發(fā)揮數(shù)字化教具的作用

〔摘 要〕 本文從科學(xué)核心素養(yǎng)的定義及其在小學(xué)教育中的重要性出發(fā)，深入分析數(shù)字化教具的作用與影響，詳細討論了通過這些教具實現(xiàn)科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略：結(jié)合課程目標設(shè)計教具、促進探究式學(xué)習(xí)、增強互動性和參與感、支持個性化學(xué)習(xí)以及教師的專業(yè)發(fā)展。本文強調(diào)了數(shù)字化教具在提升學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)體驗中的關(guān)鍵作用，為科學(xué)教育實踐提供了必要的指導(dǎo)和啟示。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；數(shù)字化教具；核心素養(yǎng)

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 23 022-024

隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)字化教具已成為創(chuàng)新教學(xué)方法的重要工具。特別是在小學(xué)科學(xué)教育中，這些教具的引入不僅豐富了教學(xué)資源，還為學(xué)生提供了更加直觀、互動的學(xué)習(xí)體驗。研究聚焦于數(shù)字化教具如何有效培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，探索其在促進學(xué)生理解復(fù)雜科學(xué)概念、過程和思維方式中的作用，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)及其未來的學(xué)習(xí)生活，都具有深遠的意義，它不僅涉及知識的積累，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、批判性思維和解決問題的能力。

一、科學(xué)核心素養(yǎng)的概念

科學(xué)核心素養(yǎng)涵蓋了學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中必須掌握的一系列能力和態(tài)度，這些能力和態(tài)度對學(xué)生未來的學(xué)業(yè)發(fā)展和日常生活具有深遠的影響。在當今快速發(fā)展的科技社會中，科學(xué)核心素養(yǎng)不僅僅是科學(xué)知識的累積，更重要的是能夠在復(fù)雜情境中運用這些知識進行思考和解決問題。科學(xué)觀念，作為科學(xué)核心素養(yǎng)的基石，包含了對自然世界的基本理解和科學(xué)概念的掌握，使學(xué)生通過科學(xué)課程能夠?qū)W習(xí)到生物、物理、化學(xué)等領(lǐng)域的基本原理和事實，這為他們解釋自然現(xiàn)象和應(yīng)對生活中的科學(xué)問題提供了必要的知識基礎(chǔ)。科學(xué)思維則關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理、批判性思維和解決問題的能力，包括觀察、假設(shè)、實驗和數(shù)據(jù)分析等科學(xué)方法，使學(xué)生能夠在面對復(fù)雜問題時運用科學(xué)的方法來探求答案，提高他們的分析和決策能力。探究實踐，作為科學(xué)核心素養(yǎng)中的實踐部分，強調(diào)學(xué)生通過親身體驗和操作來進行學(xué)習(xí)，這種方式可以增強學(xué)生對科學(xué)知識的理解和記憶，更重要的是，通過實際操作學(xué)生可以學(xué)會如何在實驗中觀察、記錄、分析并得出結(jié)論，這種經(jīng)驗是理論學(xué)習(xí)難以替代的。態(tài)度責(zé)任則涉及學(xué)生對科學(xué)的態(tài)度和在科學(xué)學(xué)習(xí)及應(yīng)用中應(yīng)具備的品質(zhì)，包括對科學(xué)誠實原則的尊重、對環(huán)境和社會的責(zé)任感以及終身學(xué)習(xí)的意識。

二、數(shù)字化教具的作用

數(shù)字化教具不僅能豐富教學(xué)手段，還能為學(xué)生提供更加直觀、互動的學(xué)習(xí)體驗，有效促進對學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。運用自制數(shù)字化教具，教學(xué)內(nèi)容能以更加生動、具體的形式呈現(xiàn)，從而幫助學(xué)生更好地理解復(fù)雜的科學(xué)概念和原理。數(shù)字化教具的引入，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)習(xí)過程變得更加主動，學(xué)生的參與性更強。通過交互式的模擬實驗，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中親自操作、觀察實驗結(jié)果，這種過程大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。這種方式還允許學(xué)生通過反復(fù)實驗，探索不同參數(shù)對實驗結(jié)果的影響，進一步深化了對科學(xué)原理的理解。由于這些教具通常設(shè)計有多種學(xué)習(xí)路徑和難度級別，能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和理解程度進行適當?shù)恼{(diào)整，從而滿足不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。這種個性化的學(xué)習(xí)體驗有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時也能減少學(xué)習(xí)中的挫折感，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。在促進學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方面，自制數(shù)字化教具的作用尤為顯著，通過使用這些教具，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)知識，更重要的是，他們能夠在實踐中培養(yǎng)科學(xué)思維方式，如觀察、分析、推理等能力。這些教具還能夠培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通技能，因為在使用教具進行學(xué)習(xí)活動時，學(xué)生往往需要與同伴合作，共同討論和解決問題。

三、發(fā)揮數(shù)字化教具作用有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的策略

（一）結(jié)合課程目標設(shè)計教具

數(shù)字化教具的設(shè)計過程要充分考慮科學(xué)課程的核心學(xué)習(xí)目標，包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐和態(tài)度責(zé)任。例如，若課程目標旨在讓學(xué)生理解水循環(huán)的過程，教具的設(shè)計就可以模擬雨水從蒸發(fā)到降水的整個過程，通過交互式模擬實驗讓學(xué)生觀察并操作每一步驟，以實現(xiàn)對水循環(huán)科學(xué)概念的直觀理解。教具設(shè)計還應(yīng)支持學(xué)生通過實際操作和實驗，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力，這意味著教具不僅要展示科學(xué)現(xiàn)象，更要為學(xué)生提供探索、假設(shè)、實驗和驗證的機會。通過這樣的設(shè)計，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下，主動提出問題、設(shè)計實驗、收集和分析數(shù)據(jù)，最終得出科學(xué)結(jié)論。互動性強的教具能夠更有效地吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)習(xí)效果，利用一些傳感器（溫度傳感器、力傳感器等）讓實驗數(shù)據(jù)更加直觀，實驗過程更加簡便，可以讓學(xué)生通過觸摸和滑動操作來探索科學(xué)現(xiàn)象，這種身體參與的學(xué)習(xí)方式能夠促進學(xué)生對科學(xué)知識的理解和記憶。通過提供不同難度級別的學(xué)習(xí)活動或讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇學(xué)習(xí)路徑，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念，個性化學(xué)習(xí)有助于滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供適合每個學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，從而提高學(xué)習(xí)的有效性和學(xué)生的獲得感。

（二）促進探究式學(xué)習(xí)

通過數(shù)字化教具支持的探究式學(xué)習(xí)，學(xué)生被置于學(xué)習(xí)過程的中心，他們不再是被動的知識接受者，而是變成了積極的知識探索者。這種學(xué)習(xí)方式強調(diào)學(xué)生通過實際操作發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計和實施實驗以及對結(jié)果進行分析和解釋，這不僅有助于學(xué)生構(gòu)建科學(xué)知識體系，還促進批判性思維、解決問題和自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。如利用數(shù)字化教具模擬生態(tài)系統(tǒng)的運作，學(xué)生可以通過改變某些變量（如溫度、濕度、光照等）來觀察對生態(tài)系統(tǒng)中植物和動物的影響。這種互動和模擬實驗不僅增加了學(xué)習(xí)的趣味性，也使學(xué)生能夠直觀地理解生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和動態(tài)性，以及人類活動對環(huán)境的潛在影響。自制數(shù)字化教具還可以根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和興趣進行個性化設(shè)置，提供不同難度級別的探究活動。這樣的設(shè)計考慮了學(xué)生的差異，使所有學(xué)生都能在能力范圍內(nèi)進行科學(xué)探究，進一步提高了學(xué)習(xí)的包容性和有效性。數(shù)字化教具的使用，還促進師生之間以及學(xué)生的互動與合作，在探究式學(xué)習(xí)的過程中，教師作為指導(dǎo)者和助手，協(xié)助學(xué)生制訂學(xué)習(xí)目標，并提供必要的學(xué)習(xí)資源，同時鼓勵學(xué)生之間開展討論和合作，共同解決問題。這種教學(xué)模式不僅加強了學(xué)生的社會交往技能，還培養(yǎng)了他們的團隊合作精神。

（三）增強互動性和參與感

互動性強的教具能夠通過多種方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過觸摸屏操作、虛擬現(xiàn)實體驗或者在線協(xié)作平臺，學(xué)生可以在探索科學(xué)概念的過程中享受到游戲般的樂趣。這種學(xué)習(xí)方式不僅提高了學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。而且還幫助他們在實踐中理解抽象的科學(xué)理論，使學(xué)習(xí)過程變得更加生動和具有吸引力。互動性強的教具還能夠提供即時反饋，這對學(xué)生的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。學(xué)生在完成某個任務(wù)或?qū)嶒灪罂梢粤⒓传@得反饋，了解自己的學(xué)習(xí)情況，從而對自己的學(xué)習(xí)進度有一個明確的認識。這種即時反饋機制不僅可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，還可以幫助他們及時調(diào)整學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效率。通過設(shè)計富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)和游戲，教師鼓勵學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，與同伴合作解決問題，這種參與方式不僅加深學(xué)生對科學(xué)知識的理解，而且還培養(yǎng)他們的團隊合作能力和社交技能。學(xué)生在合作中學(xué)習(xí)，通過共同探討、交流和解決問題，提高了科學(xué)素養(yǎng)，同時也學(xué)會了尊重和傾聽他人的觀點。自制數(shù)字化教具的高度互動性和強大的參與感還能夠適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，通過個性化的學(xué)習(xí)路徑和多樣化的學(xué)習(xí)資源，每個學(xué)生都能根據(jù)自己的興趣和能力選擇最適合自己的學(xué)習(xí)方式。這種個性化的學(xué)習(xí)體驗有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)滿意度，使所有學(xué)生都能在科學(xué)學(xué)習(xí)中找到樂趣和成就感。

（四）支持個性化學(xué)習(xí)

個性化學(xué)習(xí)的核心在于認識到學(xué)生之間存在的差異，這些差異可能源于他們的興趣、學(xué)習(xí)速度、知識背景以及學(xué)習(xí)風(fēng)格。數(shù)字化教具通過提供定制化的學(xué)習(xí)體驗，使每位學(xué)生都能夠根據(jù)自己的特點和需要進行學(xué)習(xí)，從而最大限度地提高學(xué)習(xí)效率和效果。通過嵌入不同層次的學(xué)習(xí)任務(wù)、調(diào)整教學(xué)難度、提供多樣化的學(xué)習(xí)資源，自制數(shù)字化教具能夠滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。對于難度較大的科學(xué)概念，教具可以通過分層次展示信息，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解能力逐步深入，或者通過提供不同形式的解釋和實例來滿足不同學(xué)生的理解方式。個性化學(xué)習(xí)還涉及學(xué)習(xí)路徑的多樣化，數(shù)字化教具可以設(shè)計成允許學(xué)生根據(jù)自己的興趣和好奇心選擇學(xué)習(xí)的方向和內(nèi)容，這種自主選擇的過程不僅能夠增加學(xué)生對學(xué)習(xí)活動的投入度，還有助于提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和獨立性。在支持個性化學(xué)習(xí)的同時，數(shù)字化教具還提供了即時反饋和評估機制，這種機制可以幫助學(xué)生及時了解自己的學(xué)習(xí)進度和存在的問題，對于教師而言，也能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進行教學(xué)調(diào)整和優(yōu)化。通過這種方式，教學(xué)活動更加貼近學(xué)生的實際需要，有助于提升學(xué)習(xí)的個性化和精準度。因此，教師不僅需要掌握如何有效利用數(shù)字化教具進行教學(xué)的技能，還需要能夠根據(jù)學(xué)生的反饋和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)策略和內(nèi)容。

（五）教師的專業(yè)發(fā)展

教具的有效整合與使用依賴于教師的專業(yè)能力與教學(xué)策略的不斷進步和創(chuàng)新。教師的專業(yè)發(fā)展策略涉及多個方面，包括提高對科學(xué)觀念的理解、加強科學(xué)思維的教學(xué)方法、深化探究實踐的引導(dǎo)技巧，以及強化教學(xué)中的態(tài)度和責(zé)任感。在科學(xué)觀念的教學(xué)中，教師需深入理解科學(xué)的基本概念和理論，以便精確地向?qū)W生傳達科學(xué)知識。參與專業(yè)發(fā)展課程能讓教師更新其科學(xué)知識庫，并學(xué)習(xí)將復(fù)雜的科學(xué)理論簡化成易于理解的形式。在科學(xué)思維方面，教師的專業(yè)發(fā)展應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生運用批判性思維、邏輯推理以及科學(xué)方法（如觀察、假設(shè)、實驗和結(jié)論）的能力。通過專門的培訓(xùn)，教師可以掌握如何設(shè)計鼓勵學(xué)生思考的活動，并將自制數(shù)字化教具作為支撐工具，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。探究實踐的引導(dǎo)則需要教師能夠設(shè)計和實施以學(xué)生為中心的科學(xué)實驗和項目。教師應(yīng)學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建富有挑戰(zhàn)性的探究環(huán)境、使用數(shù)字化教具模擬科學(xué)過程，并有效引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究。在態(tài)度與責(zé)任的教育中，教師的專業(yè)發(fā)展重點是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)責(zé)任感和倫理意識。教師需學(xué)習(xí)如何通過教學(xué)活動強化學(xué)生的環(huán)保意識、誠信意識及對科學(xué)的尊重，這包括在使用數(shù)字化教具時向?qū)W生灌輸正確的科學(xué)態(tài)度，教育他們認識到科學(xué)探究對社會和環(huán)境可能帶來的影響。

四、結(jié)論與建議

顯而易見，數(shù)字化教具在小學(xué)科學(xué)教育中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，特別是在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)方面。為了最大化地發(fā)揮這些教具的教學(xué)效益，建議對教師進行專業(yè)培訓(xùn)，讓他們掌握將這些工具有效融入教學(xué)實踐的策略。同時，學(xué)校還應(yīng)支持教師進行創(chuàng)新教學(xué)的嘗試和反思，鼓勵教師根據(jù)學(xué)生的具體反饋調(diào)整教學(xué)方法。未來，還可以進一步探索如何優(yōu)化數(shù)字化教具的設(shè)計，以更有效地滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，從而更深入地推動學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的成長。

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