如何利用信息技術優化科學課堂

摘 要：隨著新媒體技術的不斷發展，信息技術手段被廣泛應用于教育教學中，使傳統教學中的被動學習方式轉變為主動學習。這是現代教育發展的趨勢之一。靈活、有效地應用不同信息技術手段，將信息技術滲透于科學教學、評價和管理的全過程，能引發教學方式的深度變革，構建“智慧課堂”，提升學生的科學素養。文章對此進行了探討。

關鍵詞：信息技術手段;小學科學;教學方式;科學素養

中圖分類號：G43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-9192（2022）02-0076-03

引? 言

小學科學課堂常使用的信息技術手段主要有多媒體、電子白板、平板電腦及軟件、微課、大數據、VR技術、云存儲技術等。它們為科學課提供了大量的資源，使不可能變成可能，為學生科學探究活動的成功提供了強有力的支持，是智慧課堂中的重要角色。未來教育就是要充分利用現代信息技術手段，改進教學方式，滿足學生個性化的學習需求。隨著新媒體技術的發展，信息技術已經真正融入廣大小學科學教師的日常教學中。由于科學課涉及多個領域課程，教師該如何借助信息技術手段來變革自己的教學方法，實現由“主導教”到“促進學”，進而更好地優化科學課堂，提升教學效率呢？

一、信息技術與小學科學課堂整合的意義

信息技術與小學科學教學的融合，是小學科學課堂教學改革創新的必然趨勢。信息技術既可以豐富小學科學教學的內容和形式，又可以提高小學科學教學的趣味性，還有助于激發小學生的學習興趣，促使小學生自主學習。另外，信息技術還可以推動學生學習方式及師生關系的轉變。

（一）利用信息技術手段創設合理的教學情境

信息技術能夠為小學科學教學情境創設提供有力支持，也可以提升學生的課堂參與度，為學生打造和諧、積極的科學學習氛圍。這樣的氛圍可以激發學生自主學習的欲望。教師通過情境創設，還可以提高課堂教學效率。

比如，在教學“食物的營養成分”一課時，教師可以先提出這樣的問題：你的手真的干凈嗎？問題提出后，學生會下意識地觀察自己的手。然后，教師可以利用多媒體課件展示一組細菌的圖片，讓學生更好地觀察和了解細菌的相關知識，幫助學生初步了解本節課的學習內容，為接下來的教學奠定基礎。

（二）利用信息技術有效解決生活中的實際問題

在小學科學教學中，通過各種信息技術，教師可以更加直觀、生動地展示教學內容。借助多媒體的優勢，教師可以解決很多教學中的難題，并幫助學生充分認識事物發展的基本規律，促進學生理論聯系實際能力的發展。小學科學課程與自然現象聯系緊密，但這些現象在一定程度上會受到時間及空間的具體限制，因此，學生難以在實際生活及學習的過程中對其進行敏銳的感知。這時，教師就需要通過信息技術手段打破空間和時間的限制，讓學生更好地接觸和了解自然現象。

二、小學科學教學與信息技術的融合策略

（一）利用電子白板，變被動為主動

電子白板是當前教學中使用頻率比較高的一種教學輔助工具，具有交互性、集成性、生成性等特點。在教學中，教師可以將其引入課堂，與其他輔助工具結合，實時點評作業，生成即時評價。這樣既能豐富課堂教學內容，改變師生的交互方式，又能更好地激勵學生主動學習。電子白板的優點體現在以下幾個方面。

（1）電子白板集“黑板”和“多媒體設備”為一體，具有書寫和展示功能。教師不用借助其他教具，就可以及時呈現師生的課堂互動。

（2）教師可以直接在白板上完成書寫、批注、繪畫、拖拽、平移、旋轉等操作，可以節約以往在黑板和多媒體之間相互切換的時間，更好地構建高效課堂。放大鏡這個功能深受科學教師的喜歡。借助放大鏡功能，學生可以更細致地觀察物體的細微部分。另外，在小組探究活動時，教師可以插入計時器，更好地管理課堂，同時培養學生主動學習的習慣。

（3）教師在課堂上適時使用投票器或小組評價表，可以生成各種即時評價，將課堂生成即時呈現。教師可以根據即時的生成來靈活調整教學策略，使教學更有針對性，實現個性化教學。以“食物的營養”一課為例，食物有七大營養成分，學生對具體食物營養成分的記憶有一定的困難。基于此，在教學時，教師可以充分利用電子白板中的課堂活動功能，針對這部分知識設計各種不同的教學游戲，讓學生進行個人和小組比賽。通過這種方式，教師可以將教學重難點進行分解，讓學生在“玩中學，學中玩”，使學習由被動變主動。

（4）微課錄屏很好地解決了各種視頻格式轉換的問題。教師可以將好的教學視頻直接錄制成mp4格式。另外，科學課堂的探究實驗較多，教師可以提前將實驗演示的步驟錄制成微課。這樣，教師在課堂上開展實驗就可以更加有序。這些方法都可以更好地提高教師的教學效率。

（二）利用數字傳感器，建構科學概念

小學科學物理領域中有很多以探究實驗為主的課，需要學生采集數據，并對數據進行分析處理，從而得出結論，內化科學概念。因此，數據的采集和分析就顯得非常重要。教師如若能借助各類傳感器快速分析，將結果以數字化、圖像化的形式呈現，那么就可以打破傳統實驗教學的局限性（數據難獲取、獲取數據誤差大、探究花費時間長等問題），使科學探究達到事半功倍的效果[1]。

例如，在教學“吸熱和散熱”時，由于實驗效果差，教師只是給學生觀看視頻，讓學生被動記憶科學知識，教學效果不盡如人意。而教師借用傳感器測量，不僅能快速獲取精準數據，還可以做更多不同顏色材料之間的對比實驗。實驗效果明顯，學生自然可以主動建構概念。而在“不同的聲音”一課的撥彈橡皮筋實驗中，學生幾乎不能準確判斷，很難得出結論。這導致學生在考試中不會做“敲擊不同水位水杯判斷聲音高低”這類的題目。也就是說，學生并未真正掌握聲音與振動關系的核心概念，無法遷移應用。而教師借助“振動頻率傳感器”采集數據和圖像，能直觀地幫助學生識別物體發聲的振動頻率，使學生通過圖片上的曲線變化得出結論，從而內化概念。

（三）利用網絡資源，豐富課程資源

互聯網已經深入日常生活的各個方面，科學教師需充分挖掘能促進小學生科學學習的網絡資源，并將其與課本的教學資源進行整合，建設一個具有特色的科學共享資源庫。教師通過資源庫引入多元化的教學內容，可以提升課堂教學的生動性，充分調動學生學習的內驅力，提高其自主學習能力。

例如，蘇教版科學四年級（下冊）“養蠶”這一單元要求學生從蠶卵開始親歷蠶一生的變化過程。學生完成這一實踐活動是有一定難度的。由于課堂教學時間有限，筆者嘗試借助互聯網搭建的資源平臺，引導學生利用互聯網收集資料，獲得對蠶的初步認識，為課堂教學進行鋪墊。接著，筆者向學生下發養蠶領養證，在征得家長同意后，讓學生將蠶帶回家。家長可以陪同孩子進行自主觀察，并制成視頻上傳到網絡平臺。這一過程可以為學生創造展示的機會，激發學生的學習主動性。而教師則可以根據教學進度推送相關的資料，鼓勵學生自主學習，使學生真正掌握養蠶技能。養蠶單元結束后，筆者還鼓勵學生將此次養蠶活動寫成實踐報告，讓學生有思、有想、有收獲。

（四）利用3D技術，實現立體化教學

3D技術作為一種新興技術，涵蓋范圍廣，可以構建可視、可觸、可交互的學習環境。小學科學教學內容的四大領域中，特別是地球與宇宙領域和生命科學領域有一些教學內容，教師無法創設真實的情境，也很難提供實驗材料讓學生探究。基于此，教師可以充分利用3D技術促進學生的探究學習。

根據文獻資料可知，全息技術的情境式教學不但可以幫助學生通過參與式學習建構概念，而且能促使他們深入學習生活技能，為解決實際問題提供支撐。教師運用全息技術可以將長期的觀察探究活動模型化。這不僅能很好地解決傳統教學中因資源限制而無法完成觀察任務的問題，還能有效支撐科學觀念的建構。例如，“植物一生”這一單元要求學生從播種開始，觀察西紅柿或黃瓜的生長過程并記錄下來。由于我校處于城區，大部分學生很難完成這個長期的觀察任務，這不利于學生構建科學概念。教師如果能夠借助全息技術，將長期的種植觀察活動以虛擬種植活動的形式呈現出來，讓學生在課堂上體驗活動的全過程，建立與生活中實際種植活動的聯系，那么就有利于學生建構科學概念。此外，全息技術還能為教師提供可供評價的數據和資料，對教學效果進行監測，呈現相對完整的教學過程。

（五）利用VR技術，豐富課堂教學形式

VR技術又被稱為虛擬現實技術。要想將其引入小學科學教學中，首先學校要具備專門的設備，這樣才能夠為小學科學與VR技術的融合提供前提條件。此外，學校還應為學生提供非現實虛擬場景，強化學生的科學學習體驗。這樣一來，原本枯燥的教學內容就會變得更加生動、有趣，學生的學習積極性也會被調動起來。部分教師認為VR技術與小學科學技術相結合，就是課前先通過編程確定好框架，讓學生在課堂上如同看3D電影一樣，直觀地學習科學知識。但實際上，這種想法是片面的。這樣雖然可以增加學習樂趣，但是容易將課堂與外界隔絕開來。

1.桌面式VR教學

小學科學教師可以利用桌面VR技術及VR設備直觀展示教學內容，如Z Space。學生戴上跟蹤眼鏡，手持激光筆，就可以進行動物解剖、機械拆裝等現實演示。這種方式非常逼真，能夠強化學生的學習體驗。在VR技術的支持下，不管是先進的火箭飛船，還是抽象的機器模型，都能夠通過虛擬現實技術呈現出來。學生看到的影像跟實物一樣，不僅可以看到其中的結構，還能夠親手觸摸各種精細的部件。這種直觀、生動的教學方式，可以幫助學生更直觀地理解復雜的原理。

2.沉浸式VR教學

沉浸式教學更加注重學生的學習觀感和體驗。利用VR技術開展沉浸式教學，就是讓學生佩戴VR頭盔，用手控制手柄，在虛擬環境中學習科學知識，進行相關實驗和實踐操作。置身于這種真實的情境中，學生的體驗更加深刻。通過親自操作，學生對知識的記憶和理解也更快速、更容易。

3.體感式VR教學

體感式VR教學指的是在課堂上利用VR設備和多種可穿戴的體感設備，如座椅式、舷艙式等體感式VR設備，可應用于地質地貌、宇宙星際等內容的教學。作為一種全新的技術手段，它可以把地球構造、宇宙星際等遙不可及的各種情景模擬出來，展現在學生面前。

（六）利用App，給課堂增添色彩

信息技術支持下，各種各樣的教學類App被應用于小學科學教學中。教師利用這些App，可以提升教學的趣味性、生動性，為傳統科學教學注入更多活力和色彩。這些教學類App可以使小學生學習科學知識的興趣更加濃厚，教師的教學效果更加顯著。

例如，在“植物單元”的教學中，為了更好地幫助學生認識各種植物，讓學生對植物的生長習性、特點進行了解，教師就可以引入App。教師可以用手機登錄App，并對植物進行拍照，這樣就可以識別出植物的種類，看到植物的詳細介紹。這種方式也能夠使學生更加便捷快速地了解植物，提升學生學習的趣味性，使小學生在科學學習中獲得更多樂趣。

又如，在“尋訪小動物”一課中，當教師帶學生出去尋訪時，學生會用他們的方式記錄尋訪到的小動物。由于學生還不太認識某些小動物，所以他們畫得很抽象。這時，教師就可以把幾種比較難辨認的小動物用手機拍下來，在學生互相介紹時再把這幾種動物的照片通過手機投影出來，以便他們更清楚、直觀地認識這些動物。這樣的方式大大提高了學生科學學習的效率和質量，也推進了小學科學教學的信息化、現代化。

結? 語

利用信息技術手段，教師可以豐富科學教學形式和教學內容。教師要熟練掌握各種信息技術手段，借助信息技術激發學生的探究興趣。作為一線科學教師，我們應從細微處做起，讓信息技術更好地助力科學課堂，有效地構建智慧課堂，最終提高學生的科學素養。

[參考文獻]

高俊.利用全息技術促進學生深度學習[J].湖北教育（科學課），2020（02）：106-107.

作者簡介：李美榮（1971.2-），女，福建邵武人，任教于福建省邵武市通泰中心小學，一級教師，獲得南平市“骨干教師”及邵武市“優秀教師”等榮譽稱號。