2022年4月，教育部正式颁布《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《课标》），这是课程理念和内容的颠覆性变化，特别倡导“科”与“技”并重
［1］，使得信息科技实验教学成为研究的新方向和新热点
［2］。笔者通过走访调研发现，当前部分教师对信息科技实验教学的理念在认识与实施策略上存在一些问题。如何更好地通过信息科技实验教学培育学生核心素养，值得深入探究。
1 信息科技实验教学存在的问题
部分教师对信息科技实验的内涵认识不清，在开展信息科技实验教学时存在学生获得感不强、创新能力培养不足等问题，主要体现在以下3个方面。
（1） 未充分联系生活经验。在教学中，教师很少利用学生在学习和生活中的经历与体验设计教学，既难以激起学生对信息科技的学习兴趣，也难以让其意识到所学知识与现实生活的紧密联系。比如，有教师在教学中直接出示教材中的图片，让学生仔细观察并从中得到信息，然后引导其了解相关知识，效果往往不佳。
（2） 未让学生亲自参与。学生在信息课堂学习中的体验度不足，是信息科技课堂普遍存在的问题之一。可能的原因是，教师考虑到课时安排的紧张度、课堂的秩序以及学生动手能力不足等因素，剥夺了部分学生亲自进行实验操作的权利，致使他们只能用眼看、用耳听，自然对内容的体验和理解不深刻。
（3） 未充分应用实验原理。教师往往只是简单地展示实验步骤和结果，而没有引导学生深入理解和应用实验背后所蕴含的科学原理。上述问题直接导致学生无法将所学知识与实践相结合，限制了他们对信息科技深层次的理解并阻碍了其创新能力的培养。
2 基于具身学习理念的实验学习活动框架
从学习内容上看，实验教学是用科学方法和实验形式，探究信息科学、技术工程领域的典型模型、核心概念或关键过程，理解信息科学原理，进而掌握思维方法的学习方式。中小学信息科技教材中包含的实验活动能培养学生的观察力、分析思维和创新意识，激发其创新潜能，且在协同、合作中还能培养其团队精神和沟通能力
［3］。从学情来看，学生虽对有趣的学习情境和实践操作充满了好奇心，但其学习专注力的保持时间较短，因此在课堂中需要学生调动多种感官学习，以便通过自己的身体感知和体验学习内容。具身学习理论认为，身体和环境是学习过程中不可或缺的一部分。通过身体动作和感官体验，学生可以更好地理解抽象概念，建立新知识与已有经验之间的联系。具身学习理念强调身体与环境的互动，以及情感与认知的交融，这使得学习变得更加生动，也符合此阶段学生的认知特征。陈继陈等
［4］提出通过精心挑选器材，组织学生开展原理探究的实验学习活动，能够将实验学习所蕴含的实践、探究以及思维训练等独特价值充分展现出来，遵循“科”与“技”并重的要求，促进学生核心素养的提升。基于上述思考，笔者设计了基于具身学习理念支持下的“三纵四横”实验学习活动设计框架，如
图1所示。
“三纵四横”框架主要围绕提升学生在信息科技实验中的获得感展开，通过目标指向、实验设计、教学过程和具身学习4个维度进行构建。目标指向包括启发思维、影响行为和增强情感；实验设计涉及关联实验经验、分析实验思路、开展实验探究和进行实验创新；教学过程涵盖场景分析、原理认知和迁移应用；具身学习则强调真实情境、身心参与和资源映射。以上学习活动最终指向提升学生获得感，以促进其在信息科技实验中的全面成长和发展。
3 基于具身学习理念的实验学习活动设计
《课标》中“过程与控制”模块的内容要求：要通过分析具体过程与控制系统的实例，帮助学生了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，认识连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算。接下来，以“开关量与连续量”一课为例，介绍如何基于具身学习理念的“三纵四横”框架设计实验学习活动。
3.1 关联实验经验，激发学习动机
关联实验经验，是具身学习理念在信息科技实验教学中的重要应用，主要强调将学习内容与学生的实际生活经验和先前知识相联系，唤醒学生已有认知，激发学生的好奇心和求知欲，有助于增强其学习动机。在实际操作中，教师可以通过展示与学生生活经验相关的实验案例或现象，引导学生思考其中的科学原理和技术应用，使他们迅速融入学习情境，积极参与实验活动。
【课例呈现】教师先播放一段“光控智能路灯”的视频，生动地展示了路灯如何根据光线强弱自动开关；随后，教师提出问题：路灯是如何实现智能控制的，借此引导学生思考控制系统中的关键点。创设这一情境，不仅吸引了学生的注意力，还使其对即将学习的内容产生了浓厚兴趣。
关联学生的实践经验和生活实际，便于教师成功激发学生的学习动机。学生不仅对智能控制设备产生了浓厚兴趣，还会主动思考这些设备背后的科学原理和技术应用。这种教学方式不仅提高了学生的参与度和学习效率，还为他们后续的实验探究奠定了良好的心理基础。
3.2 分析实验思路，认识学科知识
分析实验思路，是实验教学不可或缺的一环，要求学生不仅要知道做什么实验、怎么做实验，还要理解实验背后的科学原理和方法论。在实际操作中，教师可通过提问、讨论等方式引导学生分析实验目的、步骤和预期结果，帮助其厘清实验思路，认识并掌握相关的学科知识。
【课例呈现】在进行实验前，教师先向学生介绍连续量和开关量的基本概念，并通过实物演示和数据波形图展示它们之间的区别；随后，教师提出一个问题：如何通过实验来探究连续量和开关量在控制系统中的作用，借此引导学生开始思考实验的思路和方法；接着，教师组织学生以小组形式展开讨论，鼓励他们结合已学知识和生活经验提出实验方案；在小组讨论的基础上，教师引导学生完善实验步骤和注意事项，并明确实验的预期结果。
3.3 开展实验探究，加深原理理解
分析实验思路，学生不仅加深了对连续量和开关量概念的理解，还学会了如何设计并实施实验来探究其科学原理。他们开始意识到实验在科学研究中的重要性，并逐渐掌握了实验设计的基本方法和技巧。这种教学方式不仅提高了学生的科学素养和实践能力，还为学生未来的学习和研究奠定了坚实的基础。
【课例呈现】教师组织学生分组进行实验探究，每个小组都分配到了智能路灯实验模型和相关的实验器材，要求借助智能硬件进行实验探究。在实验开始前，教师详细讲解了实验步骤和注意事项，并强调了安全操作规程；随后，学生开始按照实验方案进行实验探究，他们观察到光线传感器在不同光线强度下的数据变化，记录了连续量和开关量的数值和波形特点，并分析了这些数据背后的科学原理。在实验过程中，教师巡视各小组的实验情况，及时给予指导和帮助。
通过实验探究，学生不仅加深了对连续量和开关量原理的理解，还学会了如何运用实验方法来验证科学假设。他们开始意识到实验数据在科学研究中的重要性，并学会了如何分析和解释实验结果。这种教学方式不仅提高了学生的实践能力和科学素养，还培养了他们的探究精神和创新精神。
3.4 进行实验迁移，发展创新意识
进行实验迁移，是具身学习的高级阶段，要求学生在掌握基本实验技能和理解科学原理的基础上，能够将所学知识应用于新的实验情境或实际问题中，从而发展他们的创新意识和解决问题的能力。在实际操作中，教师可以设计一些具有挑战性的实验任务或项目，鼓励学生结合所学知识和生活经验进行创新设计和实践探索。
【课例呈现】为提升学生的创新能力，笔者在课堂最后阶段设计了一个实验迁移任务：如何利用所学知识设计一个基于光线传感器的智能家居控制系统。这一任务要求学生将所学知识应用于实际情境中，设计出一个既实用又具创新性的智能家居控制系统。为了完成这一任务，学生需要分组进行讨论和规划，明确控制系统的功能需求和设计方案；然后，需要着手准备实验器材并编写程序代码。在实验过程中，教师提供了必要的指导和支持，鼓励学生大胆尝试和创新。
实验迁移任务的设计，让学生不仅巩固了所学知识与技能，还发展了他们的创新意识和解决问题的能力。他们开始意识到所学知识在实际生活中的应用价值，并学会了如何将理论知识与实践相结合的方法。这种教学方式不仅提高了学生的综合素质和创新能力，还为他们未来的学习和职业发展奠定了坚实的基础。
4 信息科技实验实施成效
4.1 提升学生实验获得感，增强学习动力
具身学习理念通过强化学生的身体参与和感官体验，显著提升了学生在实验教学中的获得感。学生亲身参与到实验过程中，通过动手操作和亲身体验，深刻感受到知识的力量和科学的魅力。这种直接的、具体的学习方式，让学生不再觉得知识是遥远和抽象的，而是能够实实在在感受到的学习成果和乐趣。这种获得感的提升，极大地增强了学生的学习动力，会让他们更加主动地投入实验学习中，形成良性循环。
4.2 促进知识内化，深化认知理解
具身学习理念强调身体与环境的互动，以及情感与认知的交融，这有助于学生在实验过程中更好地内化知识，深化对科学原理的认知理解。通过亲身操作实验器材、观察实验现象、分析实验数据，学生能够将所学知识与实践进行紧密结合，形成更为深刻和全面的理解。这种内化的知识不仅更为牢固、更为系统，也更容易被学生应用于实际问题的解决之中。
4.3 培养综合素养，促进全面发展
具身学习理念下的实验教学，不仅关注学生的知识掌握情况，还注重培养学生的观察力、分析思维、创新意识以及团队精神和沟通能力等综合素养。在实验过程中，学生需要仔细观察、独立思考、合作交流，这些活动不仅锻炼了学生的认知能力和实践能力，还培养了他们的团队合作精神和社交能力。通过实验教学，学生不仅掌握了科学知识，还学会了如何与他人合作、如何解决问题，从而为他们的全面发展奠定了坚实的基础。
5 结语
具身学习理念在信息科技实验教学中的应用，不仅显著提升了学生的实验获得感，还促进了知识的内化和认知理解的深化，同时培养了学生的综合素养，促进了他们的全面发展。通过亲身参与实验过程，感受知识的力量和科学的魅力，学生的学习动力和兴趣得到了极大的激发。未来，继续深化具身学习理念在实验教学中的应用，不断探索和创新教学方法，必然能使学生经历更加丰富、生动、有效的学习体验。
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