随着信息技术在教育教学中的影响不断深入，依托信息技术的智慧教学得到了广泛应用。小学科学教学聚焦学生科学核心素养的发展，以探究实践为主要学习形式，需要学生广泛开展实验与实践。而在传统的科学教学中，一些实验、探究过程难以持续记录或可视化，导致学生对其中的科学原理一知半解，单靠教师讲解与演示的效率低，难以达到培养学生核心素养的目标。信息技术环境下的科学教学集文字、图像、声音、虚拟软件等元素于一体，为学生创设了一种形象、逼真的智慧教学环境，能有效解决科学教学中的一些难点，提升学生的注意力和学习兴趣，同时也可进一步推动科学教学的变革。因此，挖掘信息技术资源，推进信息技术与科学教学融合发展，既适应了时代发展的需要，也为科学实验教学提供了新的发展路径。
1 信息技术背景下小学科学教学的特点
小学科学是一门体现科学本质、具有实践性的综合基础课程，倡导以学生亲身经历以及探究实践为主的学习形式，有着鲜明的学科特色，因此在融合信息技术的过程中要体现学科特点。
1.1 以学生为主体，自主探究学习
科学课要注重学生的探究实践能力的培养。在信息技术环境下，教师提出引导性问题后，要指导学生进行信息检索、归纳与总结，用专业软件辅助科学观察和实验演示等过程；要尊重学生的主观能动性，能够有效利用新设备、新技术探究科学知识，形成对客观事物的认知和解决问题的方案
［1］。
1.2 以网络为依托，构建智慧环境。
充分运用物联网技术，开展课堂互动、学习检测与教学评价等。师生共同构建学习共同体，通过小组合作，问题导向，合理利用信息技术广泛开展合作学习，在实践中建构科学知识。
1.3 适度性原则，保持学科特色
科学课主要的学习形式是探究实践，借助信息技术进行学习是其一种方法与途径，但学生主要还是在实验与实践中探究科学原理。因此信息技术的运用要适度，不可过度电教化，从而丧失科学课动手动脑的本质要求。
2 信息技术环境下的小学科学实验教学案例
以粤教版小学科学四年级上册“电路的研究”一课为例，分析信息技术在实验教学中的应用。教材重点探究串联与并联两种连接方法，但是学生无法通过肉眼观察电流，因此学生往往只掌握连接方法，难以理解电路原理。同时电路章节受器材影响较大，元件老化、接触不良、电池电量不足等任何一个环节准备不足都会影响实验效果，因此，每次课前教师都需进行大量的准备、测试工作。
笔者在操作上述实验的基础上，将信息技术应用于实验教学中，运用101教育PPT软件进行授课，从4个基本教学环节分析信息技术环境下的教学设计与实施。
2.1 创设情境，激趣引入
首先教师演示自制房屋模型教具，与学生互动“我想让房子亮起几个灯就亮起几个灯，你信吗？”在上节课学习连接一个灯泡的基础上，教师在课前让学生体验多个灯泡同时亮起来，激发学生学习兴趣。同时运用多媒体视频等信息技术手段展示古镇灯光节、孙文公园迎春灯展等生活中的现象，创设课堂学习情境，引发学生观察并思考“这样的复杂电路是如何连接的呢”，从而引出课题，达到“课未始，兴已起”的目的。
2.2 实践探究，引发思考
在明确本节课主题后，教师布置探究任务：“你能利用提供的材料，让两个小灯泡亮起来吗？有哪些连接的方法呢？”由于学生没有接触过电路图，因此在这一环节教师要给学生提供学习支架，通过播放微课“电路的连接”，并利用101教育PPT软件中的学科工具示范绘制电路图。接着，学生利用手中的电路材料，以小组合作的形式一边连电路，一边在实验记录单上画出电路图，记录每一种连接方式，并注明灯泡点亮情况。在学生汇报环节及时将学生的实验单拍照上传至希沃授课中，辅助学生汇报展示。
在学生汇报后，教师引导学生将不同点亮情况进行分类，从而归纳出串联与并联两种连接方法。但由于电流无法用肉眼观测，学生在连接电路时往往只注重活动，很难理解电路原理。因此，教师要引导学生思考：在这个过程中电路是如何工作的呢？
2.3 融合技术，深化探究
电流的工作原理是一个教学难点，传统教学中往往都是通过教师的口头讲解，学生只能通过想象来理解。在本教学设计中，笔者将PhET虚拟仿真实验软件引入课堂，指导学生按照实验要求选择导线与灯泡，学生在平板电脑上连接虚拟电路，在电路接通后可以清晰地观察电流在软件中的流经路径，从而直观地认识串联与并联的电路原理。
在探究串联与并联的特点环节，本课通过创设“给房子的不同房间装上电灯”的情境，在应用中对比不同连接方法的特点。各小组通过讨论，在准备好的房屋模型上安装小灯泡。学生在连接中发现使用串联电路一接通电源全屋所有灯会一起亮，并且亮度较小，断开电源则所有灯熄灭；而并联则可以单独控制每个房间，并且亮度很大。同时教师也利用PhET虚拟仿真实验软件，再次让学生在软件上对比不同连接方法的特点。最终在实践中指出要根据实际需求选择使用哪种连接方法。探究环节以学生实践为主，通过虚拟软件的应用，学生能直观观察到电流的流经路径，更好地理解电路原理。
2.4 学习反馈，拓展提升
课程最后则是知识回顾与实际应用，检测学生课堂知识的掌握情况。教师将练习题通过多媒体设备推送到学生端，学生在平板电脑上进行作答，并将学习结果反馈到教师端。教师在了解学习情况后，利用思维导图有针对性地引导学生对本节学习内容进行回顾与总结。同时，通过生活中的图片、举例等形式，引导学生将所学知识应用到生活中，拓展知识应用。
3 信息技术环境下的小学科学实验教学实施策略
信息技术的使用为科学课提供了丰富的教学资源，也拓展了教学模式，同时科学课也要坚持“技术赋能，实践为本”的原则。因此将信息技术融合到科学实验教学之中，教师要把握好“度”，在合理设计教学内容的情况下，充分发挥信息技术的优势，提高课堂教学效果。根据教学实践，笔者提出以下实施策略。
3.1 利用授课软件，优化教学内容
信息技术是每个教师都要接触和使用的，能弥补传统教学的不足。常用的教学授课软件有希沃、粤教翔云、101教育PPT等，这些软件开发了系列学科工具和互动工具，教师在设计好教学内容的基础上，可利用授课软件为学生提供丰富的多媒体资源，优化教学流程，与学生开展良性互动。本节课利用希沃授课工具演示电路图的绘制，倒计时功能及时提醒学生合理分配时间。同时节约了传统板书、作图的时间，将更多时间用于突破重难点、拓展应用等环节，从而有效提升教学效率。
3.2 挖掘数字资源，突破教学难点
教学资源的开发与利用是课堂实施的前提，合理开发与恰当使用教学资源直接影响着教学效果
［2］。随着信息化的发展，教学资源呈现出多元化、数字化的特点，因此教师要充分挖掘数字资源，引导学生合理利用。同时，随着教育信息化的发展，大量数字化设备、虚拟仿真实验软件，以及视频拍摄与剪辑软件被开发，教师可以通过制作微课，以及利用数字化设备、虚拟实验软件等让学生清晰地看到科学实验过程，让原本难以观察与记录的实验现象能通过信息技术得以呈现。本节课教师制作了微课，引入了PhET虚拟仿真实验室，学生在使用信息技术资源的同时充分开展了探究实验，突破了教学重难点，保持了学科特点。
3.3 采集反馈数据，提升课堂评价
在科学教学中，评价是必不可少的环节，它不仅是对课堂教学进行评定，更重要的是教师通过评价反馈的信息及时调整教学
［3］，引导学生调整学习状态与策略，从而提高教学效能。传统教学往往是在课程结束时对一整节课进行评价，过程和细节难以关注。而利用信息技术，能及时生成并记录学生的课堂表现，师生在本节课中开展的互动、知识检测等，教师都能随时记录，并根据提交的结果了解全班学生对知识的掌握情况，以及了解每个学生的具体课堂表现。教师可根据反馈的结果及时调整教学策略，既关注全班的教学进度，也能注意到个体的接受情况，及时鼓励或制止一些课堂行为。在课堂最后，教师根据广泛收集的反馈数据，形成每个学生的具体课堂评价，提高评价的客观性与课堂教学的有效性。
4 结语
信息技术与小学科学教学融合改变了教与学的方式，丰富了教学内容，提高了教学效率，不仅为教师的课堂教学与管理搭建了平台，也为师生之间的良性互动、教学评价创设了新的路径。因此，教师要不断增强自身专业能力与信息技术应用能力，推进教育现代化与信息化发展，同时要引导学生合理利用信息技术，最终使学生成为学习的主人，做到自主学习、有效学习，促进教育教学质量的提升。
研究发现，微视频在课前预习的作用是将学生的注意力从课间娱乐转移到课堂中；在新课引入阶段，可以通过微视频创设相应的物理问题情境，有效带动学生学习物理的兴趣；在新课讲授阶段通过微视频可以让学生更好地理解抽象的物理知识，帮助学生理解记忆。教师要紧跟时代，结合课本知识将微视频应用于高中物理教学中，让一些晦涩难懂的物理知识通过视频生动形象地表现出来。学生学起来容易，自然就增加了对物理学习的自信心，不再有畏难心理，就可以更好地激发学生学习物理的兴趣。同时物理教师必须加强对现代科学技术的学习，探索微视频的各种用途和使用范围，总结注意事项，使其更好地与教学结合。总之，微视频在高中物理教学中的应用既能有效提高教学效率，还能促进学生核心素养的提升。
京公网安备11010202008535号
PDF
(397KB)
