智慧教育助力科學教學初探

〔摘" "要〕" 隨著信息技術的迭代更新，以智慧教育為導向的小學科學課堂教學改革已經(jīng)成為教育發(fā)展趨勢。智慧教育是指通過信息技術手段，實現(xiàn)教育資源的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為教育教學提供個性化、高效化的服務。科學教師需要結合實際情況，在教學中不斷探索與總結技術助力高效課堂的方法和策略。

〔關鍵詞〕" 小學科學；智慧教育；實踐探索

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0133-03

科學教育是落實立德樹人根本任務的重要途徑，科學課堂是培育國家戰(zhàn)略科技力量的基礎陣地。教師不能在今天的課堂用昨天的教學手段培育孩子，要讓他們適應未來的發(fā)展變化。在信息技術不斷迭代更新的背景下，小學科學教師應基于智慧教育，合理地將智能化教學技術廣泛應用到教學之中，實現(xiàn)教學方式、教學內容的變化與創(chuàng)新，提高學生學習興趣，促進學生主動學習，最終實現(xiàn)提升科學核心素養(yǎng)、實現(xiàn)全面發(fā)展的目的。當智慧教育真正落實到課堂，隨之而來的是對智慧手段如何適配教學內容？如何才能做到合理高效應用等諸多問題的思考。本文以蘇教版教材為探究實踐內容，例談智慧教育在科學課堂的應用。

一、智慧教育助力科學教學的意義

（一）符合政策要求

2024年12月，教育部辦公廳印發(fā)通知，探索中小學人工智能教育實施途徑，加強中小學人工智能教育。通知明確要求堅持立德樹人，堅持以人為本，遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，以人工智能引領構建以人為本的創(chuàng)新教育生態(tài)，引導學生正確處理人與技術、社會的關系，促進思維發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高解決實際問題的能力。堅持激發(fā)興趣，引導學生廣泛參與探究實踐，強調學用結合，培養(yǎng)學生科學興趣和科學精神，提升數(shù)字素養(yǎng)與數(shù)字技能。

（二）體現(xiàn)科學課程標準理念

新課標課程理念提出要面向全體學生，立足素養(yǎng)發(fā)展；激發(fā)學習動機，加強探究實踐；重視綜合評價，促進學生發(fā)展。在智慧教育科學課堂上，運用隨機選人、全班作答、作業(yè)提交等功能為全體學生提供了公平的學習與發(fā)展機會；在以探究和實踐為主的學習活動中，傳統(tǒng)課堂往往出現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)展示不全面、實驗現(xiàn)象不直觀、效果呈現(xiàn)不佳等教學問題，智慧教育學生作答、教學視頻展臺等功能便彌補了這一弊端；在綜合評價方面，智慧教育手段充分發(fā)揮教師、學生、家長等多主體參與評價的積極性，使課堂評價、作業(yè)評價、單元與期末評價都有數(shù)據(jù)支撐、均能留下評價依據(jù)材料。

（三）落實思維型教學原理

為了更好地落實新課程理念，小學科學學科教學遵循思維型教學原理，即動機激發(fā)、認知沖突、自主建構、自我監(jiān)控以及應用遷移。在這一背景下，科學教師一直踐行科學探究過程以及思考在探究過程中學生科學思維的培養(yǎng)，力爭構建思維型課堂。

在小學科學課堂上應用智慧教育，首先，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。學生通過運用模型建構、推理論證、交流探究等方法，可以在學習過程中逐步培養(yǎng)這些能力。其次，智慧教育能夠激發(fā)學生的學習興趣，引發(fā)他們的獨立思考，這是課堂教學的核心目標。在這個過程中，學生不僅可以獲取科學知識，還可以更好地提升思維品質。

此外，智慧教育也是課堂教學改革的一部分，目標是從知識教育走向智慧教育，從培養(yǎng)“知識人”轉為培養(yǎng)“智慧者”。這一轉變不僅符合現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢，也有助于學生更好地適應未來社會的需求。在不斷培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的背景下，小學科學的教學工作不僅要促進學生對科學基礎知識和技能的掌握，還要在教學過程中不斷培養(yǎng)學生的學習習慣。智慧教育這樣的教學方式有助于形成學生的自主學習能力，為他們的未來學習和生活打下堅實的基礎。

二、智慧教育助力科學教學初探

（一）數(shù)據(jù)采集助力學情分析

傳統(tǒng)的學情分析方法往往依賴于教師的個人經(jīng)驗和觀察，這不僅耗時耗力，而且可能存在主觀偏差。如今數(shù)據(jù)分析技術的應用可以自動收集和分析大量數(shù)據(jù)，減輕教師的工作負擔，同時也能提高學情分析的準確性。在實踐教學中，課前教師根據(jù)教學目標設置調查問卷，主要圍繞核心素養(yǎng)的四個方面，下發(fā)給各個班級，學生通過平板實現(xiàn)實時作答，教師可在后臺通過數(shù)據(jù)精準了解所授班級的學情。通過科學、客觀的數(shù)據(jù)支持，可以幫助教師調整教學設計、優(yōu)化教學流程、改進教學資源。此外，在隨堂測驗環(huán)節(jié)，教師能實現(xiàn)點對點的學習效果分析。每道題的正答率、優(yōu)秀學生、錯誤選項一目了然。課后教師也可按人查看報告，通過點陣圖呈現(xiàn)每個學生的作答時間，了解學生思考經(jīng)歷，分析每個學生的課堂掌握情況。

（二）全班作答助力主動參與

認知神經(jīng)科學家迪昂在他的《精準學習》一書中提到：注意、主動參與、錯誤反饋和鞏固是學習成功的秘訣。其中，主動參與也被稱為好奇心的運算，鼓勵著我們的大腦去不斷測試新的假設。如何保持學生的專注力和課堂參與度，長久以來是教師比較頭疼的問題。在技術發(fā)展的今天，科學教師可在課上通過屏幕推送實現(xiàn)全班作答、小組作答、PK作答等多種形式的全班參與。

在探究與實踐的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)全班作答的圖畫功能可以很好地收集學生課上的思維活動證據(jù)。實現(xiàn)激發(fā)學生認知的沖突，不斷進行自我監(jiān)控和修正，驅動科學思維的發(fā)展的效果。例如，在蘇教版科學五年級上冊《云和霧》一課學習前，教師發(fā)布全班作答任務，在圖片上畫出你認為云和霧的成因；在教學完成后，讓學生對課前的圖畫進行修正，從而了解學生的認知水平是否提高或轉變。在蘇教版科學四年級下冊《用種子繁殖》一課，教師引導學生解剖蠶豆種子后，將觀察到的內部結構畫下來；教師總結種子結構后，學生進行第二次繪畫，通過前后兩次對比使學生前后思維變化直觀呈現(xiàn)出來，進而達到自我反思與評價的作用。

小組作答和PK作答通過實時互動和即時反饋能夠吸引學生持續(xù)參與，以競技的形式進行，能夠激發(fā)參與者的競爭意識，學生會更加努力地學習和答題，以提高自己的排名和獲勝率。

（三）互動游戲助力課堂反饋

電子游戲之所以容易讓人沉迷，筆者認為有兩點。其一在于及時反饋的互動感；其二在于游戲設計師知道如何通過將簡單關卡和困難關卡組合起來，并讓你可以自由選擇多次通過相同難度的關卡來降低失敗和受挫的風險，從而獲得愉悅的感覺?；诖耍覀兊目茖W課堂也可以借助技術手段，依據(jù)教材內容設置恰當?shù)幕佑螒颉?/p>

在智慧課堂互動模塊教師可以設置分類游戲、連線游戲、知識翻翻卡、找碴兒游戲等等。例如蘇教版科學四年級下冊《龐大的“家族”》以及四年級上冊的《魚類》《鳥類》《哺乳動物》等這些以科學概念建立為重點的課，可設置分類游戲，“幫昆蟲、非昆蟲找到家”“是魚類？還是非魚類？”學生通過拖動圖片或文字到相應分類欄中，參與活動。這一教學環(huán)節(jié)實現(xiàn)了教師和學生的雙向反饋。學生作答完畢提交即可反饋正誤，無須等待其他同學答完，自己也可以重新作答。這一教學環(huán)節(jié)對于學生來說，是在快樂中收獲了自我評價和練習鞏固的機會；對于教師而言，是對本堂課教學效果的檢驗和反饋，能更好地了解學情，為后續(xù)教學調整提供數(shù)據(jù)支持。

（四）習慣打卡助力長期觀察

能運用感官或選擇合適工具觀察、描述、收集信息是3～6年級在探究實踐上的教學目標。但在教學實踐中卻發(fā)現(xiàn)很多學生無法養(yǎng)成長期觀察的習慣，容易半途而廢，進而造成學生無法體驗科學探究的全過程，對于教師來說這也成了教學的難點。

利用智慧教育習慣打卡功能，教師通過平板發(fā)布任務，設置打卡天數(shù)，明確學生提交形式，還可以設置補卡功能給未能及時打卡觀察的同學繼續(xù)探究的信心。此外，為培養(yǎng)小學生對事物觀察的好奇心和求知欲，基于觀察本身如實地記錄和報告觀察信息，教師要定時地進行線上線下的評價和反饋，尤其在長期觀察的中后段學生容易放棄，要增強師生、生生互動。這種智慧教育手段可以應用于長周期的植物生長變化觀察、月相的觀察、蠶寶寶的飼養(yǎng)活動記錄或拓展觀察雞蛋的孵化過程等。

（五）資源分享助力自主學習

《義務教育課程方案（2022年版）》提出堅持創(chuàng)新導向。凸顯學生主體地位，關注學生個性化、多樣化的學習和發(fā)展需要，增強課程適宜性。在傳統(tǒng)的教學過程中，有時教師想布置課前預習任務、課后進行拓展資源分享沒有途徑，學生自己收集學習資源費時費力，還容易接收到魚目混珠的錯誤信息。因此，為解決這樣的問題需要借助恰當?shù)募夹g手段。

智慧教育資源分享功能是一種在線教育工具，旨在幫助學生自主學習。通過這個功能，學生可以與其他學生、教師和家長共享學習資料、課程筆記、心得體會等，從而提高學習效果和興趣。鼓勵學生自主學習，培養(yǎng)學生的自主學習能力。學生可以根據(jù)自己的興趣和需求，選擇合適的學習資源，制定學習計劃，獨立完成學習任務。例如五年級下冊《微小的生命體》一課中有提前制作小水塘活動，可以采用課前視頻資源分享的方式，先讓學生了解制作方法，以便本節(jié)課學生活動順利開展。例如四年級上冊“簡單電路”單元以及五年級上冊《雨和雪》、三年級下冊《聲音的傳播》、五年級下冊《發(fā)霉與防霉》等課，學生可通過平板進行虛擬實驗操作，使抽象的知識變得直觀，這樣的即時互動與反饋，不限時空和次數(shù)，學生學習的沉浸感很強。此外，反映經(jīng)濟社會發(fā)展新變化、科學技術新成果的教學資源可分享至班級，供學生課后學習拓展提升。

三、總結與展望

智慧教育在小學科學課堂的應用前景非常廣闊，有望為小學科學教育帶來革命性的變革。本文主要從教師角度闡述智慧教育手段在課堂上的應用，以實現(xiàn)“以‘智’助教、以‘智’助學”。在如今的智慧課堂上，已經(jīng)可以看到越來越多的教師能靈活地應用隨堂檢測、數(shù)據(jù)診斷、拍照上傳、投屏匯報、全班作答、隨機點名、隨機搶答、隨機批改等功能助力教學。其實，關于智慧教育的開發(fā)與應用已經(jīng)不僅限于教與學這兩個方面。它還實現(xiàn)了以‘智’助評、以‘智’助育、以‘智’助研、以‘智’助管”等相關的應用場景實踐，涵蓋集體備課、課堂教學展示、課后學生訪談及評研等環(huán)節(jié)，為科學教學發(fā)展注入新活力。

在不斷地實踐探索中，筆者發(fā)現(xiàn)智慧教育的應用，不僅是借助信息化設備完成教學，更多的是強調教師要創(chuàng)新教育理念與教學方法，積極進行教學改革，提高教學效率。只有教師適應時代變化，結合實際運用恰當?shù)男畔⒓夹g手段，才能賦能提質科學課堂，未來才能培養(yǎng)出更多具備創(chuàng)新精神和實踐能力的科學人才。

參考文獻

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