探究有效整合信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)的教學(xué)研究

郜象山

摘要：信息技術(shù)的發(fā)展為教育產(chǎn)業(yè)提供了更為有效、便捷的工具，具有通用性廣、滲透性強的特點。對于小學(xué)科學(xué)教學(xué)而言，融入信息技術(shù)，不僅可以通過虛擬互動，提高學(xué)生的邏輯能力、溝通能力以及探索能力，還可以通過視聽結(jié)合，將更多與社會和生活息息相關(guān)的知識納入到教學(xué)體系當(dāng)中，增強學(xué)生對知識的感知和對世界的認識。本文以信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用作為內(nèi)容，結(jié)合教育科學(xué)出版社教材，探究其主要的課堂模式，以期能夠為小學(xué)科學(xué)教學(xué)的發(fā)展和學(xué)生核心素養(yǎng)的提升提供借鑒。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);小學(xué)科學(xué);教學(xué)模式

信息技術(shù)的發(fā)展使得社會各行各業(yè)面臨深刻的變革，同時，也實現(xiàn)了教學(xué)模式和教育手段的轉(zhuǎn)移。《國務(wù)院關(guān)于基礎(chǔ)教育改革和發(fā)展的決定》中明確指出，要大力惠及信息技術(shù)教育，以信息技術(shù)帶動全學(xué)科教育。《國家基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》當(dāng)中也指出，教學(xué)過程要大力推進信息技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮出信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生提供更加豐富多彩的教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)工具。系列政策的推進，為信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的融合指明了方向，成為未來科學(xué)課程教學(xué)的發(fā)展趨勢。

一、信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)當(dāng)中應(yīng)用的必要性

（一）有利于創(chuàng)立有效的科學(xué)探究情境

小學(xué)科學(xué)課程的內(nèi)容，具有較強的抽象性，如果單純的依賴于講解，學(xué)生很難理解。而信息技術(shù)的應(yīng)用，可以為學(xué)生創(chuàng)立有效的科學(xué)探究情境，讓學(xué)生能夠體驗到身臨其境的感覺。通過文字、圖片、聲音、影像、交互式虛擬互動等，增強學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生參與其中。

（二）有利于解決實驗課程無法操作的難題

在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，實驗是一個十分重要的環(huán)節(jié)，其對于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要。如果沒有實驗，科學(xué)課程就失去了實踐性和嚴(yán)謹性，影響學(xué)生的認知。但是在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)中，由于很多實驗并不具備相應(yīng)的條件，所以很難進行。而借助于信息技術(shù)，則可以有效地解決這一難題，讓學(xué)生可以在互動當(dāng)中，提升對實驗的認知。比如，在學(xué)習(xí)《聲音的傳播》相關(guān)內(nèi)容的時候，學(xué)生對于“聲音傳向四面八方”這一論斷的理解較為抽象，對此，可以借助于信息技術(shù)，結(jié)合“水槽投水”的實驗，進行模擬論證和分析，讓學(xué)生理解聲波和水波一樣，可以向四面八方傳播，增強學(xué)生的理解力。

（三）有利于提高學(xué)生分析和解決問題的能力

小學(xué)科學(xué)教學(xué)，應(yīng)當(dāng)建立在學(xué)生認知能力的基礎(chǔ)上，以生活化的內(nèi)容為原點，積極指導(dǎo)學(xué)生能夠自主的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，達到陶行知先生知所說的“教育即生活，生活即教育”的目的。而信息技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地實現(xiàn)這一目的，在教學(xué)中涉及到的一些天文地理、生物學(xué)知識，都可以通過信息技術(shù)進行場景還原，讓學(xué)生身臨其境，加強印象。比如，在關(guān)于保護環(huán)境的教學(xué)中，教師可以播放一些污染處理的視頻，重點突出污染物的來源以及處理方式，增強學(xué)生的環(huán)保意識，讓學(xué)生學(xué)會如何更好地處理污染物。

二、信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)當(dāng)中應(yīng)用策略

（一）基于虛擬實驗室的教學(xué)參與策略

虛擬實驗室是一種借助于信息技術(shù)手段，模擬實驗室條件而設(shè)置的一種教學(xué)環(huán)境。目前關(guān)于虛擬實驗室的教學(xué)仍然處于探索階段，但是從相關(guān)的實踐來看，其對于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)和鍛煉具有重要作用。虛擬實驗室本質(zhì)是對實驗教學(xué)的補充，小學(xué)生的年齡較小，對事物充滿好奇心，也敢于嘗試，因此在設(shè)計教學(xué)實驗的時候，教師需要充分的考慮學(xué)生安全問題。而虛擬實驗室則可以有效的幫助學(xué)生解決實驗難題，增強學(xué)習(xí)效果。比如，在學(xué)習(xí)四年級上冊《我們關(guān)心天氣》的時候，如果采用替代實驗或者是模擬實驗，都無法達到相應(yīng)的效果。但是如果充分利用虛擬實驗室，建立大氣虛擬系統(tǒng)，讓學(xué)生通過交互式體驗和互動，感受天氣的變化，則可以起到事半功倍的效果。學(xué)生還可以通過信息平臺，向老師提問不懂的問題，與同學(xué)探究，形成多向互動。教師利用衛(wèi)星云圖，讓學(xué)生初步感知從云量、降水量、氣溫、風(fēng)向和風(fēng)速等天氣現(xiàn)象來描述天氣。然后在實驗內(nèi)搭建循環(huán)天氣系統(tǒng)，模擬天氣變化，讓學(xué)生扮演天氣預(yù)報員，知道常見的天氣現(xiàn)象和符號表示，對各種天氣現(xiàn)象進行分類，可以運用感官觀察天氣，并學(xué)會用簡單的詞句把它記錄下來，這對于培養(yǎng)學(xué)生的認知，具有非常好的作用。

（二）基于慕課和微課的教學(xué)互動策略

網(wǎng)絡(luò)平臺當(dāng)中有大量的慕課以及微課課程，為小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源的豐富提供了條件。對此，教師可以借助于信息技術(shù)的應(yīng)用，整合慕課和微課，使學(xué)生參與互動，讓個性化學(xué)習(xí)成為可能。同時，還可以增強不同學(xué)校、不同群體、不同班級的優(yōu)質(zhì)資源共享，讓講授型、演示型和實驗型等多種教學(xué)模式進行互動式科學(xué)傳播，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。比如，在學(xué)習(xí)《水的溶解》時，教師可以一邊做實驗，一邊通過慕課或者是微課資料，向?qū)W生展示水溶解的條件，讓學(xué)生通過在慕課和微課平臺的學(xué)習(xí)以及與同學(xué)的參與式討論，知道哪些物質(zhì)容易溶解在水中，哪些物質(zhì)不容易溶解在水中。在相互交流當(dāng)中，體驗研究溶解與不容易溶解現(xiàn)象的樂趣，激發(fā)進一步探究溶解問題的興趣。在基于網(wǎng)絡(luò)平臺的觀察比較活動中，能夠意識到細致的觀察才會使描述更準(zhǔn)確。嚴(yán)格按照規(guī)范利用溶解裝置進行實驗。

（三）基于信息應(yīng)用的情境化策略

信息技術(shù)能夠有效的實現(xiàn)視覺、聽覺的融合，將文字、聲音、圖像等信息以動態(tài)或者是靜態(tài)的形式展示出來，這些圖像或者是文字，對于小學(xué)生具有很強的吸引力，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出符合條件的情境化感知體系，使學(xué)生快速地進入到學(xué)習(xí)狀態(tài)。比如，在學(xué)習(xí)六年級《生物多樣性》關(guān)于食物鏈內(nèi)容的時候，需要學(xué)生深入地了解不同生物的特征以及食物鏈的構(gòu)成等，由于該類課程的內(nèi)容不適合開展實驗研究，動植物之間的食物鏈聯(lián)系無法在課堂上通過實物觀察得出，傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難激起學(xué)生探究的興趣，而運用信息技術(shù)手段則能很好地解決這一問題?？茖W(xué)老師在教這一課時可這樣利用電腦課件進行教學(xué)設(shè)計：屏幕上出現(xiàn)一片森林，蚊子正在自由自在地飛著，一只青蛙一口把它給吞了，這時一條黑蛇趁著青蛙不注意，向青蛙發(fā)動了攻擊，把青蛙吃了。突然，一只巨鷹從天空俯沖下來，以迅雷不及掩耳之勢向蛇撲去，把蛇又給吃了。通過這樣的情境創(chuàng)設(shè)，學(xué)生能形象地看到害蟲、青蛙和蛇、鷹之間的食物鏈關(guān)系，從而自然地進行食物鏈的研究。

（四）基于仿真實驗的結(jié)構(gòu)化教學(xué)策略

仿真實驗是一種基于信息技術(shù)手段仿真自然現(xiàn)象的教學(xué)方式，對于教學(xué)中一些不易表達的實驗，都可以通過仿真實驗的方式，為學(xué)生展示。既可以有效地避免實驗安全事故，也可以提高實驗的效率以及精準(zhǔn)度。

小學(xué)生很喜歡從現(xiàn)實情景中學(xué)習(xí)，他們的知識學(xué)習(xí)依賴于具體情景，脫離具體情景的抽象知識，對于小學(xué)生來說是沒有任何吸引力的。但在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，有些教學(xué)內(nèi)容很難滿足學(xué)生親身經(jīng)歷的需要。如果通過信息技術(shù)模擬現(xiàn)實世界的真實環(huán)境，使得學(xué)生身臨其境，對學(xué)生知識的建構(gòu)有很大幫助。而模擬仿真的教學(xué)情境，既能滿足學(xué)生直觀感受的需要，能觀察到事物的模擬圖景，同時又能節(jié)省寶貴的教學(xué)時間和教學(xué)投入。例如，地球從形成至今已有幾十億年，一些地質(zhì)事件的發(fā)生、發(fā)展過程是漫長的，如板塊的運動、巖石及化石的形成等動輒百萬年、千萬年甚至上億年。與漫長的地質(zhì)歷史相反，另一些地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生卻是快速完成的，如火山噴發(fā)、地陷、泥石流等現(xiàn)象。在短短的教學(xué)時間中讓學(xué)生體驗“漫長”和“瞬間”，只靠教師的表述、學(xué)生的想象，是很難達到效果的。通過模擬“快進”和“慢放”其發(fā)生過程，能為學(xué)生提供清晰的感性認識。再比如：學(xué)習(xí)“電路”相關(guān)知識的時候，經(jīng)常會遇到這種現(xiàn)象：有的學(xué)生電路圖畫得很成功，理論上應(yīng)該能夠讓燈泡亮起來，或者能讓一個三線開關(guān)發(fā)揮作用，然而由于實際操作技能的欠缺，導(dǎo)致電路不能工作，學(xué)生無法判斷是自己的電路圖出了問題，還是實際連接出了問題。此時，教師便可以利用仿真實驗，讓學(xué)生先把自己的電路圖在電腦軟件上完成連接，看看是否是電路圖的問題。之后，在檢測電路圖無誤的情況下進行實際連接，這樣便可以直觀地判斷出是否是連接上的問題，從而進行下一步的探究。

結(jié)束語

信息技術(shù)的發(fā)展，為小學(xué)科學(xué)的教學(xué)提供了更為豐富的資源，但是在實際的應(yīng)用中，卻很少有教師將其作為教學(xué)的主要手段。究其原因在于目前關(guān)于信息技術(shù)和小學(xué)科學(xué)課程的融合度方面存在不足。本文主要基于這類問題，闡述了慕課與微課、虛擬仿真實驗、虛擬實驗室、信息應(yīng)用等方面的策略，以期能夠為相關(guān)的教學(xué)提供借鑒，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻

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