智慧課堂背景下的實驗教學

〔摘" " 要〕" 因為實驗內容、實驗器材和空間等種種因素的影響，常規模式的實驗課上，學生大多難以得到授課教師的個性化、具有針對性的指導，較為匱乏之處還體現在生生之間的有效的協作，分組合作實驗不易產生實效，故課堂效率不高。在信息技術支撐下的智慧型課堂中， 如何打破傳統單一的教學模式，充分挖掘教學資源，更好地使用信息技術進行教學活動。成為每一位小學科學教師的思考題。本文以《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課為例，淺談基于智慧課堂的小學科學實驗教學模式的初步探究。

〔關鍵詞〕" 小學科學；智慧課堂；實驗教學；自主學習

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2024）" 08" " 061-063

教育部印發的《基礎教育課程改革綱要（試行）》中指出，要充分發揮信息技術的優勢，為學生提供有效的學習工具和豐富多彩的教育環境。"在人工智能、大數據等技術不斷發展的今天，在我們的教學中，以往的模式已不能適應廣大學生在學習中的個性化需求，這便是智慧課堂產生的原因。

一、小學科學實驗教學的困惑

當前，信息技術在科學教學中有所普及，教育部門給予了一定的支持，但從整體上看，我國小學信息化教育還處于起步階段，以鄉村小學為例，設備未得以有效利用，僅是在一些公開課中使用，雖然很多學校都配有多媒體設備和計算機。此外，淺薄的課程結合程度和信息技術挖掘造成了無針對性的所謂的信息化教學。由于內容、器材及空間等各方面的限制，小學科學常規實驗課往往存在如下問題。

（一）教學質量不高

好奇心強是小學生普遍的心理特點，"因而大多數學生對科學課上的實驗活動非常感興趣，但學生對實驗的態度很容易只停留在玩的層面，而無法展開真正意義的探索，這源于教師未及時向學生指明實驗的方向性、實用性，只對實驗目的及要求加以提醒，長期下去，實驗教學的質量和效果必然會受到影響。

（二）分組實驗缺乏溝通

常規模式的小學科學實驗課通常采用兩種實驗方式：一種是由教師和2～3名學生共同完成實驗，"其他學生在座位上觀看實驗過程，實驗得到的數據基本上僅有一組，過于單一。在分析這樣的實驗數據時，不利于發展學生的思維，甚至會影響他們對科學的嚴謹態度。另一種是分組實驗。雖然得來的數據并不單一，"但增加的數據不能在全班實現有效共享，較為閉塞，通常都是由教師在短時間內粗略展示其他小組的數據，學生無法細致深入地對比、琢磨，只能分析本組的數據，嚴重缺乏與其他組學生的有效溝通。

（三）合作實驗效果不理想

常規的“分組合作”在實際教學中往往不具實效："其一，在某些小組中，有的學生不顧組員們的想法觀點，從始至終獨自進行實驗。其二，有的學生不能正確定位自己在課堂小組中的角色。學生之間很難做到合作，分工不明確，甚至沒有分工。以《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課為例，本節內容是小學階段比較復雜的教學內容，是選自教科版小學科學五下“沉和浮”這一單元的內容。"結合該單元對物體沉浮的多方面的解釋和學生的已有經驗（物體本身是他們對沉浮的關注點，"極少會關注到液體的性質），本節課將帶領學生通過探索不同種類的液體、不同濃度的同種液體對馬鈴薯沉浮的影響，"助力學生感知液體密度，將浸在液體中物體所受浮力的大小與該液體的密度相聯系。此外，本節內容，涉及步驟復雜且煩瑣的實驗，學生多多少少都會在實驗中存在一些誤區，需要教師及時對其輔導，因受于空間與時間的限制，教師難以在有限的時間內為諸多學生解答疑問，導致有些實驗小組完成的效果較差。而且某些小組實驗的精彩瞬間很難呈現給其他小組，只能等結束后口頭復述。若僅僅根據一組實驗數據就得出普遍性結論，并不利于學生科學探究以及對他們科學態度等素養的培養。

二、智慧課堂的優勢分析

（一）教師角色的改變

常規的實驗課大多沒有給學生留下時間和思考空間，部分學生由于時間、空間等因素的阻礙，未能受到個性化指導。而智慧課堂上，學生的學習進度由自己掌控，有足夠的思考時間。自學及反復學習微課未能解決的問題可組內探討解決，若仍然無法解決，教師此時應給予學生“腳手架”。這樣一來，課堂上學生的主體地位可得以大幅度提升。

（二）學習方式的改變

常規的實驗課難以體現學生探究的自由與開放，大多由教師“全面安排”。智慧課堂的學生學習方式有所不同，能夠進行自主學習。按任務提示了解探究目的，理清事項，結合微課思考實驗步驟。若遇到不確定的步驟和操作，可再去學習微課。

（三）交流方式的改變

智慧課堂上，在分析學生各組的實驗數據時，班級并不是相互分割的，而是一個密切交流的整體。實驗中有重要意義的瞬間得以記錄下來，并實時與全班同學共享。學生思維得以碰撞，數據得以由組內的單一數據轉向班級較為全面、較為科學的“大數據”。在仔細分析各個小組的實驗數據基礎之上，學生科學、嚴謹地歸納精準的實驗結論，有效、高質量的交流合作得以實現。

三、智慧課堂背景下的小學科學實驗教學探究

讓技術服務于教學，服務于學生和教師，讓教師和學生得到認可，是教育信息化至關重要的步驟。為給小學科學實驗教學注入新活力，充分發揮線上教學平臺的優勢，筆者提出了基于智慧課堂的小學科學實驗教學模式，將學習過程主要分為以下6個階段。

（一）根據微課自主體驗，激發學生學習興趣

首先，教師在線上平臺發布微課、動畫等資源。針對本節課，課堂一開始，"教師可以創編一個魔術，"打破學生的慣性思維，"讓液體對沉浮的影響成為學生此時的關注點。在此基礎上，"讓學生對“這杯可以讓馬鈴薯浮起來的液體和水的不同”加以判斷，"從而引入小實驗——滴液加熱。學生根據自身習慣和能力，通過線上平臺，自主學習教師所提供的關于滴液加熱實驗操作的微課，之后以小組為單位，"自主進行實驗操作，"發現讓馬鈴薯浮起來的液體中加入了溶解的物質。他們可能會產生疑問：為什么向水中加入了溶解的物質，就可以使馬鈴薯浮起來呢？以微課把學生引入相關情境，由疑啟思，激發學習興趣，引發進一步探究。

（二）通過微課了解實驗器材，明確相關操作

在“調制一杯能讓馬鈴薯浮起來的鹽水”這一實驗中，需要學生明確的操作步驟和規范比較多（比如，在實驗中如何加鹽或糖、如何取放馬鈴薯、什么時候調制結束等問題），因此，教師應在課前將這些內容錄制成微課，供學生自主學習時使用（其一，觀看微課中的操作；其二，對照分發的器材進行觀察或動手操作）。該環節的主要目的是讓學生熟悉實驗器材、掌握實驗步驟及注意事項，為接下來的實踐探究奠定基礎。

（三）依據任務自主實驗，共享實驗精彩瞬間

實驗前，教師精心設置問題“拋給”學生，比如，現在給水中加入了溶解的物質，是否一定能使馬鈴薯浮起來呢？進而引出實驗：調制一杯能使馬鈴薯浮起來的液體，"還要找到溶解物質的最少量。學生分"A、B兩隊進行實驗，"每隊分三個小組，A隊使用糖作為溶解物質，"B隊使用鹽作為溶解物質。實驗中，"各小組隨時在學生應用端記錄實驗數據"（包括放入幾瓶蓋物質和馬鈴薯的沉浮狀態）。教師全程巡回指導并幫助學生答疑解惑。在操作過程中，每個小組還可以把實驗中比較有意義的、有趣的現象以拍攝圖片、視頻等方式發送至公共平臺，全班共享。同時，各組可進一步交流。需要強調的是，在實驗前，教師為各小組安排實驗中所需的角色（如操作員、記錄員、分析員、匯報員等）是至關重要的。學生自行選擇相應的角色，"從而明確自己在組中的任務。這樣一來，組內毫無秩序，或者做完實驗卻不知實驗目的的現象就避免了。為了培養學生的綜合能力，避免過度關注某一角色而造成學生發展的“失衡”，成員在組內所擔任的角色要定期輪換。

（四）利用在線文檔匯集實驗數據，實現學生互動

為方便匯集實驗數據，授課教師需提前用騰訊文檔設計一份各組數據記錄表，分享給學生，且勾選“獲得鏈接的人可編輯”（這樣一來，每組都可以編輯，且每個組的編輯情況都可以自動同步到全部設備的文檔中）。在把自己所在組的實驗數據填入在線文檔后，各小組就能得到全班所有組的實驗數據。使用騰訊文檔收集學生的實驗數據，實驗數據得以高效實時共享，使班級間的互動更為快捷，實現了學生間有效的互動，互相學習，共同提高。

（五）分析“大數據”得出結論，培養學生處理數據能力

在該環節，教師的主要任務是引導學生分析數據。學生則主動發現問題，"主動思考，"得出實驗結論。例如，"通過觀察“大數據”，學生很容易發現各小組放入物質的量各不相同，"所以能夠對比出誰在水中放入了相對少的物質，并主動反思本小組在操作上存在的問題;還有的學生發現用糖調制液體比用鹽調制效率要低，所以想要進一步探尋換成其他的物質。“使小馬鈴薯浮起來的液體，能否讓巨型馬鈴薯也浮起來”，"可稱為一個“認知陷阱”。基于這一點，在課堂的最后，"教師可取一巨型馬鈴薯，"請學生判斷。學生因好奇而爭相嘗試判斷。而答案會關聯此前學過的知識，"讓學生可以在頭腦中形成對物體沉浮的整體認知。分析由全班各個小組搜集、匯總而形成的“大數據”比只分析單個組內的數據更科學、更嚴謹、更有意義。此外，分析其他小組的數據能加深學生對規律的認知，對培養學生處理數據的能力十分有益。

（六）在線評價互動反思，對學生進行獎勵

各小組可以對本組的學習進行總結反思，"在學生端以獎勵五角星的方式自評，然后教師對各組的學習情況進行整體評價，教師端則可以點贊的方式，對各組的綜合表現進行逐一評價。

課堂教學的改革讓智慧課堂應運而生。小學生的身心發展規律、認知特點，讓智慧課堂更加適用于小學階段，未來，智慧課堂的應用定將更加廣泛。需要我們注意的是，信息技術與教育融合下的智慧課堂，不局限于一種模式，并非適用于各個學段、各門課程。教師在運用智慧型課堂理念授課時，"需注意，微課或是其他應用軟件，"僅僅是課堂教學的一種工具，或者稱其為一種教學資源，"不可本末倒置。

參考文獻

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