論信息技術與小學科學的有效整合

人們越來越重視信息技術在教育領域的應用，并將其與小學科學進行有效整合，這對培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和實踐能力具有重要意義。本文探討了信息技術與小學科學課程整合的必要性，分析了信息技術在小學科學中的應用現(xiàn)狀和存在的問題，以及信息技術與小學科學有效整合的策略、模式和保障。實踐證明，信息技術在小學科學中的有效應用，有助于加深學生對科學概念的理解，培養(yǎng)學生的科學探究能力。同時，信息技術與小學科學的整合要求教師要具備相應的信息技術素養(yǎng)，能對課程資源進行重構及創(chuàng)新教學設計。

一、信息技術與小學科學整合的必要性

信息技術與小學科學的有效整合是當今教育領域的重要議題，其目的在于借助先進的信息技術手段，不斷提升小學科學教學質(zhì)量和教學效果，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。此外，信息技術的應用不僅改變了傳統(tǒng)的教學方式，還為小學科學教學帶來了無限可能。

一是信息技術與小學科學有效整合有助于激發(fā)學生學習興趣和學習積極性。傳統(tǒng)的科學教學方式往往以講授為主，學生被動地接受知識，難以真正地理解知識和掌握知識。而應用信息技術之后，教師可以通過動畫、虛擬實驗等手段，將抽象的科學知識具象化、生動化，從而吸引學生注意力，激發(fā)學生學習興趣。二是信息技術與小學科學的整合可以提升學生的科學探究能力。信息技術可以為學生提供豐富的科學探究資源和工具，如在線數(shù)據(jù)庫、模擬軟件等，使學生能夠進行自主的科學探究和實驗。這不僅有助于培養(yǎng)學生的實踐能力，還能在實踐中深化學生對科學知識的理解。三是信息技術與小學科學的整合還有助于學生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)。在信息時代，信息素養(yǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代人必備的基本素質(zhì)之一。信息技術與小學科學的有效整合，可以使學生更好地獲取信息、處理信息、分析信息和利用信息，所以培養(yǎng)他們的信息素養(yǎng)至關重要。

二、信息技術在小學科學中的應用現(xiàn)狀及存在的問題

（一）信息技術在小學科學中的應用現(xiàn)狀

隨著信息技術的普及，多媒體課件、虛擬仿真軟件等已成為小學科學課堂上的“常客”了，為學生打開了全新的學習視角，使抽象理論變得更形象生動，大大提高了學生的學習效率和學習質(zhì)量。

多媒體演示將抽象概念轉(zhuǎn)化為豐富多彩的視聽體驗之后，更有助于學生學習時的專注及學生學習興趣的激發(fā)。據(jù)對某市2022年小學使用多媒體技術的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在采用投影播放視頻的科學課中，學生的注意力平均集中時長較傳統(tǒng)課堂延長了28%。但如果過度依賴這些技術手段，則容易陷入“視覺陷阱”，反而有可能會削弱學生理解抽象概念的能力。因此，有效使用信息技術的同時，也不能放松對學生基礎學科理論的訓練。

虛擬仿真在科學教學中發(fā)揮著越來越大的作用。以往需要真實操作的實驗，現(xiàn)在可以通過軟件進行模擬，這不僅提高了教學效率和教學質(zhì)量，還避免了一些高危實驗可能帶來的安全隱患。但虛擬世界與現(xiàn)實世界終究是存在差距的，教師在引導學生對比和思考的過程中，必須格外謹慎。比如虛擬現(xiàn)實技術能夠使學生身臨其境地體驗分子運動，但如果缺乏恰當?shù)闹笇В瑯O有可能加劇學生對宏觀和微觀世界的混淆。因此，虛擬仿真技術應當作為實體教學的有益補充，而不是完全替代實體教學。

（二）信息技術在小學科學應用中存在的問題

一方面，信息技術的應用雖然有助于小學科學教學效率和教學質(zhì)量的提升，但同時也存在一些問題。例如，由于小學生對信息技術的理解和運用能力普遍較弱，容易在操作過程中產(chǎn)生困惑。還有一些小學信息技術教學設備陳舊、功能單一，無法滿足多樣化的教學需求。此外，部分教師對信息技術的認知存在偏差，將其視為單純的輔助工具，未能真正將其融入課程設計中。

另一方面，科學課程中涉及的部分實驗操作存在一定危險性，如果單純依賴信息技術進行模擬演示，難以使學生全面掌握實操技能。一項針對六年級學生的調(diào)查顯示，72%的受訪者表示更希望親自動手操作而不是通過數(shù)字化模擬。在特定知識點的講解方面，教師對多媒體演示方式的過度依賴也會影響學生的理解效果。例如，某小學一年級學生在考試時對“加熱沸水”概念產(chǎn)生困惑，究其原因是課堂演示無法真實呈現(xiàn)沸騰過程。

知識與技術的脫節(jié)也是一個突出問題。當下多數(shù)小學科學課件內(nèi)容過于單一，且缺乏前沿信息技術的支撐，如虛擬現(xiàn)實、人工智能等，難以跟上時代發(fā)展的步伐。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國僅有16%的小學配備了基礎虛擬現(xiàn)實設備。可以預見，在信息技術與小學科學的整合過程中，會面臨師資、設備、資金等諸多現(xiàn)實阻礙。只有充分重視該問題并采取有效對策，才能讓學生最大限度地從豐富多彩的信息技術中獲益，形成良好的科學素養(yǎng)。

三、信息技術與小學科學有效整合的策略、模式及保障措施

（一）信息技術在小學科學中的應用策略

信息技術給教育領域帶來新的契機，尤其是在小學科學教學中。自媒體時代，學生對新鮮事物有著天生的好奇心，借助計算機、投影儀、互聯(lián)網(wǎng)等工具，教師能夠為學生呈現(xiàn)生動有趣的內(nèi)容，激發(fā)學生探索欲。然而光有硬件還遠遠不夠，更重要的是教師如何設計出合理有效的活動，將信息技術與課程內(nèi)容深度融合起來。

當下信息技術蓬勃發(fā)展，教育理念也不斷更新，傳統(tǒng)教學模式已無法適應新形勢的發(fā)展需要。“填鴨式”教學早已過時，學生主體地位應當彰顯，課堂上學生應扮演探索者角色。基于虛擬仿真科學實驗，學生可以隨時重復和查看細節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，而且?guī)熒ㄟ^社交媒體可以無障礙溝通探討問題。

科學教育的核心在于培養(yǎng)學生觀察、思考、實踐的能力，這需要教師精心設計充滿探索性、挖掘性的學習任務。學生在虛擬仿真環(huán)境中自主完成各種操作，試錯幾次后自然就理解了科學概念。教師還可以將一些現(xiàn)實問題搬到課堂，結合當?shù)刭Y源，引導學生動手動腦解決生活中的難題，體會科學知識的巨大價值。既培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)，又鍛煉了學生的獨立思考能力和團隊協(xié)作意識。

傳統(tǒng)課堂教師主導一切的模式在信息化時代顯然已不合時宜。將信息技術合理滲透至小學科學課堂，通過教師精心設計參與式任務，引導學生主動探究，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，把科學概念內(nèi)化為自身能力，這才是教育的終極目標。將虛擬與現(xiàn)實相結合，使學生的學習方式從被動變?yōu)橹鲃樱瑥恼n堂中汲取更多的科學知識和問題解決技能，從而為未來的發(fā)展奠定堅實的基礎。

（二）信息技術與小學科學的整合模式

以往信息技術與小學科學的整合模式較為單一，教師仍是以課堂演示、學生接受的方式引入各種軟件，未能真正體現(xiàn)學生的主體地位。針對這一現(xiàn)狀，業(yè)界提出了“虛擬資源整合”與“真實實踐整合”兩種全新的整合模式。虛擬資源整合是指教師將網(wǎng)絡資源、虛擬仿真等納入教學設計，輔助學生掌握學科核心概念；而真實實踐整合則旨在讓學生通過操作實驗室設備、實地考察等活動，鞏固他們對科學規(guī)律的認知。值得注意的是，這兩種模式均著眼于促進信息技術與小學科學的有機整合，營造生動有趣的學習場景，引導學生的自主探究，實現(xiàn)知識的內(nèi)化。

學生在虛擬環(huán)境中探究自然現(xiàn)象具有諸多優(yōu)勢。例如，3D可視化呈現(xiàn)有助于抽象概念的具體化；多模態(tài)交互界面有助于激發(fā)學生學習興趣；開放性實驗設計有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維；等等。教師教學“水的三態(tài)變化”時，利用虛擬實驗可以清晰地展示分子運動軌跡與能量變化，學生也可以自己調(diào)節(jié)溫度、壓強等參數(shù)，從而感知運動規(guī)律。教師教學“滑動斜面運動”時，通過虛擬環(huán)境可以自由改變物體質(zhì)量、斜面傾角等，以更準確地驗證影響因素。總之，學生在這種虛擬場景下的自主探索不僅有利于建立動態(tài)知識圖式，還有助于學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

與虛擬環(huán)境相比，實踐操作更有利于學生將理論知識內(nèi)化為個人技能。教師教學“電路元件識圖”時，可以讓學生自行焊接電路板，觀察和感受電阻、電容器的屬性差異。教師教學“物理光學”時，可以讓學生在暗室中借助儀器觀測光的反射、折射等現(xiàn)象，直觀體會光路形成機理。類似這種動手操作的活動，在激發(fā)學生學習動機的同時，也有助于學生綜合運用所學概念提升動手實踐能力，而且理論聯(lián)系實際正是培養(yǎng)學生科學思維能力的重要環(huán)節(jié)。

（三）信息技術與小學科學整合的保障

為確保信息技術與小學科學的順利整合，可以從課程設計、師資培養(yǎng)、資源建設、管理體制等多個層面采取切實有效的措施。在課程設計方面，應嚴格遵循認知規(guī)律和學科邏輯，科學融入信息技術元素，精心設計情景教學活動，激發(fā)學生主動探究的學習熱情。同時，所選內(nèi)容務必契合學生實際認知水平，避免出現(xiàn)學生不適應的情況。

加大對教師信息技術的培訓力度，使其能熟練應用各類智能工具，同時培養(yǎng)他們將信息技術與小學科學進行整合的能力，能設計出富有創(chuàng)意且行之有效的教學方案。有關部門應加大資金投入和團隊組建力度，打造內(nèi)容豐富、形式多樣、覆蓋面廣的資源庫。完善的管理體制是推進信息技術與小學科學整合的基礎保障，相關職能部門應加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，建立定期評估反饋的長效機制，持續(xù)優(yōu)化整合措施。

將信息技術與小學科學進行整合對提升學生學習興趣、培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力以及發(fā)展其終身學習意識具有重要意義。因此，教師要與時俱進，積極擁抱信息時代的到來，但同時也要保持理性態(tài)度，處處把學生的全面發(fā)展放在首位。相信在教育工作者的不懈努力下，我國小學科學教育定能達到一個新的高度。

作者單位 "陜西省渭南市富平縣東區(qū)小學