gòu)通過模型以實(shí)物化的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前。這里的教學(xué)主要通過三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行：一是在信息技術(shù)的運(yùn)用中將住房的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)在模擬建造的演示過程中以直觀的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，便于學(xué)生的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)和針對性認(rèn)知；二是實(shí)物化展示將住房的基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生可以選擇感興趣的地方進(jìn)行深入觀察并思考；三是小組探究和發(fā)現(xiàn)，引領(lǐng)學(xué)生在分散和集中思維的整合中，以小組探究的方式激活理論思維，在觀察中思考并梳理住房的基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)。

（二）激活實(shí)驗(yàn)思維，在觀察中想象

杜威指出，科學(xué)的巨大成就是以大膽的幻想為出發(fā)點(diǎn)的。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中要注意在基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的過程中激活學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維，引領(lǐng)學(xué)生在觀察中想象，進(jìn)而推進(jìn)概念的形成，模型的建構(gòu)，強(qiáng)化學(xué)生在對感性認(rèn)識材料進(jìn)行加工處理的過程中實(shí)現(xiàn)歸納與演繹的統(tǒng)一。

例如，在“住房的基本結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中，引領(lǐng)學(xué)生在認(rèn)知框架、承重、戶型和采光等方面的基本結(jié)構(gòu)要求后，結(jié)合自己的生活實(shí)踐，依托信息技術(shù)的優(yōu)勢，整合相關(guān)科學(xué)資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在觀察中想象如果框架、承重、戶型和采光發(fā)生了變化會(huì)出現(xiàn)怎樣的問題，哪些地方能變，哪些地方不能變。一是學(xué)生從自己居住的地方進(jìn)行住房結(jié)構(gòu)的分析，在觀察中想象如果戶型設(shè)計(jì)發(fā)生變化會(huì)有哪些優(yōu)勢，又存在哪些安全隱患等；二是指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合新聞中出現(xiàn)的因?yàn)槊つ垦b修而造成承重墻的損害，為此整棟大樓的居民受到危害，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失；三是進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)思維中以模型的方式進(jìn)一步探究住房基本結(jié)構(gòu)發(fā)展變化和科學(xué)革新的路徑。

（三）激活計(jì)算思維，在觀察中推理

亞里士多德指出，智慧不僅僅存在于知識之中，而且還存在于運(yùn)用知識的能力之中。為此，小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合中教師要發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)知識、運(yùn)用知識的能力，在激活計(jì)算思維中指導(dǎo)學(xué)生在觀察中推理。尤其是通過對觀察結(jié)果的比較與分類、歸納與演繹、分析與綜合中建構(gòu)學(xué)生的批判性思維，在理論與實(shí)踐的融合中推進(jìn)學(xué)生的探索與創(chuàng)新。

例如，在“關(guān)于塔臺(tái)建造”相關(guān)知識的學(xué)習(xí)過程中，信息技術(shù)的融入推進(jìn)了學(xué)生對塔臺(tái)的項(xiàng)目成本、項(xiàng)目安全性的基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，同時(shí)也在設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型和制作塔臺(tái)模型中通過模擬動(dòng)態(tài)視頻的呈現(xiàn)將相關(guān)過程進(jìn)行了形象化展示，而在測試塔臺(tái)模型中，要激活學(xué)生的計(jì)算思維，除文本中提出的高度、承重、抗風(fēng)和抗震的測試要求以外，學(xué)生要結(jié)合信息資源中的其他問題和安全隱患在觀察中進(jìn)行推理，拓展塔臺(tái)測試的項(xiàng)目，并在評估中改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，通過科學(xué)推理實(shí)現(xiàn)塔臺(tái)設(shè)計(jì)的科學(xué)化、塔臺(tái)評估的安全化。

三、自主探究，在想象中創(chuàng)新

葉圣陶先生提出，教育教學(xué)要在啟發(fā)誘導(dǎo)中引領(lǐng)學(xué)生舉一反三、觸處自伸，在疑難自決、是非自辯、斗爭自奮和高精自探中實(shí)現(xiàn)自求得之。小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合為學(xué)生的自主探究提供了學(xué)習(xí)平臺(tái)，通過信息資源的運(yùn)用推進(jìn)了學(xué)生在想象中創(chuàng)新。

（一）生本探究，在想象中思考

陶行知先生強(qiáng)調(diào)要以生活為中心，教給學(xué)生活的書、真的書、動(dòng)的書和用的書。小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合需要在生本探究中引領(lǐng)學(xué)生去學(xué)真、學(xué)活、學(xué)動(dòng)和學(xué)用，鼓勵(lì)學(xué)生在想象中思考，在探究中發(fā)現(xiàn)。

例如，在“模擬安裝照明電路”的教學(xué)過程中，引領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)基本照明電路的安裝流程基礎(chǔ)上，通過信息技術(shù)的運(yùn)用將安裝流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化展示，然后從三個(gè)方面進(jìn)行探究。一是模擬實(shí)驗(yàn)的生本探究。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生在模擬進(jìn)行線路安裝的過程中深化對文本知識的學(xué)習(xí)、理解和運(yùn)用。二是問題導(dǎo)向的生本探究。引領(lǐng)學(xué)生思考在安裝照明電路中如何運(yùn)用當(dāng)前的高科技信息為照明提供更優(yōu)化的服務(wù)。有的學(xué)生提出了聲控?zé)舻倪\(yùn)用，并指出在聲控?zé)舻恼彰麟娐钒惭b中只是單獨(dú)安裝了一個(gè)關(guān)于聲控的設(shè)備，這樣可以通過語音識別實(shí)現(xiàn)聲控的便利。同時(shí)學(xué)生提出這個(gè)聲控?zé)粢泊嬖谥鴨栴}，如路人的聲控，會(huì)造成用電的浪費(fèi)。三是想象創(chuàng)新的生本探究。要解決學(xué)生在想象和思考中的問題，就需要針對問題進(jìn)行生本探究，指導(dǎo)學(xué)生通過查找網(wǎng)上相關(guān)資源或者課下請教電工師傅有效地解決問題。

（二）合作探究，在思考中創(chuàng)新

“科學(xué)是老老實(shí)實(shí)的東西，他要靠許許多多的人民的勞動(dòng)和智慧積累起來。”李四光對科學(xué)的解讀，在指導(dǎo)當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要注意在信息技術(shù)的整合中推進(jìn)學(xué)生的合作探究，引領(lǐng)學(xué)生在集思廣益地思考和探究中實(shí)現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)新。

例如，在“電路中的開關(guān)”教學(xué)中，首先通過信息技術(shù)的實(shí)物呈現(xiàn)，引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識到小開關(guān)的結(jié)構(gòu)包括刀片、底座和接線柱，并指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到刀片是導(dǎo)體，底座是絕緣體，接線柱外面是絕緣體，里面是導(dǎo)體，學(xué)生在觀察圖片中思考線路中開關(guān)怎樣控制燈泡的亮滅；然后指導(dǎo)學(xué)生在觀看視頻中學(xué)習(xí)運(yùn)用身邊的材料進(jìn)行小開關(guān)的制作，觀察思考身邊的開關(guān)的原理；最后再根據(jù)小視頻思考創(chuàng)新運(yùn)用電路開關(guān)的方法，如通過對控制紅綠燈電路開關(guān)的練習(xí)，思考創(chuàng)新生活中開關(guān)的制作和運(yùn)用原理。

四、整合資源，在創(chuàng)新中實(shí)踐

《中國教育現(xiàn)代化2035》中提出，要加快信息化時(shí)代化教育變革，建立數(shù)字教育資源共建共享機(jī)制。小學(xué)科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合通過資源共建共享，引領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中實(shí)踐。

（一）整合信息資源，在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新

“科學(xué)也需要?jiǎng)?chuàng)造，需要幻想，有幻想才能打破傳統(tǒng)的束縛，才能發(fā)展科學(xué)?！惫魧τ诳茖W(xué)的分析，指導(dǎo)當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中教師要注意在整合信息資源的過程中引領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新。

例如，在“合理利用能源”的教學(xué)中，首先在整合信息資源中通過圖片的播放引領(lǐng)學(xué)生了解當(dāng)前能源的消耗對環(huán)境的影響，如溫室效應(yīng)。然后通過認(rèn)識模擬實(shí)驗(yàn)材料了解模擬太陽能的材料，通過太陽能電池板了解正極、負(fù)極和發(fā)光二極管的正負(fù)極和面包板，從發(fā)光二極管的發(fā)亮和蜂鳴器的鳴叫中了解太陽能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)驗(yàn)過程。然后，引領(lǐng)學(xué)生思考在生活中除了太陽能還有哪些清潔能源可以有效利用，在創(chuàng)新思維中拓寬學(xué)生的科學(xué)視野，引領(lǐng)學(xué)生在信息資源的整合中探究更加寬闊的能源空間。

（二）整合社會(huì)資源，在創(chuàng)新中實(shí)踐

陳鶴琴先生在活教育理念中強(qiáng)調(diào)要把握大自然、大社會(huì)的活教材。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中要充分整合社會(huì)資源，引領(lǐng)學(xué)生在創(chuàng)新中實(shí)踐。

例如，在“讓資源再生”的教學(xué)中，面對這個(gè)社會(huì)性問題，小學(xué)科學(xué)教學(xué)要引領(lǐng)學(xué)生在走進(jìn)課堂、跳出課堂的過程中融入并整合社會(huì)資源，在信息技術(shù)的運(yùn)用中了解當(dāng)前社會(huì)對資源再生課題探究的基本情況，然后在創(chuàng)新理念的提出中融入社會(huì)實(shí)踐，強(qiáng)化創(chuàng)新思維的科學(xué)性和可行性。

總之，小學(xué)科學(xué)與信息技術(shù)的有效整合是當(dāng)前素質(zhì)教育發(fā)展的重要方向，也是課堂教育教學(xué)的改革趨勢，作為教師要樹立以生為本、立德樹人的教育理念，引領(lǐng)學(xué)生熱愛科學(xué)、熱愛自然、熱愛生活，在實(shí)驗(yàn)中觀察，在想象中創(chuàng)新，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李思凡.信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效應(yīng)用[J].中小學(xué)電教（教學(xué)），2022（11）：91-93.