智慧課堂環境下小學科學探究式學習模式研究

【摘" 要】 文章深入探討了智慧課堂環境對小學科學教育中探究式學習模式所產生的變革性影響。通過理論構建與實證分析，文章闡明了智慧課堂如何利用其智能化、互動化、個性化的特點，全面促進小學生科學素養的提升，增強他們的科學探究能力、創新思維及自主學習能力。研究顯示，智慧課堂為小學科學教育提供了豐富多樣的教學資源、靈活多變的學習路徑以及即時的反饋機制，這些都有效地激發了學生的科學興趣，并極大地優化了學習過程。此外，本研究還針對智慧課堂在實施過程中所遇到的挑戰，提出了相應的解決策略，從而為智慧課堂在小學科學教育中的廣泛應用提供了實踐指導和理論支撐。

【關鍵詞】 智慧課堂；小學科學；探究式學習；教學模式；創新能力

智慧課堂，作為信息技術與教育教學深度融合的典范，已逐漸成為教育改革的新熱點。智慧課堂依托大數據、云計算、物聯網等先進技術，構建了一個集智能化、互動化、個性化于一體的學習環境，為傳統教學模式帶來了顛覆性的變化。在小學科學教育中，探究式學習是一種強調學生自主探索、發現知識、解決問題的學習方式，與智慧課堂的核心理念不謀而合。因此，探討智慧課堂環境下小學科學探究式學習模式的構建與實施，對提升小學科學教育質量、培養學生的科學素養具有重要的意義。

一、理論基礎

（一）探究式學習理論概述

探究式學習，亦稱研究性學習（Hands-on Inquiry Based Learning），是一種以學生自主探索、發現知識及解決問題為核心的學習方式。它積極倡導學生的主動參與，鼓勵學生在類似學術研究的情境中，通過動手實踐、親身體驗，經歷觀察、提問、規劃、數據收集、分析解釋及得出結論等一系列過程。這一過程不僅有助于培養學生的自主學習能力，還能激發他們的合作探索精神和創新能力。探究式學習以其主動性、實踐性、綜合性和開放性等特點，成為當前課程教學理論界與課程改革實踐共同聚焦的核心議題。

（二）小學科學教育的目標與發展趨勢

小學科學教育的核心目標在于幫助學生掌握科學概念，學會科學方法，培養科學態度，并全面提升科學素養。隨著教育改革的不斷深化，小學科學教育正呈現出以下幾大發展趨勢：一是更加注重培養學生的科學探究能力和創新思維能力，以應對未來社會的挑戰；二是強調科學教育與日常生活的緊密聯系，注重其實踐性和應用性，使學生能夠將所學知識應用于實際情境；三是積極推動信息技術與科學教育的深度融合，構建智慧化的學習環境，為學生學習提供更為豐富和便捷的資源；四是加強教師隊伍建設，著力提升教師的科學素養和教學能力，以確保科學教育的質量。這些趨勢為智慧課堂在小學科學教育中的廣泛應用提供了廣闊的舞臺和無限機遇。

（三）智慧課堂促進探究式學習的理論基礎

智慧課堂憑借其智能化、互動化和個性化的顯著特點，為探究式學習提供了強有力的支撐。首先，智慧課堂充分利用大數據和人工智能技術，能夠精準分析每位學生的學習需求和學習風格，進而為每個學生量身定制個性化的學習路徑和資源推薦，從而有效滿足學生自主探究的迫切需求。其次，智慧課堂還提供了豐富多樣的互動工具和交流平臺，這些工具和平臺不僅支持學生之間的合作學習，還便于教師對學生的學習結果進行即時反饋，從而極大地提升了學習過程的互動性和協作性。

■

二、智慧課堂環境下小學科學探究式學習模式的構建

■

智慧課堂環境下的小學科學探究式學習模式，堪稱現代教育理念與技術完美融合的典范。這一模式以信息技術為強大驅動引擎，不僅巧妙融入了智能化的教學管理與精準資源推薦，還通過高效的互動平臺極大地促進了師生之間、生生之間的即時交流與互動，從而顯著提升了學生的參與度與互動積極性。個性化學習路徑的精心設定，更是讓每位學生都能根據自身的學習節奏和能力水平穩步成長，真正實現了因材施教的理想。

在資源方面，智慧課堂匯聚了豐富多樣的數字化教材、生動直觀的實驗演示視頻以及仿真度極高的虛擬實驗室等多元化學習材料。同時，它還積極整合社區科普資源，進一步拓寬了學生的知識視野。更為重要的是，智慧課堂鼓勵學生積極參與資源創作，如自制科學小報、實驗視頻等，這一舉措極大地激發了學生的創造力與探索欲，讓他們在創作過程中不斷鞏固和深化所學知識。

在教學流程上，該模式始終強調問題導向，通過精心設計的問題情境，有效激發學生的好奇心與探究欲。合作探究環節則鼓勵學生以團隊形式協作，共同攻克難題，這一過程不僅培養了他們的協作能力，還鍛煉了批判性思維。在成果展示與反饋評估環節，學生不僅有機會充分展示自己的學習成果，還能通過來自多方的評價，促進自我反思與成長。最后，在總結拓展階段，教師引導學生將所學知識靈活應用于新情境，從而實現知識的深化理解與遷移，進一步提升了學生的綜合素養。

三、智慧課堂環境下小學科學探究式學習的挑戰與對策

（一）技術應用障礙與解決方案

在智慧課堂環境中，技術設備的穩定性和可靠性是確保教學順暢進行的關鍵要素。然而，設備故障、網絡波動等問題時有發生，這無疑對教學效果產生了負面影響。同時，部分教師和學生對智慧課堂中的技術工具和設備操作不夠熟練，這不僅降低了使用效率，甚至可能拖慢教學進度。針對這一挑戰，學校應建立完善的設備維護制度，定期對智慧課堂中的技術設備進行全面檢查和及時維修，確保其始終保持正常運行狀態。此外，制訂應急預案也是必不可少的，以便在突發故障時能夠迅速應對。為了提升教師和學生的技術能力，學校應提供必要的技術培訓和支持。這可以通過舉辦培訓班、工作坊等形式進行集中培訓，也可以通過在線教程、視頻教學等方式提供個性化指導。

（二）教師專業發展路徑

探究式學習要求教師從傳統的知識傳授者轉變為學習的引導者和協助者，這一轉變對教師的教育理念和教學方式提出了新的要求。隨著科技的不斷發展，教師需要不斷更新自己的專業知識和技能，以更好地適應智慧課堂環境的教學需求。為此，學校應為教師提供持續的教育和培訓機會，包括參加研討會、工作坊、在線課程等，以幫助他們及時更新教育理念和教學方法。同時，鼓勵教師進行教學研究和反思，積極分享教學經驗和教訓，共同探討適合智慧課堂環境的探究式學習模式。

（三）學生自主學習能力培養策略

在傳統的教學模式下，部分學生習慣了被動接受知識，缺乏自主學習的能力和習慣。然而，在探究式學習中，學生需要具備較強的學習動力和興趣才能持續投入學習。為了解決這一問題，教師可以通過設計有趣、實用的探究任務和問題，來激發學生的學習興趣和好奇心，引導他們主動參與學習。同時，教授學生科學的學習方法也是必不可少的，類似于如何制訂合理的學習計劃、如何進行有效預習和復習等，這些都能幫助他們提高自主學習能力。此外，通過小組合作、項目探究等形式，鼓勵學生之間的合作與分享，不僅能培養他們的團隊協作能力，還能提升他們的溝通能力。

（四）資源共享與平臺建設

部分學校和地區由于經濟條件和技術水平的限制，無法為所有學生提供優質的教學資源。而在智慧課堂環境下，教學資源的種類和數量繁多，如何有效整合和利用這些資源成為一個亟待解決的問題。為了應對這一挑戰，學校應加大對優質教學資源的投入力度，積極開發適合小學科學探究式學習的數字化教材、教學視頻等資源。同時，通過建立資源共享平臺，實現教學資源的共享和流通，為教師和學生提供更加便捷的資源獲取途徑。此外，根據學生和教師的實際需求，優化教學資源的配置和使用方式也是至關重要的，這樣才能確保資源的有效利用和最大化價值發揮。

四、實證研究設計與實施

（一）研究對象與方法選擇

本研究精心選取了某小學三至六年級的學生作為研究對象。這些學生正處于科學探究能力培養的關鍵時期，且已經具備了基本的實驗操作能力和信息技術應用能力，因此非常適合在智慧課堂環境下開展探究式學習。

在方法選擇上，本研究綜合運用了多種研究方法。首先是文獻研究法。通過廣泛查閱國內外相關文獻，深入了解智慧課堂和探究式學習的研究現狀、理論基礎及實踐經驗，為本研究提供了堅實的理論支撐和實踐指導。

其次是問卷調查法。精心設計問卷，對研究對象進行前測和后測。通過前測了解學生在科學探究能力、信息技術應用能力等方面的現狀，后測則用于觀察實驗后學生的變化，從而更準確地評估教學效果。

最后是實驗研究法。本研究采用準實驗設計，科學設置實驗組和對照組。實驗組在智慧課堂環境下進行探究式學習，而對照組則在傳統課堂環境下接受教學。通過對比兩組學生的表現，可以直觀地揭示兩種教學模式的效果差異。

（二）實驗設計與分組說明

本研究采用了兩組前后測的實驗設計，以確保實驗結果的準確性和可靠性。實驗組學生在智慧課堂環境下進行探究式學習，而對照組學生則繼續在傳統課堂環境下接受教學。在選取樣本時，本研究特別注重班級的均衡性，并通過隨機分配的方式將學生分為實驗組和對照組。

在數據收集方面，本研究綜合運用了問卷、觀察、訪談和成績記錄等多種手段。實驗過程中，不僅定期進行各項檢查，還通過課堂觀察深入了解學生的實際情況，同時積極收集學生的反饋意見。這些數據為教學策略的調整和技術支持的優化提供了有力依據。

此外，本研究還特別關注學生的情感需求。在教學過程中，教師不僅注重知識的傳授，還積極關注學生的情感變化，及時給予關愛和支持。這些措施有效地確保了實驗的有效性和結果的可靠性。

五、實證研究結果分析

（一）學生學習成效對比

經過對實驗組與對照組學生的考試成績和測試成績的細致對比，發現實驗組學生在科學知識掌握方面展現出了明顯的優勢。這一優勢可能得益于智慧課堂環境下的探究式學習模式，該模式更加注重學生的主動探究和深度學習，從而有助于學生更全面、更深入地理解和掌握知識。此外，智慧課堂所提供的學習資源和工具也為學生開辟了更多的學習途徑，無疑為提升學習效果提供了有力支持。

實驗組學生在探究能力方面的提升尤為顯著。在智慧課堂環境中，學生們通過積極參與探究活動、完成實驗任務等實踐環節，逐步培養了觀察、提問、假設、實驗、分析等科學探究能力。這種能力的提升不僅能助力學生在當前學習階段取得優異成績，更能為他們未來的學術研究和探索奠定堅實基礎。

在創新能力方面，實驗組學生同樣展現出了良好的發展潛力。智慧課堂環境下的探究式學習積極鼓勵學生獨立思考、勇于創新，并為他們提供了展示創新能力的廣闊舞臺。通過參與富有創新性的實踐活動和項目，學生的創新思維和創新能力得到了有效鍛煉和顯著提升。

（二）教師教學行為與教學反思

在智慧課堂環境下，教師的教學行為發生了顯著轉變。他們不再僅僅扮演知識的傳授者角色，而是更多地成了學生學習活動的引導者和協助者。在教學過程中，教師們注重激發學生的好奇心和探索精神，鼓勵學生主動探究、發現知識。

教師在教學過程中始終保持著反思與調整的態度。他們密切關注學生的學習進展和反饋意見，根據實際情況及時調整教學策略和方法，以滿足學生的多樣化需求。此外，教師們還積極參與教學研討和交流活動，不斷學習和借鑒其他教師的寶貴經驗和方法，從而不斷提升自己的教學水平和能力。

（三）智慧課堂應用效果評估

智慧課堂環境下學生的學習積極性得到了顯著提升。學生們更加積極地參與課堂活動，與教師和同學之間的互動也變得更加頻繁和深入。這種高參與度不僅極大地激發了學生的學習興趣和動力，還有助于提升他們的學習效果和綜合素質。

智慧課堂還為學生提供了個性化的學習路徑和資源。借助數據分析和學習診斷等先進技術手段，智慧課堂能夠精準地根據學生的學習情況和需求，為其量身定制學習計劃和資源推薦。這種個性化的學習路徑能夠充分滿足學生的不同需求和興趣點，進而提高他們的學習積極性和效果。

■ 參考文獻：■

［1］ 劉程. 智能技術賦能教育：構筑“互聯網+”高校智慧課堂教學新樣態［J］. 中國成人教育，2023（15）：40-45.

［2］ 董學禮. 探討高校智慧體育教學環境與課堂建設模式［J］. 體育風尚，2024（09）：59-61.

［3］ 王一巖，鄭永和. 面向智慧課堂的教育情境感知：價值定位、特征模型與實踐框架［J］. 電化教育研究，2021，42（11）：84-91.