智慧課堂背景下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

〔摘" " 要〕" 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)器材和空間等種種因素的影響，常規(guī)模式的實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生大多難以得到授課教師的個(gè)性化、具有針對(duì)性的指導(dǎo)，較為匱乏之處還體現(xiàn)在生生之間的有效的協(xié)作，分組合作實(shí)驗(yàn)不易產(chǎn)生實(shí)效，故課堂效率不高。在信息技術(shù)支撐下的智慧型課堂中， 如何打破傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，充分挖掘教學(xué)資源，更好地使用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。成為每一位小學(xué)科學(xué)教師的思考題。本文以《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課為例，淺談基于智慧課堂的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的初步探究。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；智慧課堂；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；自主學(xué)習(xí)

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " "〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2024）" 08" " 061-063

教育部印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中指出，要充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供有效的學(xué)習(xí)工具和豐富多彩的教育環(huán)境。"在人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)不斷發(fā)展的今天，在我們的教學(xué)中，以往的模式已不能適應(yīng)廣大學(xué)生在學(xué)習(xí)中的個(gè)性化需求，這便是智慧課堂產(chǎn)生的原因。

一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困惑

當(dāng)前，信息技術(shù)在科學(xué)教學(xué)中有所普及，教育部門給予了一定的支持，但從整體上看，我國(guó)小學(xué)信息化教育還處于起步階段，以鄉(xiāng)村小學(xué)為例，設(shè)備未得以有效利用，僅是在一些公開課中使用，雖然很多學(xué)校都配有多媒體設(shè)備和計(jì)算機(jī)。此外，淺薄的課程結(jié)合程度和信息技術(shù)挖掘造成了無(wú)針對(duì)性的所謂的信息化教學(xué)。由于內(nèi)容、器材及空間等各方面的限制，小學(xué)科學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)課往往存在如下問題。

（一）教學(xué)質(zhì)量不高

好奇心強(qiáng)是小學(xué)生普遍的心理特點(diǎn)，"因而大多數(shù)學(xué)生對(duì)科學(xué)課上的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)非常感興趣，但學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度很容易只停留在玩的層面，而無(wú)法展開真正意義的探索，這源于教師未及時(shí)向?qū)W生指明實(shí)驗(yàn)的方向性、實(shí)用性，只對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙蠹右蕴嵝眩L(zhǎng)期下去，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果必然會(huì)受到影響。

（二）分組實(shí)驗(yàn)缺乏溝通

常規(guī)模式的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課通常采用兩種實(shí)驗(yàn)方式：一種是由教師和2～3名學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)，"其他學(xué)生在座位上觀看實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)基本上僅有一組，過(guò)于單一。在分析這樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，不利于發(fā)展學(xué)生的思維，甚至?xí)绊懰麄儗?duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。另一種是分組實(shí)驗(yàn)。雖然得來(lái)的數(shù)據(jù)并不單一，"但增加的數(shù)據(jù)不能在全班實(shí)現(xiàn)有效共享，較為閉塞，通常都是由教師在短時(shí)間內(nèi)粗略展示其他小組的數(shù)據(jù)，學(xué)生無(wú)法細(xì)致深入地對(duì)比、琢磨，只能分析本組的數(shù)據(jù)，嚴(yán)重缺乏與其他組學(xué)生的有效溝通。

（三）合作實(shí)驗(yàn)效果不理想

常規(guī)的“分組合作”在實(shí)際教學(xué)中往往不具實(shí)效："其一，在某些小組中，有的學(xué)生不顧組員們的想法觀點(diǎn)，從始至終獨(dú)自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其二，有的學(xué)生不能正確定位自己在課堂小組中的角色。學(xué)生之間很難做到合作，分工不明確，甚至沒有分工。以《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課為例，本節(jié)內(nèi)容是小學(xué)階段比較復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容，是選自教科版小學(xué)科學(xué)五下“沉和浮”這一單元的內(nèi)容。"結(jié)合該單元對(duì)物體沉浮的多方面的解釋和學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)（物體本身是他們對(duì)沉浮的關(guān)注點(diǎn)，"極少會(huì)關(guān)注到液體的性質(zhì)），本節(jié)課將帶領(lǐng)學(xué)生通過(guò)探索不同種類的液體、不同濃度的同種液體對(duì)馬鈴薯沉浮的影響，"助力學(xué)生感知液體密度，將浸在液體中物體所受浮力的大小與該液體的密度相聯(lián)系。此外，本節(jié)內(nèi)容，涉及步驟復(fù)雜且煩瑣的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生多多少少都會(huì)在實(shí)驗(yàn)中存在一些誤區(qū)，需要教師及時(shí)對(duì)其輔導(dǎo)，因受于空間與時(shí)間的限制，教師難以在有限的時(shí)間內(nèi)為諸多學(xué)生解答疑問，導(dǎo)致有些實(shí)驗(yàn)小組完成的效果較差。而且某些小組實(shí)驗(yàn)的精彩瞬間很難呈現(xiàn)給其他小組，只能等結(jié)束后口頭復(fù)述。若僅僅根據(jù)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就得出普遍性結(jié)論，并不利于學(xué)生科學(xué)探究以及對(duì)他們科學(xué)態(tài)度等素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、智慧課堂的優(yōu)勢(shì)分析

（一）教師角色的改變

常規(guī)的實(shí)驗(yàn)課大多沒有給學(xué)生留下時(shí)間和思考空間，部分學(xué)生由于時(shí)間、空間等因素的阻礙，未能受到個(gè)性化指導(dǎo)。而智慧課堂上，學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度由自己掌控，有足夠的思考時(shí)間。自學(xué)及反復(fù)學(xué)習(xí)微課未能解決的問題可組內(nèi)探討解決，若仍然無(wú)法解決，教師此時(shí)應(yīng)給予學(xué)生“腳手架”。這樣一來(lái)，課堂上學(xué)生的主體地位可得以大幅度提升。

（二）學(xué)習(xí)方式的改變

常規(guī)的實(shí)驗(yàn)課難以體現(xiàn)學(xué)生探究的自由與開放，大多由教師“全面安排”。智慧課堂的學(xué)生學(xué)習(xí)方式有所不同，能夠進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。按任務(wù)提示了解探究目的，理清事項(xiàng)，結(jié)合微課思考實(shí)驗(yàn)步驟。若遇到不確定的步驟和操作，可再去學(xué)習(xí)微課。

（三）交流方式的改變

智慧課堂上，在分析學(xué)生各組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，班級(jí)并不是相互分割的，而是一個(gè)密切交流的整體。實(shí)驗(yàn)中有重要意義的瞬間得以記錄下來(lái)，并實(shí)時(shí)與全班同學(xué)共享。學(xué)生思維得以碰撞，數(shù)據(jù)得以由組內(nèi)的單一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向班級(jí)較為全面、較為科學(xué)的“大數(shù)據(jù)”。在仔細(xì)分析各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貧w納精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，有效、高質(zhì)量的交流合作得以實(shí)現(xiàn)。

三、智慧課堂背景下的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

讓技術(shù)服務(wù)于教學(xué)，服務(wù)于學(xué)生和教師，讓教師和學(xué)生得到認(rèn)可，是教育信息化至關(guān)重要的步驟。為給小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入新活力，充分發(fā)揮線上教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，筆者提出了基于智慧課堂的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將學(xué)習(xí)過(guò)程主要分為以下6個(gè)階段。

（一）根據(jù)微課自主體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

首先，教師在線上平臺(tái)發(fā)布微課、動(dòng)畫等資源。針對(duì)本節(jié)課，課堂一開始，"教師可以創(chuàng)編一個(gè)魔術(shù)，"打破學(xué)生的慣性思維，"讓液體對(duì)沉浮的影響成為學(xué)生此時(shí)的關(guān)注點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，"讓學(xué)生對(duì)“這杯可以讓馬鈴薯浮起來(lái)的液體和水的不同”加以判斷，"從而引入小實(shí)驗(yàn)——滴液加熱。學(xué)生根據(jù)自身習(xí)慣和能力，通過(guò)線上平臺(tái)，自主學(xué)習(xí)教師所提供的關(guān)于滴液加熱實(shí)驗(yàn)操作的微課，之后以小組為單位，"自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，"發(fā)現(xiàn)讓馬鈴薯浮起來(lái)的液體中加入了溶解的物質(zhì)。他們可能會(huì)產(chǎn)生疑問：為什么向水中加入了溶解的物質(zhì)，就可以使馬鈴薯浮起來(lái)呢？以微課把學(xué)生引入相關(guān)情境，由疑啟思，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)進(jìn)一步探究。

（二）通過(guò)微課了解實(shí)驗(yàn)器材，明確相關(guān)操作

在“調(diào)制一杯能讓馬鈴薯浮起來(lái)的鹽水”這一實(shí)驗(yàn)中，需要學(xué)生明確的操作步驟和規(guī)范比較多（比如，在實(shí)驗(yàn)中如何加鹽或糖、如何取放馬鈴薯、什么時(shí)候調(diào)制結(jié)束等問題），因此，教師應(yīng)在課前將這些內(nèi)容錄制成微課，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)使用（其一，觀看微課中的操作；其二，對(duì)照分發(fā)的器材進(jìn)行觀察或動(dòng)手操作）。該環(huán)節(jié)的主要目的是讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)器材、掌握實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)，為接下來(lái)的實(shí)踐探究奠定基礎(chǔ)。

（三）依據(jù)任務(wù)自主實(shí)驗(yàn)，共享實(shí)驗(yàn)精彩瞬間

實(shí)驗(yàn)前，教師精心設(shè)置問題“拋給”學(xué)生，比如，現(xiàn)在給水中加入了溶解的物質(zhì)，是否一定能使馬鈴薯浮起來(lái)呢？進(jìn)而引出實(shí)驗(yàn)：調(diào)制一杯能使馬鈴薯浮起來(lái)的液體，"還要找到溶解物質(zhì)的最少量。學(xué)生分"A、B兩隊(duì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，"每隊(duì)分三個(gè)小組，A隊(duì)使用糖作為溶解物質(zhì)，"B隊(duì)使用鹽作為溶解物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中，"各小組隨時(shí)在學(xué)生應(yīng)用端記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)"（包括放入幾瓶蓋物質(zhì)和馬鈴薯的沉浮狀態(tài)）。教師全程巡回指導(dǎo)并幫助學(xué)生答疑解惑。在操作過(guò)程中，每個(gè)小組還可以把實(shí)驗(yàn)中比較有意義的、有趣的現(xiàn)象以拍攝圖片、視頻等方式發(fā)送至公共平臺(tái)，全班共享。同時(shí)，各組可進(jìn)一步交流。需要強(qiáng)調(diào)的是，在實(shí)驗(yàn)前，教師為各小組安排實(shí)驗(yàn)中所需的角色（如操作員、記錄員、分析員、匯報(bào)員等）是至關(guān)重要的。學(xué)生自行選擇相應(yīng)的角色，"從而明確自己在組中的任務(wù)。這樣一來(lái)，組內(nèi)毫無(wú)秩序，或者做完實(shí)驗(yàn)卻不知實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡默F(xiàn)象就避免了。為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，避免過(guò)度關(guān)注某一角色而造成學(xué)生發(fā)展的“失衡”，成員在組內(nèi)所擔(dān)任的角色要定期輪換。

（四）利用在線文檔匯集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生互動(dòng)

為方便匯集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，授課教師需提前用騰訊文檔設(shè)計(jì)一份各組數(shù)據(jù)記錄表，分享給學(xué)生，且勾選“獲得鏈接的人可編輯”（這樣一來(lái)，每組都可以編輯，且每個(gè)組的編輯情況都可以自動(dòng)同步到全部設(shè)備的文檔中）。在把自己所在組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入在線文檔后，各小組就能得到全班所有組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。使用騰訊文檔收集學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得以高效實(shí)時(shí)共享，使班級(jí)間的互動(dòng)更為快捷，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生間有效的互動(dòng)，互相學(xué)習(xí)，共同提高。

（五）分析“大數(shù)據(jù)”得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生處理數(shù)據(jù)能力

在該環(huán)節(jié)，教師的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)。學(xué)生則主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，"主動(dòng)思考，"得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。例如，"通過(guò)觀察“大數(shù)據(jù)”，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)各小組放入物質(zhì)的量各不相同，"所以能夠?qū)Ρ瘸稣l(shuí)在水中放入了相對(duì)少的物質(zhì)，并主動(dòng)反思本小組在操作上存在的問題;還有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)用糖調(diào)制液體比用鹽調(diào)制效率要低，所以想要進(jìn)一步探尋換成其他的物質(zhì)?！笆剐●R鈴薯浮起來(lái)的液體，能否讓巨型馬鈴薯也浮起來(lái)”，"可稱為一個(gè)“認(rèn)知陷阱”?；谶@一點(diǎn)，在課堂的最后，"教師可取一巨型馬鈴薯，"請(qǐng)學(xué)生判斷。學(xué)生因好奇而爭(zhēng)相嘗試判斷。而答案會(huì)關(guān)聯(lián)此前學(xué)過(guò)的知識(shí)，"讓學(xué)生可以在頭腦中形成對(duì)物體沉浮的整體認(rèn)知。分析由全班各個(gè)小組搜集、匯總而形成的“大數(shù)據(jù)”比只分析單個(gè)組內(nèi)的數(shù)據(jù)更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)、更有意義。此外，分析其他小組的數(shù)據(jù)能加深學(xué)生對(duì)規(guī)律的認(rèn)知，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力十分有益。

（六）在線評(píng)價(jià)互動(dòng)反思，對(duì)學(xué)生進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)

各小組可以對(duì)本組的學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié)反思，"在學(xué)生端以獎(jiǎng)勵(lì)五角星的方式自評(píng)，然后教師對(duì)各組的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，教師端則可以點(diǎn)贊的方式，對(duì)各組的綜合表現(xiàn)進(jìn)行逐一評(píng)價(jià)。

課堂教學(xué)的改革讓智慧課堂應(yīng)運(yùn)而生。小學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律、認(rèn)知特點(diǎn)，讓智慧課堂更加適用于小學(xué)階段，未來(lái)，智慧課堂的應(yīng)用定將更加廣泛。需要我們注意的是，信息技術(shù)與教育融合下的智慧課堂，不局限于一種模式，并非適用于各個(gè)學(xué)段、各門課程。教師在運(yùn)用智慧型課堂理念授課時(shí)，"需注意，微課或是其他應(yīng)用軟件，"僅僅是課堂教學(xué)的一種工具，或者稱其為一種教學(xué)資源，"不可本末倒置。

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