傳感器在《電路暗箱》課上的應用研究反思

◇丁 青（江蘇：南師附中仙林學校小學部）

《教育信息化2.0 行動計劃》不斷推進，江蘇省中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0也在如火如荼地開展著，這一系列的政策以及實踐經驗都將教育信息化推向高潮。小學科學學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。信息化科學教學絕不是單一地將信息化手段強加在科學教學上，教師應考慮巧妙地選取合適的方式、合適的時間、合適的課例、合適的場所，甚至合適的對象，以更好地提升學生科學素養，服務課堂教學，提高學習效果，有選擇地轉變傳統的教學觀念，提升學生學習內驅力，追求更高效的科學課堂。

一、課例研究背景

《電路暗箱》是蘇教版科學四年級上冊第四單元“簡單電路”的第三課。通過前兩課的學習，學生認識了簡單電路，并能自己制作檢測器來檢測物體的導電性能。本課圍繞檢測暗箱里的電路這一主題層層展開。傳統教學是讓學生利用真實檢測裝置發現不同的電路連接會產生不同的效果，本節課借助物理實驗課App進行電路連接，代替原本真實材料的繁雜操作，改成虛擬環境下發現結果，以“虛”替代“實”，避免不必要的錯誤，節省更多時間進行后續的分析驗證，將課堂有限的時間進行高效的切割。在實際的教學和反思中，發現信息化手段的利和弊，對筆者產生了較大的觸動。通過筆者的設計，最終呈現出如下的教學片段。

二、課例實施過程

（一）建立模型——復習舊知，激發思維

出示檢測裝置，回顧舊知，拋出疑問：檢測裝置除了能檢測導體絕緣體外，還有什么其他的用途嗎？

出示并介紹電路暗箱：A，B，C，D 四個連接點之間可能是導線、電池、燈泡，或者什么也沒有，利用檢測裝置檢測，通過觀察到的現象推斷暗盒里的電路連接。

分析：全面不遺漏地檢測所有的情況，一共需要檢測十二次。

（設計意圖：單刀直入，學生前兩節課剛剛學習了簡單電路和檢測裝置，帶著深刻的印象進行新知的學習，省去過多繁雜的導入，直接以檢測裝置的用處進行提問，激發學生思考，“逼迫”學生快速回憶已有認知，進行頭腦風暴、思維碰撞，產生疑問。學生在頭腦中快速建立簡單電路和檢測裝置的模型，調動一切可調動的已知思維，觸發未知思維。）

（二）概念建構——探究新知，發散思維

布置任務，利用物理實驗課App，在檢測裝置中增加導線、電池、燈泡，觀察原有檢測裝置中燈泡的情況，進行電路連接，歸納總結：

（設計意圖：一改傳統電路暗箱的教學，變成讓學生通過虛擬環境進行新知探索，節約了大量動手拼裝、搜集證據的時間，避免了錯誤或不當的操作引發的無依據的推理。基于真實現象進行高效的分析總結，讓學生轉變學習思路，不再一味地追求簡單的動手操作，而忽視操作后的分析現象、整理數據、得出結論的重要性。將課堂上更多寶貴的時間留給思維辯論，基于已有的準確證據進行更有效的分析推理，提升思維的深度與廣度。）

（三）能力提升——推理分析，聚焦思維

利用已有的結果，進行暗箱推測，畫出暗箱電路圖。

（設計意圖：以往的教學是學生直接進行暗箱的檢驗，并根據現象進行記錄，再比對已有結論，進行暗箱中電路匯總。現在一改常態教學，讓學生自己摸索不同現象對應的電路元件，打破學生固有思維模式，更加開放自由，讓學生思維不斷碰撞、不斷聚焦，最終突破固有思維，將課堂更寶貴的時間與空間留給學生基于已有證據的快速高效推理，從而得出正確結論。讓學生的科學探究更加基于有效證據的分析、推理，大大提升了學生學習的效率，避免了無謂和無意義的科學探究。真正打破思維局限，促使高階思維的發生。）

（四）實證操作——組裝檢驗，歸整思維

根據繪制的電路暗箱，進行暗箱的組裝還原。

利用檢測器進行檢測，與記錄單上的結果進行對比，驗證自己制作的暗箱。

總結拓展：回顧“解暗箱”概念。拓展地球內部、火山、人體等暗箱概念。

（設計意圖：科學探究的最終歸宿是要回歸實證研究。研究者經歷了一系列的思維風暴之后，整理思緒，歸整思維，再通過親自操作，收集觀察資料，為之前的假設展開真實的科學探究，回歸科學本質，將間接經驗回歸直接經驗，將科學探究與工程實踐有機結合，完成科學探究的全部過程。歸整學生零散的科學思維，使其達到完整縝密的狀態。）

三、課例研究反思

基礎教育是我國教育大計中非常重要的環節，小學科學教育不斷被社會重視，創新更有效的教學模式和手段也是教育者的不斷追求。將信息化教學手段合理融入課堂，甚至課外，是目前很多學科教學的新手段和新思路。

（一）“虛”形式：虛擬操作，建構概念

在現如今的教學中，很多課堂注重形式，尤其是一些展示課、示范課，而忘記課堂的本源。本案例所說的形式“虛”并非真的“虛”，而是借助信息化手段，利用虛擬空間的方式簡化一些煩瑣的科學操作，以提高課堂實效。

1.巧用平板技術，提高課堂實效

隨著高科技的不斷發展，學生對于電子產品的應用遠遠超過我們的預期，為了讓課堂效率更高，更貼近學生的生活，激發學生課堂最大興趣，平板教學已經不再新奇。尤其是在一些大城市，學生已習慣在課堂上利用平板進行學習。平板電腦進入課堂無疑給課堂注入了活力，給教學增添了趣味，改變了以往科學教學學生只能“看”的狀態，學生人手一個學習終端，可以親身參與多種不同的學習活動。

在本節課的授課中，平板發揮了較大的作用，承載了本節課使用的一款軟件。學生在課堂上既興奮又從容，可見平板在日常生活中隨處可見。由于新冠疫情的影響，網課瞬間變得越發重要，小小的平板變成學習的載體。在日常的教學中，我也會將平板作為學生學習的一個重要工具，拍照記錄、觀看圖片、放大圖片、查閱資料、閱讀文本、數據記錄等一些基本的操作都會在平板上進行，節約時間、不浪費紙張，數據還可以實時分享、便于保存。但是對于不同地區不同學校不同生源不同學科不同學生的不同教學，平板的使用要因地制宜、因人而異，理性分析利與弊，合理使用，最終提高課堂實效。

2.結合多樣App，打破探究局限

如今科技發展的速度超出人們的預期，各種App的引入，使得課堂教學更加多元立體化。

在常規的課堂上，科學教師絞盡腦汁、想方設法琢磨學生看不見夠不著的科學知識。細心資深的名師也許會利用自制的教具進行教學，卻也很難達到預期的效果，畢竟有很多知識是沒有辦法在狹小的課堂上呈現出來的。多樣的App解決了以上困擾，打破了探究的局限性，真正多維度提升了學生的科學思維。如今被開發利用于教學的App 數不勝數，同時也參差不齊，需要教師熟悉掌握，有選擇性地讓學生接觸探究。

（二）“實”：夯實操作，提升能力

探究式學習是小學科學學習的最主要形式，幾乎每一次新授課都會呈現一定的探究活動。因此本節課的設計一定要回歸真實探究，科學探究可以更好地提高學生的科學能力，提升科學素養。

1.實打實推理，提升學生分析推理能力

解暗箱的教學有多種授課形式，教材給出的教學流程包括以往教師的設計方案，最終更多停留在學生動手操作上，尤其材料的各種缺陷，會導致學生將關注點聚焦于自己的操作，大量時間會用在動手上。當然，學生的能力也有所提升，但對于四年級學生而言，應不僅僅局限于此。

《電路暗箱》原本就很考驗學生的思維判斷能力，學生的定勢思維使得他們更適應傳統的科學探究模式。本案例的教學改變傳統教學流程，跨度變大，學生理解會更困難；在學生解暗箱的過程中，可能性太多，一節課的時間想要徹底弄明白暗箱的全部內容顯然很倉促，再加上本節課的側重點在于學生思維的提升，培養學生分析推理能力，增加了教師的教、學生的學等各方面的難度。

筆者在設計整節課時，希望有所突破，希望通過解暗箱課的教學，改變學生學習的固定模式，將本節課的重點放在分析推理能力的提升。教學實踐也證明，基于有效證據的分析、推理，能大大提升學生學習的效率，打破思維局限，促使更高階思維的發生。

2.實打實操作，提升學生動手反思能力

原本的操作是學生根據教師給定的環節，按部就班地動手，學生也十分感興趣。但是這樣的操作在前兩節課中已經非常清晰地完成了。改變固有的操作，讓學生主動動手，帶著問題操作，最終形成有價值的反思和結論是本節課探究活動的設計思路。

（三）“真”：思做結合，深入研究

研究者經歷了一系列的思維風暴之后，再通過親自操作，為之前的假設展開真實性科學探究。這樣的探究是在簡單的動手基礎上，帶著要解決的問題進行深入探索，不再是單一地玩一玩，而是像科學家一樣，并且是自發主動地進行操作，為了最終的結果而不斷探索。

縱觀本節課的教學設計和最終獲得的效果，有非常多值得反思與再探究的地方。但是結合信息化的手段，改變固定的教學模式，也是教學的一種創新。信息化的引入是今后各學科教學的必然趨勢，教師只有不斷學習，提高自身的信息化能力，才能更好地服務于自己的教學，達到最理想的教學效果。

信息化手段只是本節課的一部分環節，當然也是亮點設計。但是科學學習的最終目的是提升學生的科學素養，開發學生的科學思維，使其將所學所知應用到自己的生活中，成為現代社會更有競爭力的人。當然，傳統教學的優勢是不可替代的，這就要求教師有所取舍、正確選擇，以更好地服務于教學，實現教學目標，培養學生科學探究能力，進而提升學生的科學素養。■