淺議小學科學課虛擬學習情境設計

【摘 要】我國于2010年頒布《小學科學新課程標準》，要求小學科學教師必須立足于生活實踐，培養學生解決問題和研究問題的能力，同時更加關注通過設置學習情境的方式來提升學生學習效率和教師教學效率。隨著信息化時代的全面來臨，小學科學課堂能夠靈活運用信息技術來設置虛擬學習情境，彌補傳統課堂缺陷，優化教學效果。本文以研發現階段小學科學課堂教學現狀以及存在的問題作為切入點，探索引入虛擬學習情境的可行性，分析具體引入的方式，期望能夠為相關理論和實踐研究奠定基礎。

【關鍵詞】小學科學課；現狀與問題；虛擬學習情境

1小學科學課教學現狀以及存在的問題

1.1教學方法落后，難以突出學科特點

現階段我國大多數地區小學科學課教學使用的教學方法仍舊比較落后，主要還是教師講解、演示、通過實驗驗證一些科學知識，局限于課堂教學，教師為主、學生為輔的課堂教學模式沒有得到改變。學生普遍學習積極性不高，課堂教學過程中，教師和學生的交流互動比較少。例如在《植物的生長》教學過程中，老師只是空泛講解植物生長過程，但是學生沒有親自種植，也沒有通過直觀的視頻資料觀摩植物生長的過程，所以學習知識很死板，記憶知識也不牢固。這樣一來，小學科學課的學科特點無法被突出。

1.2教學設備與資源嚴重缺乏

小學科學課教學最主要的特點就是操作性和實踐性，學生對于觀察和動手做有很大的興趣，所以小學科學課需要有足夠的設備與資源，保障實驗室環境好，教師能夠有好的教學環境。但是很多學校目前儀器設備和資源處于短缺狀態，并非所有學生都有動手參與的機會，對于地球運轉、遺傳和進化、生物遺傳等知識來說，如果不充分利用教學設備與資源則無法達到最佳教學效果。

1.3利用信息技術創立虛擬學習情境少

很多小學科學課堂已經具備開展虛擬學習情景教學的條件，但是教師主要是利用信息技術來收集、查找教學資料，很少開展設計虛擬情境教學的實踐活動。因此，學生的探究性學習能力以及配合能力還是相對薄弱。很多科學課適合在虛擬情境中開展教學的內容都沒有被教師有效地規劃和設計，仍采用古板的方式教學，學生學習主動性不強。

2設計小學科學課虛擬學習情境可行性探討

2.1虛擬技術已經達到能夠支持教學活動的水平

小學科學在小學階段是必修課，該門課程的基礎是生動形象的自然現象，通過教學，要求小學生能夠領悟與體有關生命世界（動物、植物、人）、物質世界（物體、物質、運動、能量等）和地球與宇宙（地球概貌與物質、太陽系、地球運動以及引起的變化等）的科學現象和科學知識。除此之外，還要求小學生能夠掌握科學的研究技能與方法，提升發現問題和解決問題的能力，發展創造思維，開發他們的求知欲與好奇心。目前很多小學已經具備開展虛擬教學情境的技術與環境，比如說講授太空知識，可以創造虛擬學習情境，學生能夠在逼真的太空環境中遨游，借助操作鼠標、鍵盤等方式學習太空知識，把握太空規律，身臨其境感受宇宙的奧秘。開展虛擬情境教學并不意味著完全將傳統的教學方式徹底摒棄，虛擬情境教學僅僅是幫助學生學習科學知識的一種方式和輔助手段。

2.2設計小學科學課堂虛擬學習情境具有顯著優勢

2.2.1實現真實情境形象化教學

在虛擬的教學情境中，學生轉換了參與身份，成為虛擬情境中的主導者，在虛擬的世界中，由計算機、交互的多媒體作為基礎高度還原和模擬，提升學生參與感，融入活動中，并非是簡單地盯著計算機屏幕觀看，虛擬技術能夠利用圖像、聲音、圖形高度創造逼真的環境，學生身處其中，非常容易有臨場感。在小學科學教學過程中應用虛擬情境教學，能夠展現高科技技術，是教育信息化和現代化發展的表現。

2.2.2不受時間與空間限制

虛擬學習情境不會受到時間與空間限制，參與者能夠隨時學習，教師也能夠利用多媒體隨時把握學生的信息，對信息進行加工，并且及時傳遞信息，這樣的學習方式能夠刺激學生的感官，優化教師教學方式，教師能夠結合學生興趣構建一個科學的學習計劃，最大化提升教學效果。

2.2.3能夠重復操作，便利簡單

小學科學教學過程中需要重視科學實驗教學，通過實驗的方式掌握科學知識，由于受到教學資源有限、季節影響、地域差異等因素影響，很多學生無法借助實驗的方式來理解事物本質。虛擬學習環境能夠徹底突破這種限制，學生可以重復操作，操作方式更加便利簡單，也能夠避免危險，最大化節約了實驗成本。

3小學科學課虛擬學習情境設計方法與步驟

3.1分析教學目標

在整個教學活動中，最關鍵的就是分析教學目標，這是達到教學效果的主要依據，也是設計虛擬學習情境的首要工作。確立教學目標要以學習者的水平和具體的教學內容為基礎，了解學習的難點，注重新舊知識的銜接，把握教學的重點。教學目標分析主要包含情感價值目標、知識技能目標、過程和方法等等具體目標。

3.2分析學習者特點

小學科學課主要是針對六歲到十二歲兒童展開，這一年齡段的兒童缺乏抽象性思維，思維相對簡單，對知識具有強烈的好奇心，能夠主動探索和學習新知識，思維活動主要依靠已經積累的經驗，期望得到家長和老師的鼓勵，對于偏愛的老師教授的課程更感興趣。

3.3分析教學內容

小學科學課程在小學階段是必修課，基礎是生動的自然現象，要求小學生能夠理解生命世界、地球與宇宙、物質世界等方面知識，這些內容有助于提升學生的想象力、理解力和分析問題的綜合能力。是小學生掌握地理、歷史等其他知識的基礎，對于之后成長與學習有關鍵性的幫助。

3.4確立虛擬學習情境

3.4.1確立虛擬的直觀學習情境

主要幫助學生以形象的方式對事物產生直觀的感知。利用多媒體技術，將抽象的問題形象化、復雜的問題簡單化，使得學生提升學習興趣，更容易接受和理解知識，激發學生主動學習的興趣，讓課堂教學氣氛更活躍。

3.4.2創建虛擬問題的學習情境

主要關注學生提問，幫助學生深入理解和思考問題。教師要結合學生的思維特點和心理特點，創設虛擬問題學習情境，在具體的節點處設置問題，使得學生對于要學習的知識有好奇心，培養學生的思維方式、記憶力、注意力。可以通過虛擬游戲、虛擬漫畫、虛擬角色設置等具體的方式創建虛擬問題的學習情境，加深學生對教學內容的理解。

3.4.3確立虛擬實驗學習情境

這一情境設置的目的是提升課程對學生的吸引力，學生在虛擬的學習情境中，能夠主動學習，通過實驗的方式提升動手能力，加深對知識的理解與記憶。傳統小學科學課堂往往缺乏活力，實驗過程中比較死板，但是虛擬實驗學習情境比較靈活，能夠培養學生的創新能力。

4總結

虛擬情境設計在小學科學課堂的應用符合新課程發展要求，能夠凸顯學生的課堂主人翁地位，提升學生主動學習的及積極性與想象力。并且這種教學方式符合時代發展的要求，能夠和國際發展有效接軌。因此，本文探索了虛擬情境設計在小學科學課堂中的應用，日后針對這一領域還會不斷加大研究力度，拓展研究的廣度與深度。

參考文獻：

[1]鐘紹春，王玉璽，鐘永江，王偉.基礎教育信息化內涵發展的思考.中小學電教.[J]2009（10）

[2]賴肖冰等.小學科學教學現狀及其影響因素研究[J].教學與管理，2010（6）：61-62.

[3]張紅霞，郁波.國際小學科學課程改革的歷史與現狀[J].比較教育研究，2003，

[4]蘇建明，張續紅，胡慶夕.展望虛擬現實技術[J].計算機仿真，2004，21（1）：18-21

作者簡介：

陳乾寶，男，（1983.2～ ）浙江仙居，職稱：小教一級，研究方向：小學科學。