物聯(lián)網(wǎng)培育箱在生命科學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢初探

石黎明

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，科學(xué)探究是學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)實(shí)踐能力、提高科學(xué)素養(yǎng)的重要方法。探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式。在傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)模式下，由于場地限制、實(shí)驗(yàn)器材不足、探究過程時(shí)間過長等各種因素，學(xué)生的探究學(xué)習(xí)受到了極大的束縛。隨著科技的發(fā)展，特別是信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越發(fā)成熟，在生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)中被廣泛地應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，有效地解決了許多問題，使得探究式學(xué)習(xí)便于在學(xué)生中展開，做到人人參與、全員體驗(yàn)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著極大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一、物聯(lián)網(wǎng)使小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)更有效

小學(xué)科學(xué)的內(nèi)容極其廣泛，涉及了豐富的科學(xué)知識(shí)和科學(xué)原理。而理論知識(shí)往往是枯燥無味的。由于條件有限，有些內(nèi)容只能通過教師的講解傳授給學(xué)生，而受限于小學(xué)生的思維能力和理解能力，許多科學(xué)性的知識(shí)學(xué)生很難聽明白，導(dǎo)致了學(xué)生聽不懂，進(jìn)而不想聽也不愿聽。結(jié)果是老師講得口干舌燥，學(xué)生毫無收獲。如果在課堂上我們能運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，這樣，他們就能獲得直觀的感受，從而更容易掌握科學(xué)知識(shí)并理解一些科學(xué)概念。教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊中《動(dòng)物的生命周期》這一單元的教學(xué)，要求學(xué)生進(jìn)行養(yǎng)蠶實(shí)驗(yàn)，并在這個(gè)過程中觀察蠶的狀態(tài)及其變化，從而獲得有關(guān)動(dòng)物生命周期的科學(xué)知識(shí)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)間跨度要持續(xù)一個(gè)月左右，而且要進(jìn)行較長時(shí)間的觀察、記錄。在現(xiàn)有條件下，我一般是讓學(xué)生回家養(yǎng)蠶，并在家觀察蠶的生長變化并填寫記錄，在下節(jié)課把記錄單帶到學(xué)校交流。這樣就產(chǎn)生了問題，由于學(xué)生要進(jìn)行較長時(shí)間的觀察，大部分學(xué)生無法堅(jiān)持下去，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中斷，從而達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)，即使有部分能進(jìn)行整個(gè)過程的觀察，也會(huì)因?yàn)楦鞣N主觀和客觀原因而導(dǎo)致觀察不全面，記錄不完整。而且在課堂上只讓學(xué)生交流所觀察到的記錄表，課堂內(nèi)容顯得空洞乏味，學(xué)生獲得的科學(xué)知識(shí)都會(huì)打折扣。而當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了課堂中，我們就可以使用“物聯(lián)網(wǎng)飼養(yǎng)箱”對(duì)本單元進(jìn)行教學(xué)。在教本單元第一課時(shí)，可以組成小組，以小組為單位進(jìn)行養(yǎng)蠶實(shí)驗(yàn)，接下來只要定時(shí)喂食。由于“物聯(lián)網(wǎng)飼養(yǎng)箱”中有多個(gè)高清攝像頭，可以24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)控并保存錄像，觀察時(shí)，學(xué)生可以借助終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，也可以調(diào)取錄像觀察之前的狀態(tài)。有了“物聯(lián)網(wǎng)飼養(yǎng)箱”，學(xué)生的觀察、記錄變得極其便利，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程也可以完整呈現(xiàn)。學(xué)生可以直觀地觀察到蠶的一生經(jīng)歷的變化，從而對(duì)蠶的生命周期有了完整的認(rèn)識(shí)，學(xué)生獲取知識(shí)的效率更高。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓我們的課堂更加高效。

二、物聯(lián)網(wǎng)使小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)更高效

小學(xué)科學(xué)不僅有豐富的理論知識(shí)，還有大量的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。一般來說，實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)生喜歡的學(xué)習(xí)方式，通過實(shí)驗(yàn)來掌握學(xué)習(xí)方法，獲得科學(xué)知識(shí)的效果會(huì)更加明顯。但是，有些實(shí)驗(yàn)的時(shí)間過長，條件過高，一般學(xué)生很難有效地完成，這就失去了學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過程，進(jìn)而影響學(xué)生獲取完整性的知識(shí)。在教科版三年級(jí)下冊第一單元《植物的生長變化》教學(xué)中，學(xué)生要研究植物從發(fā)芽到結(jié)果的全過程。在這一單元的教學(xué)中，由于受到實(shí)驗(yàn)器材和場地的限制，無法在學(xué)校大規(guī)模地開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，做不到人人參與。因此，我讓學(xué)生回家自己種植并觀察與記錄，并在接下來每堂課帶到學(xué)校。這就給學(xué)生的攜帶帶來了不便，而且由于學(xué)生的時(shí)間有限，不可能做到觀察、記錄得全面。此時(shí)，如果我們引用物聯(lián)網(wǎng)中的“智慧培育箱”，這些問題都迎刃而解了。每個(gè)班級(jí)可以使用一個(gè)“智慧培育箱”，每位學(xué)生都可以在培育箱中種下種子，由于培育箱是24小時(shí)不間斷監(jiān)控，種子每分每秒的狀態(tài)都會(huì)被記錄下來。學(xué)生可以借助終端進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀察與記錄，如果間隔很長一段時(shí)間沒有觀察，我們還可以視頻回放，找到某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行觀察并記錄相應(yīng)狀態(tài)。使用“智能水培箱”不僅可以讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)變得容易操作，同時(shí)還可以控制箱體內(nèi)的環(huán)境因素，研究環(huán)境因素對(duì)植物的發(fā)芽及生長的影響，從而拓展學(xué)生的知識(shí)面，為以后的學(xué)習(xí)打好良好的基礎(chǔ)。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行本單元的教學(xué)，把試驗(yàn)狀態(tài)及效果實(shí)時(shí)呈現(xiàn)出來，極大地提高了實(shí)驗(yàn)的效率。

三、物聯(lián)網(wǎng)使小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)更有趣

愛因斯坦說，“興趣是最好的老師”。有了興趣，我們才會(huì)認(rèn)真去學(xué)習(xí)，認(rèn)真去研究。有了興趣，才會(huì)激發(fā)出我們的好奇心、求知欲和創(chuàng)新意識(shí)。對(duì)于小學(xué)生而言，也同樣如此。小學(xué)生的心理特點(diǎn)就是好動(dòng)好玩。物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)，學(xué)生在課堂上能夠親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，這將極大地激發(fā)學(xué)生參與的興趣，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。仍以教科版三年級(jí)下冊《動(dòng)物的生命周期》為例，在本單元的教學(xué)中，我們使用“物聯(lián)網(wǎng)飼養(yǎng)箱”來養(yǎng)蠶，學(xué)生在觀察時(shí)不僅可以直接觀察，還可以借助終端設(shè)備進(jìn)行觀察。利用終端設(shè)備不僅可以實(shí)時(shí)觀察，還可以像用手機(jī)或平板看電影一樣來觀看保存的錄像，可以回放、可以快進(jìn)、重點(diǎn)地方可以放慢。物聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備還可以控制“物聯(lián)網(wǎng)飼養(yǎng)箱”的環(huán)境狀態(tài)，學(xué)生可以運(yùn)用終端自己來控制“飼養(yǎng)箱”中的溫度、光照、水分等環(huán)境因素，從而發(fā)現(xiàn)最適宜蠶的環(huán)境狀態(tài)。應(yīng)用“物聯(lián)網(wǎng)飼養(yǎng)箱”來養(yǎng)蠶，會(huì)讓科學(xué)課堂充滿生趣，讓學(xué)生獲得良好的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

總而言之，伴隨著科學(xué)技術(shù)特別是信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)更加普及到教育教學(xué)中。這將大大提高小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效率，并且全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，強(qiáng)化學(xué)生的思維能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

【作者單位：蘇州市吳中區(qū)木瀆實(shí)驗(yàn)小學(xué)? 江蘇】