新技術下的科學課堂暢想

摘 要：前段時間，常州市學科帶頭人徐春明老師給我們展示了一節數字技術支持下的科學課《冷熱和溫度》，頗受啟發，感慨萬千。

關鍵詞：科學課； 課堂啟示

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）01-084-001

在這個高新技術飛速發展的時代，物聯網、大數據、移動互聯、3D打印、平板電腦終端系統課堂模式等大批新技術的涌現，為我們的課堂帶來了很多便利，同時也可以有效彌補科學課堂現在實驗裝置不足，克服傳統課堂局限。下面我就圍繞徐老師的課堂中新技術的應用，及對未來科學課堂的可能性改變做粗淺的討論。

一、四個亮點

亮點一：使用電子溫度計對熱水變涼的過程進行連續的測量

傳統的《冷熱和溫度》課堂上，連續測量一杯熱水變涼的過程采用的都是手持式玻璃溫度計，這種溫度計測量過程中存在諸多缺點：1.不容易操作；2.刻度過細；3.屬于是玻璃制品，易碎。而徐老師這次使用電子溫度計對水溫變化進行了測量，克服了傳統測量方法帶來的弊病。尤其在連續測量水溫的過程中更加方便，簡化了實驗裝置，而且獲得準確的數據，為接下來分析數據奠定了基礎。

亮點二：利用無線網絡覆蓋下的平板電腦終端系統，提供電子溫度計使用方法的指導

本節課，面對電子溫度計的使用，教師沒有過多的語言上的指導，也沒有傳統課堂上使用PPT呈現這些擴展性信息，而是將相關的使用方法指導以圖片、文字及視頻的形式，存儲在平板電腦中。這樣，學生在電子溫度計的使用時，遇到困難可以隨時去點擊相應的學習內容進行反復的學習，更能彰顯學習任務的靈動性和學生學習的自主性，滿足學生的個性需求。

亮點三：借助無線網絡覆蓋下的平板電腦終端系統，利用EXCRL對學生測量的數據進行處理

徐老師利用平板電腦的終端功能，實現了學生實驗數據及時傳輸功能，使得學生測量出來的不同時間段的不同溫度的數據能夠及時匯總到教師機的EXCEL上，并能通過相關的操作（如借助公式與函數的計算、排序、篩選等）將數據間的關系挖掘出來。與此同時，他還用圖表的形式進行了更為直觀的表達，即通過可視化方式清晰展示。

這種DIKW金字塔式（數據date、信息information、知識knowledge、智慧wisdom）教學過程至少有著這樣一些意義：首先，“熱水變涼”數據來源于學生，是學生通過計時、電子溫度計實時測量得來的，富有真實性，并貼近學生生活經驗，這樣能夠激發學生興趣，調動學生積極性，并使得學生試圖發掘數據之間的關系成為可能；其二，這些具有統計價值及潛在意義的數據收集上去后，通過Excel的相關操作，對數據進行處理、加工，明確數據之間的關系，便于學生形成有意義的信息。其三，徐老師再通過“哪個時間段降溫比較快？哪個時間段降溫比較慢？”“為什么會先快后慢？”“可能降溫到什么程度？”三個問題促使學生將收集的數據信息加工成為知識――熱水變涼的過程是先快后慢，并且當與室溫相同時便不再下降。再進一步明確如何去利用這些數據，為什么要使用這些數據，形成終身受用的智慧。

亮點四：利用手機QQ和電腦QQ之間的推送功能，實現學生實驗現場場景的實時無線傳輸

教學過程中，徐老師用手機對學生使用電子溫度計測量水溫的過程，以及取得相應數據進行拍攝，圖片通過手機QQ推送到教師機上，讓每個孩子的完成過程顯現在大屏幕上，讓師生共同評析。這個環節做到了關注全體學生，關注學生思維、操作過程，實現了不斷調整教學進度，將教與學，學與教，學與學有效整合。

二、兩個建議

1.對無線網絡的使用建議

既然是無線網覆蓋下的平板電腦智能終端課堂，那么對網絡的可靠性和可用性提出較高的要求。而事實是：在課堂上容易產生網絡故障，導致無法進行正常教學。臨時搭建的網絡不能承載過多的客戶訪問，學生點擊視頻后，加載時間相對較長，影響正常教學任務的完成。所以在搭建無線網絡時，一定要從硬件及軟件方面對網絡設備及管理進行科學的規劃，改善網絡性能，突破性能瓶頸，提高可用性。

2.對平板電腦的使用建議

平板電腦的操作熟練與否，是與以平板電腦為終端設備的課堂教學效果好壞直接相關的。而并不是每個教師都像徐春明老師這樣既具有豐富的科學教學經驗，又具有良好信息技術素養的復合型人才，也不是每個學生都能熟練操作平板電腦的必要功能，所以，之前要對教師和學生進行平板電腦常用功能的操作培訓，并針對有代表性的問題形成教師操作手冊，學生操作手冊，以問答形式展示，分發到教師和學生手上，方便他們操作，從而對教師的專業發展起到好的作用，為課堂教學奠定基礎，提高師生的信息素養。

三、兩個設想

1.物聯網實驗室的建立

物聯網是工作平臺與模塊化設備一體化的操作平臺，它提供集成監控屏幕，各種傳感器、執行操作、開關、監控儀表、串口插槽等，對操作臺上的所有元器件，均提供便利的插口，便于操作，采用可視化的監控軟件，界面友好。它還可以通過可視控制系統、環境監測系統、遠程控制系統等物聯傳感設備與學校養殖園，種植園等形成數字化系統，收集、處理、發布從園區觀測到的信息，分享養殖、種植經驗。科學課既可以獲得有關植物和動物方面直觀的素材，又可以從中選取眾多素材融入到方法技能單元的教學里，如《交流》、《質疑》，從而為小學科學教育服務。

2.3D打印的應用進課堂

3D打印是通過電腦控制把打印材料一層層疊加，最終把計算機上的模型數據變成實物。作為一種“快速成型技術”，無需機械加工，無需任何模具，低成本而不失真實。這種技術對于我們小學科學來說有重要價值。我們學科中有許多模型的建立，如水的自然界循環、土壤結構、地球模型等內容，學生理解起來會碰到困難，如能用3D打印出來，使之變成實物，無疑能夠化難為易，提高他們的學習興趣。更重要的是，我們科學教師和學生在教與學的過程中，往往有許多自制教具的靈感或設計方案，卻因為材料或加工困難而放棄，現在3D可以高效，高精度地將教具打印出來，而教師所需要做的僅是將零件的三維模型設計好。

數字化學習是時代發展對教師提出的新要求，信息化的發展帶動了教育信息化的變革，所有這些都要求我們教師用新技術的眼光來審視教學，來組織教學，只要我們敢于嘗試，用心發現，新技術就能讓我們的科學課堂煥發更加亮麗的生命色彩。