信息技術與小學科學深度融合的實踐與反思
——以構建校園“植物地圖”為例

□山東省淄博市張店區科苑小學 邢偉

《中國學生發展核心素養》中提到的科學素養，包含科學精神和實踐創新。科學精神，主要是個體在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為規范，包括三個方面：理性思維、批判質疑、勇于探究。實踐創新主要是問題解決和技術應用。小學教師在教學中要注重引導學生開展探究式學習，在動手參與的過程中，讓學生主動建構知識，領會其中的思想與方法，在實踐中培養創新意識與能力。在小學科學課堂上，除了探究實驗，還可以采用實地觀察、調查、跨學科學習、利用數字化信息技術等方式，培養學生的理性思維能力、勇于探究精神、問題解決能力等科學精神和實踐創新素養。

青島版五四制小學科學教材第一單元“植物的生活”，這單元的內容是在小學科學課程標準中的生命科學領域的內容，課標要求學生列舉當地的植物資源，說出植物的某些共同特征，尤其是與人類生活密切相關的植物；要求學生在學習中學習觀察和簡單歸類的方法，初步認識生活中常見的植物，認同生物多樣性。教師需設計有助于激發學生了解和認識自然界的興趣的教學活動，幫助學生初步形成生物體的結構與功能、多樣性與共同性相統一的觀點，形成熱愛大自然、愛護生物的情感。

一般課堂的做法是按照課時按部就班地上完這一單元，植物的六大器官是在課堂單獨進行的、內容是割裂開的。學生對一棵（種）完整植物的認識僅僅存在在課本上，并沒有將所學知識學以致用去整體觀察、應用，對更多植物進行觀察、了解。課堂教學中受時間、地點、空間等因素的限制，無法進行現場觀察，或課后的觀察效率不高。

《教育信息化2.0 行動計劃》指導思想中明確指出：“建設人人皆學、處處能學、時時可學的學習型社會，實現更加開放、更加適合、更加人本、更加平等、更加可持續的教育。”信息技術的發展，讓學科教學發生了改變。小學科學的課程標準中提到，科學來源于生活，又服務于生活。在小學科學課堂教學中，教師可以結合相關的生活化的教學內容，用信息技術提供資源環境，打破書本作為知識來源的限制，走進校園生活中，擴充教學知識量；拓展學習方法，提供給學生自主學習的時間與空間，讓學生在自主探究、討論、交流、反思的過程中，促進自主學習能力、動手操作能力、實踐創新能力的提升，同時學生的科學素養也會得到提升。因此本文以“植物的生活”教材為藍本，結合學校的植物分布和數學統計的相關內容，整合設計了“構建校園‘植物地圖’”的課程。課程通過創設真實的學習情境，以制作“植物地圖”為內容，以學生為中心，基于多種信息技術手段開展相應的科學探究，提升學生對植物知識的認識，幫助學生更好地學習科學知識、提高學習興趣和學習能力。在本研究中，將信息技術與小學科學進行深入融合，所使用的軟件包括ForClass 知慧云教學平臺、形色APP 軟件、人人通網絡學習空間。

一、現狀分析

ForClass 知慧云教學平臺是一個基于平板的移動教學系統，它具有功能強大的備課授課系統，靈活授課，讓教師走下講臺，更多地關注學生，基于課堂互動及時獲取教學反饋，改進教學方法；學生隨時隨地按需學習，智能診斷快速聚焦學習問題，強化練習突破，記錄個性化學習路徑，了解自己讓學習事半功倍；課堂教學行為與作業測評結果實時記錄匯總，為教學評價提供可靠依據，科學評估教育教學質量，提供針對性分析報告，實現以評促教、以評促學。形色APP軟件是一款介紹植物的軟件，可以給學生介紹植物信息，通過拍照的形式，幫助學生識別不認識的植物。人人通網絡學習空間是基于教育云平臺的一個學習空間，學生每人都有獨立的賬號，通過“我的班級”模塊，可以對班級通知、班級資源、班級圈、學生成績、教師寄語、問題解答等內容進行設置。教師通過班級資源向學生提供相應的微課視頻，學生通過自己的空間上傳作品，方便評價者進行評價。在云平臺中這些可操作性評價方式，讓每一個學生把課堂中學到的知識運用到實際生活中，學以致用。在本文中借助上述信息技術手段輔助學生科學知識的學習，將信息技術與小學科學課程進行融合，將科學課堂轉移到校園、家庭，幫助學生提升科學素養。

通過整合的“構建校園‘植物地圖’”的課程，筆者借用平板電腦的形色APP 軟件和教學互動軟件ForClass 平臺以及人人通網絡學習空間，開展小組合作學習，實現信息技術與科學課深度融合，教師不再只是文本、PPT 等演示文稿的演示，而是采用參觀體驗、交流討論、實驗探究等方法組織教學。活動整合生活、科技、數學、教材內容，以探究模式為核心，將信息技術手段融合到整個的教與學的過程，給學生提供主動學習與探究的資源與環境，從而培養學生的合作學習能力與科學探究能力等。

二、信息技術與小學科學深度融合的典型課例

下面，筆者就以“植物地圖”主題活動為例，探討信息技術在小學科學課堂中的有效應用和高效融合。本活動借鑒混合式學習教學模式的課前、課中、課后三個環節，由于筆者所在的學校科學課兩節連排，因此安排第一節課的教學內容為課前環節。

（一）課前開展有效探究活動

興趣是最好的老師，學生的天性就是喜歡有趣、奇特的事物，動手實踐是學生探究學習的源泉。課前，教師給予學生探究任務：利用形色APP，觀察并識別校園植物特征與種類。探究形式是：小組合作，每名學生一臺平板電腦。具體活動如下：教師通過ForClass 平臺推送“植物地圖”的主題活動，每個小組完成一個校園區域“植物地圖”的繪制工作（由多個分任務組成），并介紹各項分任務的內容及完成的標準。教師為學生推送學習資料包，學生復習植物的相關知識后，明確“植物地圖”包含的植物內容。教師通過ForClass 平臺推送形色APP 軟件使用方法的微視頻，學生觀看后并小組討論形色APP 的使用注意事項。帶著明確的任務，各小組規定的（分工負責的）校園片區拍攝植物，并利用形色APP 軟件識別植物并截圖保存。在這個環節中，教師跟隨學生一起走進校園，學生遇到的問題時可以現場詢問教師，也可以發表在人人通班級平臺中，教師可以及時解決。在實際探究學習的過程中，充分發揮了學生的自主學習性、小組合作的有效性，學生認識植物的莖、葉、果實等身體器官，對校園中常見植物進行進一步了解，初步感受分類的好處，極大地拓展學生的認知、培養學生的學以致用能力，體現信息技術的工具性。

（二）課中展示個性學習成果

經過了課前一節課的探究，在第二節課的課中學生以小組為單位繪制“植物地圖”。在繪制“植物地圖”時，教師給予學生提供腳手架任務單，為學生提供可以自主創作、合作探究的氛圍，借助ForClass平臺及平板電腦的互聯網絡等學習資源與環境，方便學生學習和思考。小組完成基本的繪制任務后，并利用ForClass 平臺開展作業提交，教師現場得到反饋數據，針對學生的集中失誤點，教師適時進行補充，進行植物知識的綜合學習。在這個過程中，教師可以對學生的學習資源和學生的學習情況進行管理，及時調整課堂的教學流程。將合適的信息技術手段融入課程，用技術支持教學，讓教學形式更具有多樣性。

（三）課后創生多種交流方式

課后教師利用人人通平臺為學生布置觀察性作業和實踐性作業。學生利用形色APP 軟件拍攝小區、公園、外出游玩等生活中不認識的植物上傳至人人通平臺上，教師和學生可以進行查看，并發表自己的觀點，相互溝通；教師布置主題實踐性作業，如讓學生為校園植物掛牌、查閱本市的市花或市樹的有關資料、寫關于“我與植物”的故事、制作關于植物文化手抄報等，鼓勵學生通過實踐應用，進一步鞏固提升所學知識。在活動中，教師也提供關于制作掛牌的視頻與方法，學生在人人通平臺中，上傳自己的活動過程，學生之間可以相互評價，教師也可以平臺上給予學生指導和鼓勵。這個環節的設計，能有效促進學生的學習動力與動機，調動學生學習的積極性，培養學生主動學習的意識，讓學生對學習內容有更深入的認識，對問題有了深度的思考。

三、信息技術與小學科學深度融合的思考

（一）拓寬課堂的深度和廣度，培養學生學以致用的能力

學生走進校園，身臨其境，了解身邊的植物，將課堂搬到校園，這就拓寬了課堂教學的廣度。利用形色APP 這一環節，方便準確地了解植物信息，這是把校園自然資源轉化為科學學習資源的首要過程。利用人人通網絡平臺，獲取相關知識，并引申到校園植物的認識中。形色APP 的有效調用，拓展了課堂教學內容，使學習由課內自然而然延伸到課后的自主活動中，將各種可以輔助學習的信息技術手段應用到教學活動中，學生的學習方式發生了改變，由原來的被動的、靜止的，轉變為主動的、合作的狀態，這也促進了教學活動中學生的主體地位，也增加了學習的趣味性和生動性，潛移默化地培養學生的科學素養和信息素養。信息技術拓展了課堂教學任務的深度，課堂展示的過程就是學生生成性資源。多樣化的學習方式激勵更多學生思考和創新，為學生創造了更開放、更多樣的學習環境，將知識、技術的學習融合日常生活中，解決生活中的實際問題，在這樣的真實活動下，學生的科學素養和信息素養得到全面的提升。

（二）開展深層次互動，實現師生、生生互動，打造高效課堂

整個教學活動分為三個環節，課前的校園探究與拍攝，學生帶著任務走進校園、探究校園，開展個人、小組之間的探究活動；課中交流探究成果，并完成個性化的探究成果繪制任務；課后走進更多生活，了解更多植物知識，拓展知識，這樣的交流更鮮活、更持久，學生記憶更持久，互動層次更深刻，有效地幫助學生建構新的知識。由于人手一臺平板電腦，學生可以在人人通網絡平臺上閱讀相關材料，可以在平臺上交流自己的思考。在ForClass 互動課堂中，學生通過參與教師發布的活動，提交作業，課堂反饋及時準確，提高課堂效率；這樣的互動活動保證了學生人人參與的熱情，課堂參與度高，課堂氛圍融洽和諧。傳統課堂中，生生互動較少，借助信息技術手段便于互動的開展。教師對學生的平臺交流內容隨時跟進，隨時快速呈現難點，以幫助學生及時解決問題。教師可以根據課堂實際情況對課堂目標適時調整，最大限度適應全體學生；課堂上，教師給予學生更多展示機會，技術的協助能有效輔助教學重難點的突破，加強了師生之間的深層次的互動，打造更高效的課堂。

（三）開闊師生視野，培養學生自主探究意識和能力

校園中的植物資源種類繁多，學生僅僅靠課本中的知識，未必能全部認識，并了解其特點。對有的植物，教師也存在不認識的現象，而借助形色APP 軟件，既能提升教師的知識儲備，又能給學生提供一個快速了解植物信息的渠道。另外，形色APP 還有拍照上傳的功能，即使出現未識別的植物，仍能讓更多的專家學者看到，并做出解答。通過這樣的途徑，師生的知識視野不斷得到拓展。這個過程，學生需要在信息化的環境中對科學知識進行充分的理解，學生難免會遇到問題，應及時組織小組的協作學習、交流，教師根據情況參與學生的協作學習中，學生小組是異質結構的，小組成員之間是可以相互啟發、指導的。在小組協作學習的過程中，在討論、交流中，讓學生思維動起來，促進對數學問題的思考。教師應密切關注學生的學習與探究過程，并適時地為學生的探究過程進行指導。在整個教學活動中，教師借助各種信息技術手段，給予學生探究學習的機會，提供學習資源、學習策略的指導，采用個人自主探究和小組協作交流相結合的形式，在探究、預測、交流、解釋的過程中，鍛煉學生的合作、思考和探究能力。

（四）學生在學習過程中的主體地位有利于提高學生學習的積極性

教學過程要強調學生個人的自主探究、小組的協作學習。教師借助信息技術手段、校園植物資源，為學生提供合適的科學探究體驗，激發學生的學習動機。在探究階段，學生在“ForClass”課堂交互平臺、形色APP、人人通網絡學習空間環境中，完成校園“植物地圖”的繪制，將科學知識建立與校園實踐的聯系，經過個人思考、小組探究，在不斷的編程與修改過程中，對問題進行深度思考與探究，提高學生的學習積極性。整個教學活動都非常重視學生的學習參與。由開始的“創設情境，提出問題”階段，選擇以建立與生活直觀問題的聯系，回憶所學知識，進入學習狀態，要保證學生的參與。在探究的過程中，給每個學生提供動手實踐的機會，這個階段更多的是需要學生之間的小組合作、討論、互助、繪制，在這樣的小組互動過程中，學生的參與面比較廣，并且有了深度，學生逐漸開始對問題有更深入的思考，逐漸促進學生實踐創新素養的提升。

隨著教育教學理念和信息資源、環境的不斷變化發展，傳統的學習方式已經不能滿足現代教育的需要，在教育教學中，教師要結合學科知識，深度融合信息技術，不斷培養學生的科學素養和信息素養，適應二十一世紀發展的需要。本研究基于平板中“ForClass”課堂交互平臺、形色APP、人人通網絡學習空間，運用實地法、觀察法、討論法等，使學生在自主、合作、探究的氛圍中發現問題和解決問題，促進學生的科學精神、實踐素養和信息素養的提升。