曹志刚：如何利用信息技术上好一节科学课 | 数字课堂 | 自由微信

曹志刚：如何利用信息技术上好一节科学课 | 数字课堂

From: 曹志刚中小学数字化教学 2019-11-23

现代信息技术与学科课程的整合是我国基础教育课程改革与教育信息化的一项重要任务。《基础教育课程改革纲要（试行）》明确要求：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”

信息技术可以集声、文、图、像于一体，使知识信息来源丰富，内容广泛而充实，形象生动而更具吸引力。数字化教学能为学生创造一个宽阔的时空：既能超越现实时间，生动地展示历史或未来的认知对象；又能拓宽活动范围，将宏观世界或微观世界的事物直观展现出来，帮助学生认知。

一、应用信息技术促进教学的动态生成

新课程改革倡导在教学中“动态生成”，即在课堂教学中，通过师生、生生之间的交流和对话，生成超出教学预设的新情境和探究主题，使学生获得更丰富的学习经验、情感体验，习得新方法和新知识。

在科学教学中，教师应该重新审视课堂教学，构建师生互动的“学习共同体”，在课堂上合理地应用信息技术丰富教学资源，创新教学模式，使传统的、静态的、封闭的课堂，变成现代的、动态的、开放的课堂。

借助与网络技术相结合的多媒体教学系统还可以实现学生与学生、学生与教师跨越时空交流，实现自由讨论式的协同学习。如此，可使科学课堂更加富有活力和感染力，更能激发学生的求知欲。

我们认为探索信息技术在小学科学学科的应用可以从三个方面入手：一是作为教学手段应用信息技术；二是作为学习手段应用信息技术；三是应用信息技术创设学习环境，这种应用是将信息技术作为信息加工、处理及交流的工具，并由此创设良好的资源环境。

在小学科学教学中应用信息技术的目的也在于促进科学课堂的“动态生成”，并发现信息技术在小学科学教学中合理运用的普遍规律。下面就从教学、学习和环境创设三个角度来具体阐述。

二、信息技术的优化应用

（一）用信息技术教学：形象直观，化难为易

重点、难点是课程教学的关键，也往往是学生学习的障碍所在。数字化教学有利于提高学生学习的积极性，帮助学生顺利突破思维上的难关，在轻松、愉快的学习过程中，在不知不觉中建构起自己的知识体系。课本中的许多知识，如原理、规律等，都是理性的，是我们肉眼看不见的，而这些内容往往是凭借传统教学模式难以讲清的，也往往是教学的重点、难点。教师合理应用信息技术，吃透教材，不仅可以引导学生多角度地进行比较、分析、综合，有效突破重点、难点，而且可以引导学生对现象进行抽象，形成科学概念。

直观形象化

在小学科学课中，有些学习内容是学生几乎无法凭常规条件和能力进行观察、体验的，比如地球与宇宙领域中涉及天体的运行观察，地球内部构造、运动变化等的知识，生命科学领域中心脏与血液循环、肺与呼吸、食物的消化等具有需“解暗箱”的知识。教师在教授这些知识时，使用信息技术手段，能够取得很好的学习效果。

例如，在教授“探索宇宙”时，教师利用视频资料直观地呈现太阳、地球和月球的运动及月相的形成，演示八大行星围绕太阳运行，解说人类对宇宙已经历的和将开展的探索等主题内容。又如，在讲授“呼吸和血液循环”时，教师可用动画演示心脏功能与血液循环的关系及路线等。

再以压缩空气教学为例。看不见、摸不着的空气是如何被压缩的？压缩后是什么样的？压缩空气为何会有弹性？——学生在用实物探究过程中提出了一系列问题，却无法解答。当学生遇到这些问题，教师可以播放有关压缩空气的科普动画片段。动画中，一个个空气分子被画成了形象可爱的“小人头”。空气没有被压缩时，它们自由自在地在空间中活动、游戏；空气被压缩后，它们满脸愁容地被挤在一起，你挤我，我挤你，恨不得冲出去，一旦有空隙，它们就奋力往外冲，这就演示了“压缩的空气有弹性”。

很多学生融入多媒体创设的情境，情不自禁地说：“真好玩，我也是这样想的，但说不好！”也有的惊讶地说：“哦！原来是这样的，就像人们挤公共汽车一样，许多人挤在一起很难受，到站下车时，便从车门冲出去⋯⋯”多么精彩的比喻！教师通过这些活动让学生建立实验、感性认识与抽象认识的有机联系，使学生在收集、整理知识过程中形成一套完整的知识体系，并从中享受学习的乐趣。

教师巧妙应用信息技术，可以打破时空限制，使单调的讲解变成生动的演示，使抽象的讲解形象化，枯燥的讲解生动化。

抽象概念化

自然界有大量的电、磁、热、声等可感知但不可见的能量存在。对于这些知识，教师的教学任务是指导学生做相关实验，并使之对事物的本质能抽象化。受学生本身思维水平和知识基础的局限，单纯通过语言讲解让学生理解这部分知识比较困难。

如在 “电与磁”这一单元教学中，学生虽然能通过活动感知磁铁不同部位磁力大小不同，但很难形成磁场、磁感线等概念。教师结合科普动画讲解磁铁知识，加深了学生对科学知识的理解，印证了探究活动中看到的表象，从形象到抽象使学生加深认识，突破难点。

以信息技术作为教学手段，实质上是以信息技术作为演示工具，应用信息技术为教师提供特定内容的资源环境，从而提升课堂教学实效。

这种形式的教学过程可以用图1表示。

（二）用信息技术学习：自主拓展，知识重构

对于小学科学课程，在教学中，教师要关注教学内容的现代性，增加拓展性知识，并创建体现现代教学特点的非线性学习方式，让学生适当了解当今社会自然、经济、科技等方面的发展。许多数字化产品都附有丰富的学习资源，学生可以根据自己的需求进行筛选。

例如，“太阳钟”一节中有一道思考题：“你还知道哪些形状的日晷？”由于生活经验、环境和知识面的限制，很少有学生懂得日晷的知识。教师可以指导学生利用网络技术进行自主学习，通过搜索获取新的信息，并对信息进行甄别筛选，再与其他同学交流，从其他同学那里获取相关信息，从而掌握更多的科学知识和方法。

又如，课本中“地球的形状”这部分讲道：2003年，杨利伟乘坐“神舟五号”飞船环绕地球飞行，实现了中国人第一次从太空遥望地球的梦想。教师提示学生课后上网查阅“神舟”系列飞船等相关资料。于是，“神舟十号”太空讲堂中单摆、水膜、水球，我国的“嫦娥工程”⋯⋯就纷纷走进学生的视野，激发他们的兴趣，在他们心中种下了科学的种子。

通过这些活动，学生在分析任务，查找、筛选、重组信息方面得到了训练，处理信息的综合能力得到了提升。这些做法使学生的认知需求得到满足，同时有助于他们在自己感兴趣的领域深入学习，形成认知体系，并促进学生由被动学习向自主学习转变，由个别学习向协作学习转变，由接受式学习向探究式学习转变。

将信息技术作为学习手段时，我们期望的目标是利用信息技术为学生提供优质的资源和数字化学习环境(如多媒体学习环境、虚拟现实学习环境、网络学习环境等)，使学生以学习课本知识为基础，拓展知识的广度和深度，开阔思路，提高收集与筛选信息的能力，帮助学生实现自主探究、自主学习。

这种形式的教学过程可以用图2表示。

（三）用信息技术创设学习环境：科学探究，形成特色

小学生大都具有强烈的好奇心，受好奇心的驱使，他们认知新事物并学习新知识。心理学研究表明，好奇能形成一种特殊的心理需求。这种心理上的认知需求可以转化为学习的动机，诱发学习兴趣，促使学习者去探索有关的事物，去认知信息。

在科学学科教学中，我们大力提倡培养学生的科学探究兴趣，因为这既是教学成功的突破口，也是使学生学习自主化，并使他们形成创新意识，提高创造力的重要条件，这对培养学生的科学素养大有帮助。教师应努力创设“诱人”的学习环境，激起学生积极思考和科学探究的兴趣。

例如，在“植物的一生”和“养蚕”的教学中，教师可要求学生实地去栽花、种草、养蚕，并形成长期坚持观察的良好习惯。但由于种植或饲养周期比较长，如果仅仅按课本来讲解，学生的积极性不高，培养动植物并长期观察的兴趣及耐心会逐渐消退。在教学中，教师可让学生每天坚持给动植物拍照或录一小段视频，并通过网络平台把自己的成果进行交流展示。各学习小组还可利用信息技术将原始资料结合自己的设想和构思，以不同的形式制成具有个性的综合展示作品。如《生命之光》电脑小报就是一件学生用Word制作图文并展示种子萌发全过程的作品。又如《宝宝长大了》视频，记录着蚕从蚁蚕一直到吐丝前的成长经历。这个作品是学生在教师的指导下，用Movie Maker软件把每天拍摄的照片、视频按顺序整合到一起并录制解说词完成的。

对于这类围绕探究主题筛选信息、巧妙处理信息、合理安排资源的作品，我们在每节课上都要留出两分钟，让各小组一一展示。这样的课堂教学，每天带给学生的是坚持的收获，是成功的喜悦，甚至是学生个人价值、团队力量的展现。通过这样的学习，学生的学习兴趣会越来越浓，自主探究会越来越多，探究的程度也越来越深，其科学素养会不断提升。

在用信息技术创设学习环境的过程中，信息技术为学生提供了丰富的资源和独特的学习环境，同时它也是信息加工的工具、小组合作的工具，更是学生与学生、学生与教师交流的工具。

这种形式的教学过程可以用图3表示。

三、总结

在实际教学中，上述三种形式的信息技术应用往往不是独立存在的，而是根据课堂知识的重点、难点，单元知识结构及学生认知水平综合应用的。信息技术应用策略的确定、形式的选择及应用带有很强的目的性，它是教师在教学中根据教学目标和学生认知水平完成特定的教学任务而实施的系列化和系统化的行为，它追求的是教学结构更合理，学生学习更高效，探究兴趣与创新能力得以进一步发展。总之，科学学科的数字化教学，必然要以提升学生的科学素养为导向，以优化课堂教学为目的，合理应用信息技术。

(作者：曹志刚山西省大同市城区第四十六小学教师)

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