數字化技術為科學教學注入活力

〔摘" "要〕" 在數字化轉型背景下，數字技術與教學活動之間的聯系越來越密切，數字化技術與小學科學教育的深度融合，為小學生科學思維的啟蒙與發展提供了新路徑。將多元的數字化技術手段有效融入科學課堂，有助于推進學生對科學概念的建構和理解，促進學生科學思維的發展。本文通過列舉在課堂上使用不同的數字化技術幫助學生對不同領域知識的學習以及技能的掌握，論證數字化科學課堂助力學生科學思維發展的有效性和實踐性。

〔關鍵詞〕" 小學科學；數字化技術；應用研究

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0139-03

教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐?？茖W教育作為培養創新型人才、提升全民科學素養的重要途徑，是實現這一目標的關鍵環節。同時，隨著信息技術的飛速發展，教育領域正經歷著前所未有的變革。小學科學作為承擔培養學生科學素養和創新思維重要任務的學科，亟須借助信息技術的力量提升教學質量和效率。

一、實施數字化教學的原則

數字化技術的介入，能夠給傳統課堂帶來更多的精彩和思維的碰撞。但是在實施的過程中必須把握好相對的尺度，不能因為“增色”和“增趣”而削弱了課堂的科學性。因此，在打造數字化課堂的過程中，必須遵守以下原則。

（一）理論性與科學性原則

科學教育的目的，是讓學生知其然還要知其所以然，并且能夠讓其利用所掌握的知識解決問題。從教學內容來看，小學科學課程涉及了生命科學、地球與宇宙科學、物質科學等多個領域，其中不乏一些枯燥、抽象、難以理解的概念性內容。在教學中，教師應利用信息技術輔助手段，如虛擬仿真實驗、數字化實驗等，讓學生比較直觀便捷地學習相關知識。同時，融入動畫、游戲、闖關等趣味元素，將所需教授的科學知識進行有效串聯，從而激發學生的學習興趣。然而在使用信息技術手段的同時，教師必須把握好尺度，不可將激發興趣的信息技術手段放于過高位置，不可因更多地關注課堂的趣味性而忽略了科學知識的學習和概念的建構。

（二）探究性與創新性原則

數字化技術的引入可為小學科學教育帶來多元的實踐體驗，教師在課堂上要充分利用數字化技術的優勢進行創新的活動設計，創新教學方法和手段。同時，數字化技術的使用，能夠更好地打破時間和空間的局限，讓學生更多地參與到活動的探究和知識的建構中，解決現有教學資源無法提供的實踐場景、搭建模型，以及解密暗箱等，以不同的途徑促進學生科學思維的發展。

（三）融合性與互補性原則

教師在授課過程中利用在線數據庫、科學模擬軟件、教育視頻和互動游戲等數字化資源，既能豐富教學內容，又能在很大程度上提高學生的學習興趣。同時，鼓勵學生使用平板電腦或筆記本電腦進行在線研究，查找與課程相關的資料，能夠更好地培養其自主學習能力，也彌補了當前條件下一些資源上的不足。數字化資源可有效地整合教師的教和學生的學，讓學生在學習中掌握一門新的技能，學會如何借助信息技術手段進行深度學習。

二、數字化技術為科學教學注入活力

（一）聚焦前概念積累，培養學生信息收集能力

小學生年齡小，存在前概念缺乏等問題，課堂上部分學生又會因為這些“先入為主”的直觀經驗而導致概念上的偏離，這就容易造成教師需要花較長時間于證據的列舉和概念的糾正上。

而數字化技術則能夠為學生提供更為寬廣的信息渠道和學習資源。通過互聯網和其他技術，學生不僅可以接觸到更多相關知識，甚至可于課前了解到一些前沿技術。

以開展蘇教版科學三年級上冊“設計制造再生紙”STEAM活動為例，在項目的開始，教師先讓學生在各平臺上收集生活中產生的廢紙，以及紙與環境之間關系的信息資料，讓學生真切感受到造紙給環境帶來的問題。繼而，讓學生通過對一組收集到的“造紙與樹木之間關系”數據的分析，讓學生意識到，合理地利用廢棄材料制造再生紙，既能滿足人們對紙的需求，也是對資源和環境的有效保護。這樣，讓學生以自己收集到的相關資料樹立起了“過度用紙會造成環境問題”的前概念。項目以此為起點，全程以學生為中心，讓學生擔負起主動學習的責任，將前概念與科學概念有效關聯，整個項目實施推進的過程能夠很好地幫助學生樹立起主動解決問題的意識。

（二）挖掘課堂資源，發展學生發散性思維

由于現有資源和空間的限制，常常會導致教師無法真正做到充分發揮學生的主體地位，不能讓其根據自己的猜測一一實驗，大多是最終以統一的步驟實驗而得到本堂課的實驗結論。這一做法看似完成了本堂課的教學任務，但是學生在概念的建構上未必是主動參與的，這在很大程度上制約了學生科學思維的發展。數字化技術則能夠很好地彌補這些客觀條件的不足。教師在備課時，通過數字化平臺和技術，充分做好資源開發和整合的準備工作，課堂上學生通過交流互動，引發深度思考，轉變錯誤的前概念，學會主動建構正確的科學解釋。

以蘇教版科學四年級上冊第四單元“點亮小燈泡”為例，課堂以虛擬創設人物愛迪生講述的故事串聯整堂課，以完成任務的形式讓學生逐步掌握學習內容。設置任務一時，教師為學生介紹不同電路元件，并將其展示在電子白板上，學生根據小組討論結果設計電路圖，嘗試點亮小燈泡。繼而，小組代表上臺在電子白板上展示所設計的電路圖，課前教師則做好預設，使不同電路能否點亮小燈泡的結果直接出現在電子白板上，從而大幅縮短了傳統課堂上學生要動手嘗試不同連接方式的時間。任務二為破解燈泡之謎，在上一任務中學生知道了如何連接電路能夠點亮小燈泡，那么又是什么原因能讓小燈泡亮起來呢？不同的電路又會呈現怎樣不同的結果呢？接著，教師在電子白板的電路圖中加上了電流運動的路徑，這一過程將無形的電流可視化，迅速幫助學生建立了“閉合回路”這一概念。學生還能夠解釋為什么其他電路不能點亮小燈泡，以及改進方案。學生有了任務一的“試錯”經歷，既幫助自己建立了科學概念，又提升了解決問題的能力。

（三）借助虛擬技術，幫助學生建構概念

新鮮事物很容易挑起小學生的學習興趣，但概念性的學習，或者抽象、難以理解的科學知識，往往很難激發學生主動學習的興趣。然而，一些不同領域的科學知識往往難以直接呈現在課堂上，或無法讓學生直接參與實驗，這對學生理解和應用知識造成了一定的困擾。虛擬技術有著可視性和直觀性的特點，不僅有助于將抽象的知識具象化，更能夠彌補學生在操作感和體驗感方面的空缺，調動學生的學習積極性，促進其對科學概念的建構和理解。

以蘇教版科學三年級上冊第五單元“食物的旅行”為例。本節課的教學目標是讓學生認識人體的消化器官以及各消化器官的作用。在傳統的教學中，通常是以圖片、視頻、資料閱讀等方式讓學生認識消化器官，了解食物在人體中的“旅程”，但這一過程大多還是以識記為主，經過一段時間后，知識就容易產生混淆。在執教時，可借助AR虛擬實驗，學生通過操作軟件，便可直觀地呈現食物在人體“暗箱”中消化的全過程。同時，他們還能夠清晰地認識到不同消化器官的作用以及相互間的配合。虛擬技術將抽象的知識可視化，成功打破了時空界限，擺脫了傳統教學的局限，打造了一個安全且富有創新性的教學模式。在這一模式下，學生能夠更自主地展開學習，有效地促進科學素養的培養，并養成更加嚴謹的科學態度。

（四）收集課堂成果，鼓勵學生協作與交流

小學科學探究課堂常會經歷“設計—制作—展示—交流”等過程。教師通常會讓學生分別在經歷設計、制作等環節之后上臺展示，這雖是一個讓學生提升表達能力的機會，但也可能出現無法涵蓋全班小組和相對耗費課堂時間等現象。若采用教師統一收集、共同展示并讓不同情況代表匯報的方式，則能夠很好地提升課堂的時效性，將更多的探究時間交給學生。

以蘇教版科學三年級上冊第四單元“地下水”為例。在本節課的學習中，學生將經歷設計水井模型、建立水井模型，以及尋找地下水的存儲位置等。在設計水井模型環節，教師在學生分組設計時巡視，并將各組的設計圖拍照投屏，當設計環節結束時，所有小組的設計圖均已在大屏幕中同時展示。接著，教師并不著急請小組匯報，而是先請學生對所有的設計圖進行歸類和分組，最后再由不同設計小組的代表進行匯報，其他小組成員則可以補充或提出不同觀點進行辯論。緊接著，在制作環節，仍然以教師巡視拍照的方式，將小組建立的模型進行投屏展示。除了展示，還將其與上一環節的設計圖進行對比，讓學生思考：“建立的模型是否嚴格遵守了設計圖？”“如果調整了，是何原因？”最終小組成員就設計圖和所建立的模型向全班匯報和答辯，小組成員間相互評價。整個教學過程不僅提升了學生的分類、歸納能力，還鍛煉了學生的思辨能力。

（五）借助交互平臺，助力學生深度學習

理想的科學課堂并不一定要在40分鐘內完成一節課，理想的科學課堂不應受到時間的限制。在小學科學學習中，常常會有一些需要持續觀察的內容，若學生的記錄沒有得到及時反饋，可能就會澆滅其學習熱情。教師可以借助交互平臺，讓學生將其觀察記錄發表于上面，也可分享其實驗成果和學習心得，教師和同學則可對其進行交流與評價。這樣做，可以大幅提升了科學學習的互動性和持續性，真正做到讓科學學習不止步于科學課堂。

三、結語

毫無疑問，數字化技術能夠為小學科學課堂注入新鮮活力和動力，能夠為學生提供更豐富的學習資源和多元的學習方式，但我們依然不能忽視科學教學中的實踐性和探究性。數字化技術的使用，還是應該依賴于教師的有效設計和科學引導并貫穿課前、課中、課后，最終目標還是要實現將學生的“直覺認知”轉化為“科學思維”。

參考文獻

[1]金敬.發展學生思維 打造數字化教學課堂[J].小學科學，2025（1）：25-27.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[3]陳曉菲.AR技術在實驗教學中的應用[J].小學科學，2025（1）：67-69