基于ClassIn平臺的小學科學教學設計與實施
——以科教版三年級《磁鐵的兩極》為例

耿春林 上海市寶山區第二中心小學

小學科學課程是一門探究性、實踐性很強的學科。2022 年版《義務教育科學課程標準》指出，要“設計學生喜聞樂見的科學活動，創設愉快的教學氛圍，激發學生學習動機”，強調要“以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗”。這意味著互動、交流、實驗應是小學科學課堂的常態。然而，2022年3月12日起，全市中小學再次全部調整為線上學習。空間的阻隔使得我們無法像在傳統課堂中一樣與學生進行充分的互動與交流，器材的缺乏更無法進行有趣的實驗。在這樣的情況下，如何有效保障科學教學的有效性，實現線上教學與線下教學在培養學生科學素養，實現學科教學價值上的“實質等效”，就成為教師需要認真思考的命題。筆者認為，線上教學的質量，既需要科學有效的信息化教學平臺支撐，也需要教師彰顯專業智慧的教學設計和實施。筆者以ClassIn 教學平臺為載體，探索了小學科學教學的有效設計和實施之道，并據此對線上線下教學融合問題進行了思考。本文以科教版三年級《磁鐵的兩極》一課的教學為例，呈現筆者的思考與探索。

一、反思：線上教學的共性問題及其破解之道

隨著計算機、互聯網、大數據等的運用，信息技術與教育的契合程度在不斷提升，由此帶來的線上教學成為一種近年來頗受關注的新型教學模式。但是，從中國的實際情況看，線上教學的普及很大程度上是由于新冠肺炎疫情的影響：2020 年年初，為應對新冠肺炎疫情，教育部制定出臺了《關于疫情防控期間以信息化支持教育教學工作的通知》等文件，明確提出要以信息技術為支撐實現停課不停學，停課不停教。應該指出的是，在這場席卷全國的線上教學嘗試中，廣大教師的信息化教學設計與實施能力有了很大的提升。然而，總體上看，盡管經過了大規模線上教學的洗禮，但是由于這種洗禮是在教師普遍還沒有建構起適應未來教學的信息化素養的現實情況下進行的，線上教學等諸多問題依然沒有得到解決，在線教學的互動不足、情感缺失、學生學習主動性欠缺、教學質量良莠不齊等問題成為一種普遍現象。從上海疫情防控期間的線上教學數據看，線上教學第一周后，筆者依然能夠很明顯地發現學生參與程度不高，上線率低，互動氛圍不濃。進一步通過導師課堂訪談了解到，出現這一現象的原因是多方面的：一方面，線上教學期間，師生的互動場景較少，居家條件也限制了學生實驗材料的準備與實施，影響了參與感和滿足感，學生參與興趣大大降低；另一方面，在很多家長看來，科學是副課，出于保護視力的角度，家長希望減少網課時間。也有部分學生獨立居家，缺少監督及家長不擅長在線操作等因素加劇了線上教學存在的問題。

2）知識目標：準確掌握普通話的語音規范，包括聲母、韻母、聲調等發音技巧，克服方言語調發音上的問題；準確掌握普通話語匯規范，努力克服方言詞匯；在不同場合能夠快速組織語言，語言表達有條理，語速、語調和節奏恰當。

在筆者看來，不論是學科教學本身的問題，還是家長的問題，歸根到底都要通過線上教學質量的提升來解決。在線教學的大多數時間里，學生的真實學習狀態并不像在面對面教室中那樣“舉目可見”，很多學生表面上在參與課堂，實際上卻游離于課堂教學之外。因此，要提升線上教學質量，最為核心的解決之道是要建構一種基于信息技術的“仿真環境”，讓線上教學更加貼合線下教學的場景，讓師生之間有更多的互動交流機會。只有通過關涉教學全過程的積極互動，才能更好地引發學生“在場”的意識，激發學生學習內驅力和參與度，從而提高線上教學成效。

我國醫學研究生目前存在的主要問題是缺乏創新能力，在醫學科學研究中，僅是證實他人研究結果的正確性或是停留在實驗現象的表面，沒有對進一步機制的深入探討。而對于研究生這種缺乏創新能力的現象，主要原因在于對文獻檢索及應用在科學創新中的重要性認識不足，高等教育機構在這方面也缺乏足夠的重視。薄弱的文獻信息檢索與利用能力導致科研工作者無法站在科學的前沿，更加無法進行科研創新。

二、設計：ClassIn平臺的優勢及其教學運用

伴隨軍改進程，應以裝備領域頂層法規為龍頭，加快推進裝備保障法規制度的建設步伐，使各級裝備部門的體制編制、職能作用、權力職責、業務關系、程序流程等有法可依；各級裝備保障部門值班、會議、訓練、演習等日常工作，以及考核、管理、報告、統計、保密等日常制度有章可循；各級裝備部門的指揮、協調、實施等行動有法保障。防止權責不明、令出多門等制度性問題的發生，科學合理地劃分、協調各級裝備部門的任務，提高裝備保障效率。軍以下聯勤保障單位的相關裝備部門，還應豐富完善裝備儲備、裝備訓練、裝備動員及各專業裝備保障工作的規章制度，形成平戰一體、切實可行的新時代裝備保障法規體系。

虛擬實驗室提供了光學、聲學、力學、磁學等各種實驗素材可供學生挑選。通過“實驗模擬器”，宛如在線上構建了一個“云端實驗室”，學生能夠更直觀地體驗，感覺實驗就在面前進行。傳統的實驗教學給學生的視覺感受大多是平面的、單一的。對于一些實驗，教師播放視頻或演示課件，顯然是不夠的，需要利用虛擬仿真技術模擬富有真實感、交互式體驗的實驗場景，通過自主操作，理解、掌握科學知識。例如，在探究磁鐵不同部位的磁性強弱實驗中，學生可以自主調用素材庫中的素材，直觀地看到條形磁鐵和U形磁鐵的兩端能吸取很多回形針，而中間幾乎吸不起回形針，從而得出磁鐵的中間磁性弱，兩端磁性強。這就很好地增強了學生的體驗，提升了課堂教學效果。

三、實踐：基于Classin平臺的科學教學及其反思

運用ClassIn 平臺，在教與學的每個環節中，教師都可以對所發布的資源或布置的任務設置相應的獎杯，對學生的平時表現進行量化，平臺還可生成每一個學生的學習報告，實現對每一次學習情況的跟蹤和評價。

線上教學不同于線下教學，教師對于學生參與課堂的狀態有時候無法形成直觀的把握，如何保障學生的課堂參與興趣就成了極為關鍵的問題。考慮到小學生的身心發展特點，可以運用ClassIn 平臺的獎杯激勵功能，引發學生持續參與課堂的積極性。

ClassIn 教學平臺，是一款從教學的專業角度出發設計的在線教室產品，也是全球首款真正意義上的“在線教室”解決方案。它憑借多路視頻通信技術，以及完善的全球布點建設云通信系統，致力于在線教育技術的快速發展。它通過視頻、通訊、云存儲等先進技術，讓學生和教師在遠程也能獲得身臨其境的面對面授課體驗，讓“班級”的場景在線上得以立體化呈現。ClassIn 教室內獨有的學生管理、互動電子黑板、板書共享、搶答器等功能，專為在線教學場景設計，被視作最接近“教室體驗”的教學平臺。

平時教師或助教可在花名冊中點擊獎勵圖標給臺下學生發獎勵，及時給予學生鼓勵，激發學習的熱情、學習的興趣。例如，隨時捕捉學生的一個小進步、一個閃光點，營造良好的學習氛圍。對學生的良好表現及時發放獎杯進行鼓勵；通過舉手、搶答、上下臺等功能，鼓勵學生積極上臺發言，發言學生可得到獎杯；分組討論中產生思維碰撞，在生生互動中調動學生積極性；通過視頻墻，實時觀察了解學生聽課神態，表揚專注的學生等。

（一）“答題器”教學前測，了解學情

要提升線上教學的成效，對于學生學情的了解是必不可少的。ClassIn 平臺具有獨特的答題器功能，可看到實時答題情況，包括答題人數、用時、答題率等。這樣的前測，對于后續的教學設計有直接的引導作用。有了學生的這些學習行為數據，教師既可以對不積極預習的學生予以督促，也可以通過這些學習行為數據分析提供個性化學習資源，使不同學生的課前知識儲備大致落在同一個區間，為順利開展課程教學做好準備。

例如，在簡單復習磁鐵的特點以后，提問“磁鐵不同部位的磁性強弱一樣嗎？”來了解學生的認知情況。教師可以通過“答題器”功能得到實時反饋結果。在課程教學中，通過數據筆者看到65%的學生猜測磁鐵不同部位的磁性是不一樣的，另外35%的學生有的猜測中間磁性強，有的猜測磁性一樣強。在此基礎上，通過分組討論，引導學生設計實驗、教師實驗演示，然后說說發現的現象，最后得出結論。

（二）獎杯激勵，激發參與興趣

本堂課引導學生在觀察中發現問題，提出問題，對問題作出推測，然后引導學生設計實驗，通過教師演示實驗獲取證據，用證據來檢驗推測，從而體會認真實驗、細致觀察的重要性，為了更好地達成學習目標，指導學生在探究活動中注意收集數據，利用數據驗證磁鐵的兩個磁極磁力最強作為教學重點。

《磁鐵的兩極》是科教版三年級第二學期第五單元《磁極與指向》第一課時的內容。本節課安排三個活動：探究磁鐵上不同部位磁性的強弱，建立磁極的概念，了解磁極間相互吸引、相互排斥的性質，并了解磁鐵能指示方向。磁鐵是學生喜聞樂見的玩具。三年級的學生對于磁鐵已有初步的、零散的認識，加上一年級的學習，他們大部分已經知道磁鐵能吸鐵質的物體，但是也有部分學生由于遺忘或者其他原因沒有接觸過，已經說不清楚磁鐵的特點。

和血膠囊為皂礬與麩炒蒼術兩味中藥經粉碎加工而制成，具有健脾燥濕、補氣生血的功效，常用于治療脾胃虛弱、氣血不足、面色萎黃、心悸乏力、缺鐵性貧血等癥[1]。和血膠囊原標準收載于衛生部藥品標準《中藥成方制劑》第19冊，標準編號：WS3-B-3609-98[1]。原標準只有顯微鑒別對蒼術藥材、化學反應方法對皂礬進行質量控制，其專屬性不強，且缺乏定量檢測指標，難以真正控制成品的質量。按照國家藥監局“國家藥品標準提高研究課題任務書”（項目編號158號）文件要求，對和血膠囊的質量標準進行全面修訂與提高。

基于以上分析，筆者擬定了四個教學環節：創設情境，激發興趣→學生猜測，設計實驗→演示實驗，觀察現象→課堂小結，拓展延伸。教學過程中，主要目的是讓學生經歷一個發現問題、提出問題、建立假設、設計實驗驗證、得出結論并解決問題的過程，并以此來認識磁鐵的性質。運用演示實驗的方法來觀察現象，在分析歸納中得出結論，探究磁鐵兩極的磁力大小以及磁極間的相互作用。基于這樣的教學設計，充分運用ClassIn 平臺的特色優勢，在本課程的線上教學實踐中，筆者主要進行了如下操作：

（三）“實驗室”模擬實驗，獲得交互式體驗

教學是充滿互動的活動，有效拓展線上教學的互動載體，是線上教學要提升質量的關鍵影響因素。通常而言，線上教學環境中，學生在技術創新課堂中用與信息社會生活相適應的方式學習，獲得豐富的學習體驗，得到更好的發展，無疑是最大的受惠者，但是如果學生缺少真實的活動和體驗，這種獲得感往往不會是真切的。ClassIn 平臺的虛擬實驗室提供了豐富學生交互式體驗的可能。

教師可以依托ClassIn 開展一對一、班課、大直播課等多種形式的教學，這一平臺在線上教學實踐中的運用優勢主要體現在三個維度：首先，是多種教學場景。平臺可一對一單人輔導、一對多小組式互動，進行小班教學，也可支持數千人超大課堂，以輪播功能讓所有學生輪流上臺。其次，是多元化教學工具。平臺擁有十幾種在線小工具，包括互動式小黑板、答題器、搶答器、計時器等，同時支持自行開發新工具，方便教師掌握不同類型的課堂。最后，是競爭性課堂氛圍。平臺擁有舉手、搶答、獎勵、上下臺和禁言等課堂控制功能，支持實時查看課堂學習統計數據，便于教師營造競爭性的課堂氛圍。因為有這樣的技術優勢，教師在教學中運用ClassIn能夠建構起一種接近于真實狀態的虛擬課堂，通過豐富多元的互動引發學生的積極課堂參與，提升線上教學效能。

（四）“作業測驗”，數據驅動教學改進

線上教學，質量的追求是不能降低的。如何運用信息技術的優勢，實現線上線下教學的同質等效，同時運用線上教學的數據優勢，實現數據驅動的教學改進，這是教師設計和實施線上教學過程中應該著重考慮的問題。在具體的教學中，教師可以運用ClassIn 平臺的作業展示功能，展示優秀作業，分析易錯原因，對照學習目標和評價要求，提出改進策略。當一節課或一個單元結束，可發布“小測驗”，及時了解學習狀況。進入學生答題階段后，如果有學生答完題已交卷，老師這邊會有顯示，并通過學生個人作業信息單可看到每道題的正確率、答題時間等信息。從答題卡可以及時反饋出錯誤率高的題目，對典型錯誤可以及時進行講評，從而做到減負增效。平臺還可生成學生個人的答題正確率和每道題目的正確率，教師可以根據分析報告進行個別輔導，及時查缺補漏，調整學習的重難點。

（五）“空中課堂”資源，助力演示實驗

相比較于傳統的線下教學，線上教學的一個重要優勢就是資源的豐富性。教師要善于運用線上資源，拓展教學的物質載體，提升課堂的豐富性和吸引力。ClassIn平臺不是一個封閉的系統，它可以實現多種資源的吸收接納和綜合運用。空中課堂是上海市拍攝制作的線上優質教學課程，給我們提供了豐富多彩的多媒體教學素材和多樣化的教學途徑，執教教師更是憑借其出色的個人專業素質、優秀的教學能力，將教學內容和教學方法化為生動的、高質量的同步課堂。在線課堂上，筆者事先對空中課堂教學視頻資源進行“切片”，確保演示實驗清晰流暢，將空中課堂的實驗現象截圖顯示，方便學生觀察。在基于學情分析的基礎上與區本、校本資源進行整合處理，轉化為教師的教學設計、學生的活動任務單，生成為在線教學的適切資源。以“雙師教學”方式進行教學，既更好地發揮了ClassIn 平臺的功能，也進一步拓展了教學資源，提升了教學有效性。

信息技術與教學的深度融合是時代發展和教育變革的必然趨勢，線上教學的嘗試將會成為未來學校、未來教育的一種“新常態”。教師要對未來的教學狀態有清晰的把握，要努力培養適應未來教學的數據素養和信息化教學能力。

這世上的人有很多愛，一如這世上的人有很多恨，都似乎只是沉浸在自己的世界中，像波斯貓在明前茶的玻璃杯前照鏡子一樣，像我們固執地認為遠方有一個讓自己拿不起也放不下的人一樣。

總而言之，居家學習的日子里，學生對交流的渴望遠遠高于線下教學，因此，課堂上要給予學生更多發言與展示的機會，充分利用課余時間和導師課堂討論相關話題，進一步激發和保護學生的好奇心和學習熱情。在線教學對教師和學生都是挑戰，學生往往隨著新鮮感的降低而失去學習和參與的興趣。教師應以學生為本，教學環節設計更為細致，悉心學習并嘗試線上教學平臺的各種功能，靈活運用各種手段加強課堂的趣味性與互動性，引導學生自主學習、自主活動、自主探究。