智慧課堂下開展小學科學地球宇宙領域?qū)嶒灲虒W

劉利俠

小學科學學科是一門綜合性學科，是小學生了解科學、認識世界的重要學科，也是素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)。在小學科學學科的教學培養(yǎng)中，不僅要讓學生掌握一定的科學知識，還要培養(yǎng)學生良好的科學探究意識和科學探究能力，幫助學生樹立正確的科學觀和探究觀。小學科學地球宇宙領域教學中，由于小學生的認知能力和理解能力相對有限，地球宇宙領域的科學知識又相對抽象不易理解。因此，在小學科學地球宇宙領域的教學中開展實驗教學，將抽象的知識形象化，對于提升小學科學地球宇宙領域?qū)嶒灲虒W效果有十分重要的作用。但是由于地球宇宙領域中包含大量抽象、復雜、難以模擬的時空問題，傳統(tǒng)的實驗教學中存在很多問題。隨著科技的發(fā)展，智慧課堂的融入，就通過科技的力量給小學科學地球宇宙領域的實驗教學提供了更多教學支持，也給小學科學地球宇宙領域的實驗教學提供了更優(yōu)化的教學策略。

一、智慧課堂在小學科學地球宇宙領域?qū)嶒灲虒W中應用的積極意義

（一）有效提升學生的學習興趣

在傳統(tǒng)的小學科學實驗教學中，由于小學生的動手能力和自我保護意識相對薄弱，在實際的實驗教學中，實驗的主體往往以教師為主。采取教師展示講述和展示實驗、學生觀察的實驗教學模式。這樣的教學模式，局限性較強，在實驗的過程中，學生無法真正參與到實驗中去，特別是針對地球宇宙領域的實驗教學，由于地球宇宙領域的知識和現(xiàn)象存在較多的抽象概念，具有較強的時空復雜性，教師很難將地球宇宙領域的實驗場景、真實形象地帶到教室中去。單純的灌輸式的實驗教學模式，不僅降低了學生的實驗興趣和科學探究興趣，學生的科學探究和動手實驗能力也無法得到有效培養(yǎng)。智慧課堂以及信息技術在小學科學實驗教學中的有效應用，就給小學科學實驗教學提供了新的、更加有效的實驗方式。教師通過智慧課堂，利用現(xiàn)代化的信息科技，可以通過互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術，以音頻、動畫、網(wǎng)絡互動等多種方式。在互聯(lián)網(wǎng)上為學生創(chuàng)設虛擬的地球宇宙領域場景，并將虛擬場景融入實際的實驗教學中。讓學生在虛擬場景中進行地球宇宙領域的現(xiàn)象觀察和實驗，可以有效地將實驗的主體還給學生，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生參與到實驗教學中去。不僅可以幫助小學生培養(yǎng)良好的實驗探究觀念和意識，還能通過對小學生的感官刺激，激發(fā)他們的實驗興趣，提升小學生的實驗參與興趣和積極性。在提升實驗教學教學質(zhì)量的同時，培養(yǎng)學生的實驗思維以及實驗動手能力。

（二）有助于規(guī)范實驗操作過程，建立安全意識

在小學科學的實驗教學中，小學科學涉及到的實驗相對都是比較基礎和簡單的。但是由于小學生年齡較小，操縱規(guī)范意識和安全意識都相對有限，而且對于未知的事物好奇心重，導致在小學科學實驗的實際教學中，出現(xiàn)學生操作困難，甚至出現(xiàn)實驗危險的情況。在小學科學地球宇宙領域的實驗教學中，如科教版小學五年級上冊第二單元《地球表面的變化》中的火山噴發(fā)實驗中，單純的講述式的實驗無法達到有效的教學效果。模擬實驗會涉及到一定的化學試劑使用，在實際的實驗中，稍有不慎，不僅會影響實驗結(jié)果，還會給學生造成一定的危險，這樣的實驗形式顯然不適合小學生的年齡和認知特點。不僅不利于小學生的實驗興趣培養(yǎng)，難以達到實驗效果，還增加了實驗的危險性。在這一單元的實驗教學中，教師就可以充分利用智慧課堂的科技優(yōu)勢，通過互聯(lián)網(wǎng)信息及技術為小學生創(chuàng)設模擬實驗。在模擬實驗考試之前，先通過視頻的形式為學生進行實驗操作規(guī)范宣講。在模擬實驗的過程中，學生每開始一項步驟，都加以相應的安全警示和安全知識宣導，學生一旦操作失誤，會出現(xiàn)模擬的實驗事故展示。通過這樣的模擬實驗，既保證了學生的安全，讓學生真正參與到實驗中去，達到了實際動手操作的實驗效果，又培養(yǎng)了學生的實驗安全意識和規(guī)范操作意識。

（三）有效降低實驗難度，縮短試實驗周期

小學科學的學科特點以及地球宇宙領域的課程內(nèi)容和特點，共同決定了在小學科學地球宇宙領域的實驗教學中，會涉及很多抽象的知識和內(nèi)容。對于年齡尚小、思維和邏輯能力發(fā)展有限的小學生來說，理解和認知難度都存在一定的困難。在地球宇宙領域的實驗教學中，涉及到一些地球宇宙領域的自然和運動現(xiàn)象。教師在實驗教學的過程中，無法完全將真實的場景搬進課堂，只能通過同類型的物質(zhì)進行模仿實驗，讓學生通過模仿實驗去想象和理解真實的場景。這就給小學生的學習和理解增加了一定的難度，不僅不能達到有效的實驗教學效果，還磨滅了學生的實驗興趣和積極性。智慧課堂的應用，就可以通過圖片、視頻以及各種多媒體信息技術形式，將復雜抽象的地球宇宙領域想象具象化、簡單化地展示在小學生面前。通過有趣的動畫形式吸引小學生的注意力，通過簡單、直觀的展示，簡化實驗操作的過程。既降低了實驗的難度，增加了實驗的直觀性，又增強了學生的直觀感受，降低了學生的實驗理解難度，增強了實驗的可操作性。同時，在地球宇宙領域的實驗中，如科教版小學科學五年級上冊第二單元《地球表面的變化》中《風的作用》中，有風卷起沙子對巖石造成影響的實驗。這樣的實驗都需要有一定的周期性，才能看到實驗結(jié)果，不僅影響課程進度，也不利于學生的實驗整體觀察效果。通過智慧課堂的信息技術，就可以通過圖片或視頻的形式為小學生展示實驗過程及前后對比等，讓學生能夠直觀地觀察到實驗的各個流程，避免因?qū)嶒灢僮髦形镔|(zhì)變化及反應時間過長而干擾教學進度，從而縮短實驗周期，提高課堂效率。

二、智慧課堂在小學科學地球宇宙領域?qū)嶒灲虒W中應用的開展路徑

（一）創(chuàng)設科學的實驗情境，提升學生的學習興趣

在素質(zhì)教育的大背景下，小學階段實驗教學的最終目的是讓學生通過自身的探究和發(fā)展，掌握和理解一定的科學知識和規(guī)律，同時培養(yǎng)學生的科學探究能力、觀察能力以及思維和實驗操作能力。在小學科學學科的實驗教學中，尤其是在地球宇宙領域的實驗教學中，教師無法將地球宇宙領域的一些現(xiàn)象真實地帶到實驗中去，只能通過模擬實驗輔助學生進行理解和掌握。同時由于地球宇宙領域現(xiàn)象的抽象化和復雜化，模擬實驗往往難度較大，通常通過教師實驗演示的形式進行教學，學生很難真正參與到實際實驗中去，導致學生對科學實驗失去興趣。針對這一問題，教師就可通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術的優(yōu)勢，針對小學生的年齡和能力特點，在網(wǎng)絡上為學生創(chuàng)建科學的模擬實驗情境，將信息技術實驗教學中的模擬和知識展示優(yōu)勢發(fā)揮出來。讓學生通過互聯(lián)網(wǎng)參與到實驗中去，給學生留足充分的試驗操作和思考空間。借助信息技術智慧課堂的優(yōu)勢，把實驗教學的主體還給學生，讓學生在實際的網(wǎng)絡實驗操作中，通過觀察、思考和討論總結(jié)現(xiàn)象、得出結(jié)果。既增強了學生實驗課堂的參與度，提高了學生的實驗興趣，又發(fā)展了學生的各項能力，提升了實驗課堂的教學效果。

例如：在科教版小學科學五年級上冊第二單元《地球表面的變化》第四課《火山噴發(fā)的成因及作用》的實驗教學中，火山噴發(fā)是一種自然現(xiàn)象，同時也會造成一定的自然危害，將火山噴發(fā)搬進教室，或者利用化學試劑模擬火山噴發(fā)實驗，對于小學生來說都是不現(xiàn)實的。這時，教師就可以利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術，在網(wǎng)絡平臺上為學生創(chuàng)設模擬實驗情境，學生可以通過自己的平板電腦進行試驗操作。如：先通過多媒體播放火山噴發(fā)的視頻，讓學生看到火山噴發(fā)的威力，吸引學生的探究興趣；再讓學生了解火山噴發(fā)的原因，在互聯(lián)網(wǎng)上為學生提供一些火山爆發(fā)的條件，如巖漿、模擬地殼、模擬板塊等；再給學生一些可控因素，如溫度變化、壓力變化等。讓學生自己去進行實驗，自己掌握溫度和壓力，看溫度和壓力在變化的過程中，巖漿有什么變化。通過這樣的互聯(lián)網(wǎng)模擬實驗，既可以讓學生更直觀地參與到實驗中去，又能提升學生的實驗興趣。

（二）通過信息技術，拓展地球宇宙領域?qū)嶒灲虒W的教學資源

凡涉及科學實驗，都具有一定的開放性和自主性，而小學科學地球宇宙領域的實驗教學中也是一樣。在地球宇宙領域的教學內(nèi)容中，包含了大量的地球宇宙相關知識和內(nèi)容，而單一的教材教學往往無法達到全面的教學效果。因此，通過實驗教學，讓小學生更好地了解地球及自己生活的家園，培養(yǎng)學生的天文情懷。發(fā)展學科探究意識，培養(yǎng)學生的自然科學以及保護地球、熱愛環(huán)境的意識。同時通過實驗教學，培養(yǎng)學生的思維和邏輯能力。在實驗教學中，模擬實驗的形式也可以是多樣化的。教師要引導學生充分地依托智慧課堂信息技術的資源優(yōu)勢，借助互聯(lián)網(wǎng)的資源共享性。通過互聯(lián)網(wǎng)，在網(wǎng)絡上對自己感興趣的知識進行檢索和查找，拓展自己的教材知識，豐富自己的實驗形式，在實現(xiàn)教學中實現(xiàn)自主探究意識和能力的提升。

例如：在科教版小學科學五年級上冊第二單元《地球表面的變化》第五課《風的作用》的實驗教學中，教師就可以把實驗課堂的主體地位徹底還給學生，在課堂上只對風的形成原因進行講解。讓學生通過互聯(lián)網(wǎng)自主查找風造成的各種自然現(xiàn)象，以及成因，如龍卷風等。在實驗的過程中，關于風的模擬實驗有很多，有一些也相對簡單。教師可以引導學生自主地在互聯(lián)網(wǎng)上探究一些風的實驗，如模擬龍卷風等。讓學生在網(wǎng)絡上查找實驗流程，完成實驗。充分發(fā)揮學生的主觀能動性，既拓展了學生的學習資源，又提升了學生的科學邏輯和思維能力。

（三）通過互聯(lián)網(wǎng)，建立地球宇宙領域科學實驗微資源庫

在傳統(tǒng)的小學科學實驗教學中，教學的主要場所還是課堂和教室，這就要求小學生在學習中必須全身心地投入到每一節(jié)課中，才能達到良好的學習效果。在地球宇宙領域科學實驗教學中，實驗的步驟和過程相對復雜、抽象，需要一定的實時邏輯跟隨才能達到有效的觀察和掌握。因此，在傳統(tǒng)的實驗教學中，課堂實驗后效果不佳。借助智慧課堂，教師可通過信息技術為學生建立起地球宇宙領域科學實驗微資源庫，將相關的實驗和過程以及知識解讀錄制成視頻微課。學生可在互聯(lián)網(wǎng)上重復觀看和理解。同時，還可借助互聯(lián)網(wǎng)師生進行實時交流、討論。既可有效地拓展學生的實驗學習方式，擺脫傳統(tǒng)實驗教學的時間和空間的局限性，又能培養(yǎng)學生的自主學習能力和觀察、邏輯能力，提升實驗教學的教學效果，更好地培養(yǎng)學生的天文及地理興趣。

例如：在科教版小學科學五年級上冊第二單元《地球表面的變化》第七課《總結(jié)我們的認識》的實驗教學中，教師可以將本單元前面幾課中涉及到的知識和實驗統(tǒng)一錄制成微課放在互聯(lián)網(wǎng)資源庫內(nèi)。如：風的作用實驗、水的作用實驗，以及火山噴發(fā)、地震爆發(fā)的模擬實驗。將這些實驗放在資料庫的最前面，通過引導學生觀察實驗，完成地球表面和結(jié)構的變化以及原因的課件學習。通過這樣串聯(lián)性的資源庫，學生不僅可以更好地理解實驗現(xiàn)象，還能更好地將所學知識進行鏈接和理解，對地球宇宙領域的自然現(xiàn)象和與運動關系有更深刻、更全面的認識。

本文系2021年度安徽省教育信息技術研究課題《智慧課堂環(huán)境下小學科學“地球與宇宙領域”教學資源的開發(fā)與應用》（立項號：AH2021053）研究成果。