自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的實踐與思考

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)與信息科技融合已經(jīng)成為一種趨勢。自然筆記作為一種記錄自然觀察、思考和感悟的方式，正在逐步融入科學(xué)與信息科技的元素。本文旨在探討自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的實踐與思考，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】自然筆記；科學(xué)；信息科技

【中圖分類號】G434" "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）05-082-03

美國著名教育家克萊爾·沃科·萊斯利在《筆記大自然》中提出自然筆記的概念，引導(dǎo)大家有規(guī)律地觀察、記錄、認(rèn)識、體會和感受自然，用筆記的形式，對身邊的自然進(jìn)行記錄，深受兒童的喜歡[1]。對于小學(xué)生來說，這不僅是一個觀察、思考的過程，更是一個培養(yǎng)觀察力、思考力和表達(dá)力的手段。開設(shè)“自然筆記”課程，教師可引導(dǎo)學(xué)生感受自然、觀察自然，利用圖文結(jié)合的方式為大自然書寫筆記，創(chuàng)新教學(xué)模式[2]。小學(xué)信息科技教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，使他們能夠適應(yīng)信息化社會。在自然筆記中將科學(xué)與信息科技進(jìn)行融合，不僅可以豐富教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)模式，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合能力。

自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的內(nèi)涵

自然筆記是指借助五感（視覺、觸覺、聽覺、味覺、嗅覺）觀察法對周圍的自然物進(jìn)行細(xì)致觀察并將其記錄下來的工具。其中包括時間、天氣、地點、記錄人、形態(tài)描摹、文字描述幾大基本要素，強(qiáng)調(diào)觀察的科學(xué)性、客觀性和真實性，本質(zhì)是一種觀察記錄。自然筆記中的科學(xué)與信息科技融合，是指在觀察中將科學(xué)知識與信息技術(shù)有效結(jié)合，創(chuàng)新自然筆記原有記錄方式與分析方法。具體主要包括以下兩個方面。

信息采集與處理。在觀察前，學(xué)生們充分利用各種信息設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源提前獲取待觀察自然物的詳盡信息，如閱讀參考書籍、訪問權(quán)威網(wǎng)站、使用專業(yè)的自然科學(xué)類軟件等，不僅有助于提升學(xué)生對目標(biāo)的理解深度，還能幫助他們在實地觀察時有針對性地捕捉和識別重要細(xì)節(jié)，對自然物的狀態(tài)和生長過程有更全面、更細(xì)致的認(rèn)識。針對數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理和分析，我們可以生成一系列科學(xué)且精確的自然環(huán)境報告，包括但不限于植被覆蓋情況、地形地貌、水文狀況、氣候變遷等多維度信息，使觀察成果更具科學(xué)價值和實用意義。

觀察數(shù)據(jù)可視化。學(xué)生通過長期對自然物的觀察會積累一些觀察數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)若未進(jìn)行及時整理與分析，往往會造成資源的浪費，給學(xué)生科學(xué)分析數(shù)據(jù)也帶來一定困難。此時，通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將采集到的自然數(shù)據(jù)以圖表、圖像等形式呈現(xiàn)出來，更加直觀地展示自然現(xiàn)象和規(guī)律，使學(xué)生更高效地完成對數(shù)據(jù)的處理與分析，更細(xì)致直觀地了解所觀察的自然物。同時利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，學(xué)生還可以對自然數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和趨勢。

自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的應(yīng)用價值

自然筆記，作為一種記錄自然觀察、感悟與研究的傳統(tǒng)方式，對于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、解決問題的能力、思考能力、記錄能力有很大幫助，廣受教育工作者的青睞。科學(xué)與信息科技融合已成為自然筆記發(fā)展的必然趨勢。自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的應(yīng)用價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面。一是提高自然觀察的效率。科學(xué)與信息科技融合的自然筆記為科學(xué)研究提供了海量的數(shù)據(jù)資源和高效的分析工具，使學(xué)生能夠更加深入地探索自然世界的奧秘。二是促進(jìn)科學(xué)知識的傳播。自然筆記中的科學(xué)與信息科技融合，可以將科學(xué)知識以更加生動、直觀的形式呈現(xiàn)給其他人，促進(jìn)科學(xué)知識的傳播和普及，使更多的人能夠參與環(huán)境教育，提高公眾的環(huán)保意識和參與度。另外，借助網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字化平臺，學(xué)生的作品也更易保留與推廣。三是拓展自然筆記展示形式。學(xué)生完成自然筆記后，可借助信息技術(shù)展示自己的作品。多樣的展示方式也可以使學(xué)生獲得更多的科學(xué)知識，培養(yǎng)他們的賞析能力和審美能力[3]。四是推動科研創(chuàng)新。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能算法，可以對大量的自然觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，揭示自然現(xiàn)象的規(guī)律和趨勢，為科學(xué)研究和環(huán)境保護(hù)提供有力支持。五是促進(jìn)生態(tài)文明教育。融合科學(xué)與信息的自然筆記，能夠形象而深刻地揭示出自然環(huán)境隨著時間推移發(fā)生的微妙變化，以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部錯綜復(fù)雜的互動關(guān)系和動態(tài)平衡機(jī)制，這種真實、細(xì)致且具有時效性的記錄，不僅能夠幫助人們直觀了解到生態(tài)環(huán)境的脆弱性和寶貴性，更能促使我們深入思考人類活動與自然環(huán)境之間密不可分的聯(lián)系，喚醒和強(qiáng)化公眾的生態(tài)文明意識。

自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的必要準(zhǔn)備

1.加強(qiáng)知識儲備

項目開始前，教師要為學(xué)生做好前期鋪墊，讓學(xué)生了解“什么是自然筆記”“如何繪制自然筆記”，讓學(xué)生明白觀察是自然筆記的基礎(chǔ)，從而使項目更容易開展。此階段除利用講授以外，教師也可以準(zhǔn)備好自然筆記知識點的微課，提高教學(xué)質(zhì)量。文字和圖畫是自然筆記的主體，版面可由學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計，但一般需要包含時間、天氣、地點、記錄人、形態(tài)描摹、文字描述幾大基本要素。

2.調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)心態(tài)

自然筆記與寫生不同，教師要讓學(xué)生做好融入自然、探尋自然奧秘的心理準(zhǔn)備。自然筆記的關(guān)鍵是探究和發(fā)現(xiàn)自然物的特點，不是單純的手抄報或一份藝術(shù)作品。對自然物的觀察需要耐心、恒心，有時需要持續(xù)觀察一周、一個月甚至數(shù)年，所以學(xué)生要沉下心，耐心觀察身邊鮮活的自然。

3.準(zhǔn)備必要材料

開展自然筆記需要準(zhǔn)備必備的材料，其中最基礎(chǔ)的是紙和筆，也可搭配勾勒筆、彩鉛或水粉來繪制自然筆記。為獲取更詳盡、細(xì)致的數(shù)據(jù)，學(xué)生還應(yīng)準(zhǔn)備放大鏡、直尺等測量工具。同時教師可為學(xué)生準(zhǔn)備速寫版、收集袋、指南針、溫度計等。書籍、照相機(jī)、手機(jī)、相關(guān)的App等也可助力學(xué)生完成自然筆記。

自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的實踐

1.激發(fā)興趣，有序觀察

開展自然筆記教育最重要的是讓學(xué)生進(jìn)行觀察，開始觀察前需要激發(fā)學(xué)生的興趣及其對自然物的一些基礎(chǔ)了解。教師可以創(chuàng)設(shè)一些有趣的情景，結(jié)合信息技術(shù)手段調(diào)動學(xué)生的感官。如可以利用多媒體設(shè)備播放自然界中不同的聲音，接著播放一系列動物擬態(tài)的圖片，讓學(xué)生找出圖片中的動物等。感官小游戲的設(shè)置，在調(diào)動學(xué)生興趣的同時，也能啟發(fā)學(xué)生在對自然物進(jìn)行觀察時綜合運(yùn)用視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺進(jìn)行全面觀察。激發(fā)學(xué)生興趣后，還可以引導(dǎo)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)搜索與要觀察的自然物相關(guān)的信息，為接下來的觀察做準(zhǔn)備。比如觀察薄荷葉時，教師可以讓學(xué)生先利用互聯(lián)網(wǎng)搜索與薄荷相關(guān)信息，讓學(xué)生對所觀察的植物做簡單了解，在觀察的過程中則可結(jié)合所做游戲提醒學(xué)生全方面觀察，除了用眼睛看一看、用鼻子聞一聞，還可以用手摸一摸，甚至可以引導(dǎo)學(xué)生用嘴嘗一嘗。

2.集中注意，關(guān)注細(xì)節(jié)

關(guān)注自然物的細(xì)節(jié)是自然筆記不同于手抄報或美術(shù)作品的一點，這也是自然筆記中最難能可貴的。學(xué)生除能夠綜合運(yùn)用五感對自然物進(jìn)行觀察外，還應(yīng)集中注意力關(guān)注自然物的細(xì)節(jié)。在此過程中，學(xué)生可借助信息技術(shù)手段進(jìn)行更細(xì)致的觀察，并思考當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)一個有趣的自然現(xiàn)象或自然物時，怎樣把這種發(fā)現(xiàn)保留下來。除紙質(zhì)自然筆記的創(chuàng)作外，我們還可以通過信息技術(shù)手段完成自然觀察物的圖片或視頻等，記錄更多細(xì)節(jié)。

3.保持耐心，持續(xù)觀察

大自然中，很多生物的奧秘通過短時間的觀察是很難被發(fā)現(xiàn)的，往往需要我們持續(xù)觀察才能探討出其中的奧秘。這個過程需要學(xué)生保持耐心，同時也需要教師、家長的陪伴。當(dāng)學(xué)生經(jīng)過持續(xù)觀察后，會驚奇地發(fā)現(xiàn)：螃蟹原來也會像蟬一樣脫殼，大蔥也會開出美麗的花朵，黃瓜為了爬得更高，側(cè)枝和葉子都變成了卷須……當(dāng)然還有些生物的奧秘并不是顯而易見的，這時需要教師給與適當(dāng)?shù)奶崾荆龑?dǎo)學(xué)生自行探究，發(fā)現(xiàn)其中的奧秘。比如在觀察艾草時，教師可以提示學(xué)生把艾草曬干后，揉搓再進(jìn)行觀察，會發(fā)現(xiàn)什么？為什么艾草會有藥用價值？如何發(fā)揮藥效呢？學(xué)生通過教師的引導(dǎo)，借助書籍、網(wǎng)絡(luò)自行探討，將會有新的發(fā)現(xiàn)。

4.借助技術(shù)，豐富筆記

學(xué)生通過信息科技的學(xué)習(xí)已經(jīng)熟練掌握了WPS 文字、WPS 演示等文字處理和排版軟件，學(xué)會了利用手機(jī)拍攝視頻和編輯等，以及Photoshop等多媒體作品制作軟件，利用這些軟件可以對自然筆記作品進(jìn)行進(jìn)一步編輯和加工。這樣既能檢驗學(xué)生掌握信息技術(shù)的技能水平，在實踐探究中也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和審美能力，激發(fā)學(xué)生的情感。通過信息技術(shù)工具的加入，學(xué)生的自然筆記更具自己的特色，也更易保存與分享。

5.交流評價，分享啟示

為了提高觀察、記錄和探究的實效，評價環(huán)節(jié)必不可少。對自然筆記的評價可分為學(xué)生自評、組內(nèi)互評、教師評價三方面。自評包括對學(xué)習(xí)態(tài)度、合作意識、信息處理、認(rèn)知能力、實踐創(chuàng)新和成果發(fā)布的評價。組內(nèi)互評則包括合作時是否全程參與、是否有責(zé)任心和主動承擔(dān)任務(wù)、是否能根據(jù)不同的任務(wù)提出不同的解決方案、是否能堅持做自然筆記并得出一定結(jié)論等。教師評價包括對學(xué)生課堂狀態(tài)、合作參與度、記錄質(zhì)量和匯報展示的評價。為更好地對學(xué)生的自然筆記進(jìn)行評價，教師可將學(xué)生作品及各項評價要求、評價標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)入信息評價系統(tǒng)，學(xué)生可以獲得更直觀、全面的作品評價，進(jìn)而進(jìn)行改正。教師還可將學(xué)生的作品保存在平臺上，分享科學(xué)與信息科技融合的自然筆記，讓更多的人了解自然界的奧秘，普及科學(xué)知識。獨特的觀察視角、新穎的研究方法和創(chuàng)新的表達(dá)方式可能會啟發(fā)讀者，激發(fā)他們從新的角度觀察和思考自然現(xiàn)象，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力。

總" 結(jié)

自然筆記將教學(xué)從教室搬到自然，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，帶領(lǐng)學(xué)生在自然中進(jìn)行觀察、記錄、探討、研究。隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的應(yīng)用前景將更加廣闊。

1.學(xué)生綜合能力得到提升

自然筆記要求學(xué)生觀察并記錄自然現(xiàn)象或自然物，在這個過程中他們能感受到自然的變化。通過長期的觀察和記錄，學(xué)生可以逐漸培養(yǎng)出對自然環(huán)境的敏感性和洞察力，從而更好地理解自然世界。學(xué)生在記錄自然物、自然現(xiàn)象的同時，還會進(jìn)一步分析背后的原因和規(guī)律，思維能力也在潛移默化中得到提高。每次戶外活動，小組互相組隊、互相合作、互幫互助，學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力也能得到提升。自然筆記要求學(xué)生用文字、圖畫等方式表達(dá)自己的觀察和分析結(jié)果，可以幫助學(xué)生鍛煉表達(dá)能力，提高寫作水平。在自然筆記中融入科學(xué)與信息科技，學(xué)生對自然環(huán)境變化的現(xiàn)象理解會更加深入，對信息技術(shù)的應(yīng)用更加熟練，并逐漸養(yǎng)成實事求是、勇于探索與創(chuàng)新的科學(xué)精神。在長久的探究和觀察過程中，學(xué)生會關(guān)注自然環(huán)境的變化，樹立保護(hù)自然的意識，關(guān)注環(huán)境類和生物的社會問題。

2.教師專業(yè)素養(yǎng)得到提高

自然筆記的核心在于自然觀察，這需要教師具備敏銳的觀察力和細(xì)致入微的感知能力。通過長期、系統(tǒng)的自然觀察，教師可以逐漸培養(yǎng)出對自然環(huán)境的敏感性和洞察力，從而更好地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然之美，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和科學(xué)素養(yǎng)。教師除向?qū)W生傳授專業(yè)知識以及做自然筆記的技巧外，還要有效指導(dǎo)學(xué)生觀察和認(rèn)識相應(yīng)的生物，引導(dǎo)他們探究生物生長過程中的種種變化，在學(xué)生有所困惑的時候及時給予幫助。這些教學(xué)中的種種要求在不斷督促教師通過書籍、網(wǎng)絡(luò)、專家指導(dǎo)等方式來提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，促進(jìn)他們與學(xué)生共同成長。

自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的實踐是一個不斷探索和發(fā)展的過程。面對未來的挑戰(zhàn)和問題，我們需保持謙虛和開放的態(tài)度，通過持續(xù)不斷地學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和實踐，逐步提升整個教育界對自然環(huán)境認(rèn)知的深度與廣度，切實推動自然科學(xué)教育質(zhì)量邁向一個新的臺階，以推動自然筆記中科學(xué)與信息科技融合的實踐走向更高的水平。

注：本文系江蘇省十四五規(guī)劃課題“讓學(xué)習(xí)看得見，小學(xué)自然筆記的實施策略研究”（課題編號D/2021/02/194）研究成果之一

參考文獻(xiàn)

萊斯利，羅斯.筆記大自然 [M]. 麥子，譯. 上海： 華東師范大學(xué)出版社，2008.

史加祥. 小學(xué)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的評價與改進(jìn)：基于中國、新加坡、英國、美國小學(xué)科學(xué)測評卷的比較[J]. 教育測量與評價，2021（2）.

王文婷. 小學(xué)一年級科學(xué)課的實施策略：以教科版一年級上冊“我們知道的植物”為例[J]. 教育科學(xué)論壇，2021（2）.