科學(xué)課堂的“數(shù)字化”教學(xué)

◇張麗娟

【作者單位：漳浦縣舊鎮(zhèn)中心學(xué)校福建】

素質(zhì)教育理念在小學(xué)科學(xué)教育中的深入貫徹，引起了學(xué)校以及社會(huì)、家長(zhǎng)對(duì)科學(xué)課堂教學(xué)的廣泛關(guān)注。尤其是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以信息技術(shù)為核心的“數(shù)字化”成為學(xué)生觀察科學(xué)世界的重要工具之一。“數(shù)字化”使傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)發(fā)生了很大變化，教學(xué)效果更加理想，教學(xué)活動(dòng)更加豐富具體。

在小學(xué)教育階段，以“數(shù)字化”的教學(xué)理念實(shí)施科學(xué)教育，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力具有重要作用。在大力實(shí)施課程改革的背景下，廣大教師在實(shí)施“數(shù)字化”教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)識(shí)到學(xué)生在課堂活動(dòng)中的地位與作用，不斷拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，在創(chuàng)新的信息技術(shù)氛圍中提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力與素養(yǎng)。筆者結(jié)合自己日常工作的實(shí)際情況，就“數(shù)字化”在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，展開了一些思考，以期為廣大同仁的日常教學(xué)活動(dòng)提供參考。

一、“數(shù)字化”教學(xué)的含義

“數(shù)字化”是將許多復(fù)雜的信息轉(zhuǎn)化為真實(shí)可視的數(shù)字，再將這些數(shù)字和數(shù)據(jù)建立成為一種數(shù)據(jù)模型，并引入計(jì)算機(jī)中，實(shí)施統(tǒng)一的整理，這就是數(shù)字化處理的全過(guò)程。同時(shí)，“數(shù)字化”還可以被認(rèn)為是借助現(xiàn)代信息技術(shù)，為學(xué)生提供真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，并建立溝通共享機(jī)制，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，積極改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式與方法。引進(jìn)數(shù)字化的硬件設(shè)備，是為學(xué)生學(xué)習(xí)提供多維度教育的基礎(chǔ)。當(dāng)前，“數(shù)字化”在小學(xué)科學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍。小學(xué)科學(xué)中的一些內(nèi)容完全可以借助“數(shù)字化”的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，應(yīng)用在小學(xué)科學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供幫助。

二、“數(shù)字化”在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用分析

（一）“數(shù)字化”補(bǔ)充課程內(nèi)容

當(dāng)前，在小學(xué)科學(xué)教材中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些與時(shí)代感疏離的信息，小學(xué)生生活在21世紀(jì)，對(duì)于這些相距久遠(yuǎn)年代的知識(shí)陌生感較強(qiáng)。同時(shí)，受到編寫的影響，使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式呈現(xiàn)知識(shí)很難引起學(xué)生的共鳴。而使用“數(shù)字化”的技術(shù)可以有效地化解小學(xué)科學(xué)教材內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活相脫節(jié)的問(wèn)題。豐富的數(shù)據(jù)資源能從根本上幫助學(xué)生延伸視覺(jué)、觸覺(jué)、聽覺(jué)以及思維，構(gòu)建科學(xué)的知識(shí)概念，實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的數(shù)字化應(yīng)用。比如，在教學(xué)《測(cè)量水的溫度》《溫度和溫度計(jì)》《水結(jié)冰了》《冰融化了》這些課程知識(shí)的時(shí)候，就可以借助溫度傳感器等數(shù)字實(shí)驗(yàn)器材。在教學(xué)《材料在水中的沉浮》《它們吸水嗎？》等知識(shí)的時(shí)候，可以使用力學(xué)傳感器等數(shù)字實(shí)驗(yàn)器材。其實(shí)，在小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還可以進(jìn)行許多分類，比如聲音傳感器、電流傳感器、光強(qiáng)分布傳感器等數(shù)字實(shí)驗(yàn)器材。這樣，有助于彌合傳統(tǒng)科學(xué)教材與現(xiàn)實(shí)生活中的脫節(jié)，降低學(xué)生與課本的距離感。上述關(guān)于“數(shù)字化”的種種探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)于開拓小學(xué)生的科學(xué)知識(shí)的認(rèn)知層面頗具益處。由此可以認(rèn)為，“數(shù)字化”探究也是提高學(xué)生知識(shí)要素的另一個(gè)有效切入點(diǎn)。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)中，教師通常采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字實(shí)驗(yàn)兩種方式共同開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過(guò)對(duì)這兩種方式的比較，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣可以得到較大程度的提高，能幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。將實(shí)驗(yàn)的過(guò)程詳細(xì)記錄下來(lái)，方便學(xué)生分析、觀察、理解，有利于降低小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)難度。比如，在教學(xué)《測(cè)量水的溫度》時(shí)，根據(jù)傳統(tǒng)的教學(xué)方式，本課程的重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)測(cè)量水的溫度，探究水溫變化的規(guī)律。而“數(shù)字化”的教學(xué)方式只需要在電腦上，通過(guò)顯示器將數(shù)據(jù)以圖表的方式直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生可以直接看到測(cè)量水溫的方式以及水溫變化的規(guī)律。又如，教學(xué)《晝夜對(duì)動(dòng)植物的影響》，我們就可以利用數(shù)字化環(huán)境，讓學(xué)生親眼看見“花鐘”的有趣、神奇，看到平時(shí)根本見不到的動(dòng)植物，獲取那些原本無(wú)法獲取的感性知識(shí)。使抽象事物具體化，對(duì)難點(diǎn)的化解有著積極作用，能達(dá)到變難為易的目的，讓學(xué)生學(xué)起來(lái)更輕松一些，使學(xué)生愿意去學(xué)、有興趣去學(xué)。數(shù)據(jù)讓探究活動(dòng)更直觀、清晰，成了本節(jié)課教學(xué)“精彩”之處，是這節(jié)課的亮點(diǎn)和點(diǎn)睛之筆。學(xué)生更加方便地獲取實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)以及信息，有助于加深對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的深化理解。

（三）豐富教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的探究能力

從筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，學(xué)生在課堂上對(duì)視頻和圖片有非常高的興趣。當(dāng)前，我國(guó)加大對(duì)教育的投資，幾乎每一個(gè)學(xué)校都具有“數(shù)字化”教學(xué)資源，即使是農(nóng)村的學(xué)校也有基礎(chǔ)的多媒體教學(xué)設(shè)備和現(xiàn)代教學(xué)網(wǎng)絡(luò)。但是，不管是在任何時(shí)代，人們都不會(huì)覺(jué)得教學(xué)資源少。因此，小學(xué)科學(xué)教師在課堂教學(xué)中，可以借助“數(shù)字化”教學(xué)資源為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，為學(xué)生展示教學(xué)視頻。此外，教師還可以在網(wǎng)上找尋一些優(yōu)秀的教育教學(xué)資源，豐富自己的教學(xué)內(nèi)容。比如，在教學(xué)教科版《材料在水中的沉浮》時(shí)，可以借助力傳感器等數(shù)字實(shí)驗(yàn)器材；教師還可以以做實(shí)驗(yàn)的方式創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，事先可以把一節(jié)廢電池放置在水池之中，提問(wèn)學(xué)生：誰(shuí)有方法將沉入水中的電池浮到水面上來(lái)？這個(gè)問(wèn)題大大激發(fā)學(xué)生的興趣，學(xué)生看到這個(gè)場(chǎng)景之后，都在思考這個(gè)問(wèn)題，課堂氣氛由此活躍了起來(lái)。在此基礎(chǔ)上，教師可以再引出力傳感器如何連接實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生在熟知傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式的基礎(chǔ)上，借助“數(shù)字化”的實(shí)驗(yàn)方式，就極大地激發(fā)了學(xué)習(xí)的熱情。在探究的過(guò)程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了用科學(xué)的方式與方法進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，體會(huì)物體一沉一浮的變化。

從當(dāng)前小學(xué)科學(xué)“數(shù)字化”資源的開發(fā)范圍來(lái)看，主要集中在溫度、電流、電壓以及顯微鏡等數(shù)字化設(shè)備上，可以使用的實(shí)驗(yàn)方式在小學(xué)各個(gè)年級(jí)的開展頻率并不高，在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師通常會(huì)先演示一遍實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。另外，由于數(shù)字化設(shè)備存在各種不可控的因素，如果使用不當(dāng)，還會(huì)增加教師的工作量。因此，廣大教師還需要繼續(xù)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高數(shù)字化設(shè)備使用的熟練程度，為學(xué)生打造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。