基于在線數字化平臺的信息科技實驗教學實踐與思考

摘要：本文分析了當前信息科技實驗教學的困境與在線數字化平臺助力教學的優勢，并以《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》中的“互聯網創新應用”實驗為例，從實驗分析、實施路徑、實踐反思三方面探究了在線數字化平臺的實踐應用，以期為廣大教師提供借鑒。

關鍵詞：數字化平臺；信息科技；實驗教學；實踐探究

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）21-0060-03

實驗教學是培養創新人才的重要途徑。然而，在實際教學中，活動交互受限、資源支持不足、教學評估困難等問題的存在使得信息科技實驗教學受到限制。《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》明確提出“要注重把握數字化學習的特點，合理利用數字化平臺、工具和資源，運用線上實驗、模擬、仿真等方式，引導學生自主學習、合作學習”。[1]因此，本文嘗試對在線數字化平臺和工具的價值進行挖掘，并結合實驗教學案例，探討如何利用在線數字化平臺支持現有的實驗教學，解決實驗教學的困境，以增強學生的實驗教學體驗，科學提高教學成效。

挖掘平臺功能應用，突破信息科技實驗教學難點

1.學習活動：增強學習互動，促進學生思維深度發展

實驗教學注重學生主體地位，從實驗問題到實驗結論，引導學生親歷、探討實驗的全過程。[2]

在線數字化平臺為師生提供線上虛擬空間，以線上課堂為載體，打破師生間、學生間的時空限制，實現發言、回復、點贊等即時交互與評價，支持學生自然、暢快地表達觀點，為實驗教學建立了有效互動反饋的交流圈，這樣不僅增強了學生的學習的體驗感與積極性，而且促進了學生思維的深度發展。

2.學習支持：豐富學習資源，促進數字化學習與創新

在線數字化平臺支持數字化資源共建共享，整合大量不同類型的實驗教學資源，包括實驗過程、演示視頻等，學生可根據自身學習能力與需求進行選擇并自學，提高學習的靈活性和自主性，進而提升數字化學習與創新能力。

3.學習評價：即時數據反饋，促進教學評價更加科學

在線數字化平臺憑借其強大的數據收集與分析能力，能夠實時跟蹤、記錄學生的每一次操作行為和學習行為數據，而且能夠綜合學生的行為數據，自動形成量化結果，這樣既解決了學生實驗過程數據難獲取的困惑，又能為教師進行多樣性、全面性評價提供實時的數據保障，讓教學評價更加科學、有效。

基于線上學習空間，創新信息科技實驗教學實踐

下面，筆者以《中小學實驗教學基本目錄（2023年版）》中的“互聯網創新應用”實驗的節點“使用互聯網工具或資源開展數字化學習，并創作、分享數字作品”為例，以UMU互動學習平臺為數字化學習平臺對象，開展信息科技實驗教學探究。

1.基于在線數字化平臺應用的實驗分析

（1）理解實驗目標，創設真實實驗情境

探究的先行條件是設計貼近學生生活實際與需求的情境，以問題引領實驗教學層層推進，讓學生在需求的驅動下專注于實驗過程的探究。例如，本文從地方熱點話題著手，結合學生熟悉的自然、人文環境，利用宣傳地方魅力、提高知名度創設情境，以此為突破口，喚起學生的親切感與已有經驗，調動學生的探究欲望和積極性。

（2）分析情境問題，確定實驗評估證據

根據UbD設計理念，要確保教學活動與學習目標高度一致，應該結合學生的需求和目標來設計學習活動。[2]在學生明確方向的基礎上，進一步引導學生深入思考：“實現問題解決應該具備的證據是什么？”例如，本實驗為了達到預期結果，可結合情境問題預設問題鏈：宣傳什么內容？以什么形式宣傳？如何獲取相應的素材？如何設計、制作？以何種方式分享傳播？通過對學生進行深層追問，引導學生分析解決問題的路徑，充分發揮學生的主觀能動性。再結合實驗教學要求，分析達成目標的途徑與方法，形成具體可操作性目標：通過活動討論明確實驗主題與宣傳形式；通過利用互聯網開展數字化學習，學會素材獲取的方法，以及實現數字化作品的設計與創作；利用互聯網工具進行數字化作品分享。

（3）整合平臺功能，設計實驗學習活動

教師應針對每個具體操作性目標，分析其實現的路徑與關鍵性證據，并結合UMU互動學習平臺的功能，反復論證實現的可能性，確定實驗活動開展的形式與載體。然后，聚合所有節點，形成完整的實驗教學活動鏈。例如，筆者針對案例中的具體目標，利用UMU平臺中的“討論”“視頻”“拍照”功能搭載問題與資源組織學生進行實驗學習活動；選用Fotojet在線工具進行數字作品的創作；通過課程模塊對所有活動進行整合、集成，創建在線實驗探究空間。

2.在線數字化平臺開展實驗教學的實施路徑

（1）基于可視化討論，確定實驗主題

主題的選擇應充分考慮學生的主觀意愿，以提升與維持學生的研究動力。收集所有學生的觀點，綜合分析確定主題，并不困難，但如何精準收集且快速地分析出結果，以提升課堂效率呢？對此，筆者在實驗中利用UMU平臺的“討論”功能，基于平臺數據挖掘能力與詞云圖，直觀、快捷地呈現主題。例如，通過“討論”課程小節，要求學生將各自的觀點概括成3個關鍵詞，在活動的留言區發表。學生的討論結果，將以詞云圖的形式呈現在大屏幕上。詞云圖會根據關鍵詞的多少，實時、智能地調整關鍵詞的大小。最終，以關注度排名前2位的關鍵詞作為探究主題，供學生選擇。

（2）開發微視頻資源，驅動個性化學習

學生的學習基礎具有差異性，教師應根據學生的學習差異提供對應的學習支持。微視頻可以豐富實驗教學資源，直觀、精煉地呈現實驗內容、操作過程與細節，學生能夠通過反復觀看或快速觀看，自主控制學習節奏，彈性調節學習時長。因此，筆者利用UMU平臺的“視頻”功能，開發微視頻資源，驅動學生的個性化學習。

（3）巧用過程性數據，精準提供指導

通過UMU平臺進行線上實驗活動，不僅能搭建實驗空間，而且能實時記錄實驗過程中學生的表現性數據。一方面，收集了學生的實驗過程證據，教師可以綜合平臺的量化評分和質性發言等表現數據，整體判斷學生對實驗的理解程度等，客觀、精準地評價學生。另一方面，記錄了學生在實驗活動中的表現，教師能夠在真實的問題情境中考量學生的能力與素養，階段性地總結學生的學習情況，并給予個性化的即時反饋與指導，促進學生的反思與成長，以及對實驗的理解。此外，還能有效整合實驗結果，對學生的表現進行綜合性評價，為實驗教學優化改進提供有價值的參考數據，促進學生的全面發展。

（4）開展社交式分享，增強評價實效

學生的互評與自評，是對教師評價的有效補充，同時，也是培養學生批判性思維，建立互助關系的重要途徑。對此，筆者結合數字化作品分享的目標要求，利用UMU平臺的“拍照”功能與社交式評價方式，組織學生分享、互評。例如，將UMU平臺的課程空間看成社交圈，利用“拍照”課程小節，設計“海報分享”實驗，讓學生進行在線分享、評價。在課程小節中，gGsXw6aEtdtQbZq55IQqricgqM01U47kN/51WJw7+rE=平臺按照點贊數對學生作品進行智能化排序、呈現。教師以獲取點贊數評選“創作之星”，鼓勵學生積極分享作品與交流制作心得。借助平臺的社交式功能，讓學生親歷分享、評價、點贊作品的全過程，打破了學生交流的壁壘，增進了課程的活躍度與交流深度，提高了實驗的客觀性與有效性。

優化實驗方案設計，提升信息科技實驗教學質量

信息科技實驗教學是對學科課程體系的有效補充，它有別于學科教學，更加注重學生的實操過程與觀察。[3]因此，在利用數字化平臺設計實驗時，要優化實驗方案設計，提升信息科技實驗教學質量。

1.技術操作要簡單易行

數字化平臺操作在難易度上要考慮學生的真實水平，盡量避免復雜煩瑣的流程、難度較高的技術等操作冗余，讓學生能專注于實驗探究過程。另外，還可以提供清晰、直觀的實驗操作學習支持，如實驗步驟、操作要點等，降低實驗難度，使程序性知識更加條理化、系統化。

2.數據反饋要及時直觀

實驗即時評價與反饋對于實驗的成功至關重要。在實驗中，教師的即時反饋能幫助學生發現不足、糾正錯誤，更好地理解實驗內容，保障實驗過程的有效性。為了確保學生及時獲知反饋信息，可以采取數據說明、圖表展示、屏幕呈現等直觀的形式進行反饋，這樣不僅更具導向性，而且還能讓學生清晰了解自己的實驗表現和結果，促進學習與成長，增強實驗的有效性，提升實驗教學的質量。

結束語

信息科技實驗教學，不僅要有明確的目標、合理的設計、規范的操作等實驗要素，而且還需要合適的數字化工具或平臺給予一定的支持，以確保實驗的質量與效果。因此，在教學中，教師應通過貼近學生生活的真實問題情境，簡單易行的實驗操作過程與方法，即時的實驗過程記錄與評價、反饋、指導，讓學生親歷實驗探究全過程，循序漸進地提升學生的實踐能力和科學思維能力，提高實驗教學質量。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]魏雄鷹.加強信息科技實驗教學 發揮信息科技育人價值[J].教育與裝備研究，2024，40（02）：12-15.

[3]（美）格蘭特·威金斯，杰伊·麥克泰.理解為先模式：單元教學設計指南（一）[M].盛群力，沈祖蕓，柳豐，等，譯.福州：福建教育出版社，2018.

本文系無錫市教育科學“十四五”規劃2023年度課題“大概念統攝下的初中信息科技項目式教學實踐研究”（編號：F/C/2023/01）的研究成果。