有效运用信息技术手段 提升小学生科学探究能力

宗若灿

摘要：随着现代科技的发展，学生获取知识的渠道逐渐丰富、多样，而信息技术对课堂教学的影响也越来越明显，为现代教育的发展提供了更广阔的空间。信息技术在课堂中的合理运用，可使学生增强自主参与意识，充分调动学习主动性，为学生自主探究提供条件。在科学课堂教学中，教师应该充分发挥信息技术的优势，以活跃学生的思维，促进学生自主、深入地进行探究。

关键词：信息技术；自主探究能力；学习方式

信息技术作为一种有效的教学手段，正改变着传统的课堂教学方式和学习方式。教师要坚持新课标中“以学生发展为本”的教学理念，充分利用信息技术，为学生创设多样的教学情境，提供丰富的探究资源，营造良好的学习氛围；要引导学生自主进行探究，主动建构科学知识。教师应成为学生学习知识的引导者，而不是知识灌输者。在小学科学教学中，教师要根据学生实际，运用多种教学手段，促进学生自主进行探究，培养学生的科学探究能力，全面提升学生的科学素养。

一、利用信息技术创设情境，激发学生自主探究的热情

建构主义认为，学生的学习是在一定的情境中由其自主建构的，教师并不是知识的传授者，而是学生学习的引导者。学习知识的最佳途径是由学生自己去发现，因为这种发现是通过动手操作、动眼观察、动脑思考获取的，因此学生理解最深，也容易掌握其中的规律、性质和联系。小学科学应以学生的自主探究为主要的学习方式。基于此，在课堂教学中，教师应该创设有利于学生自主学习的情境，充分利用信息技术交互功能，有針对性、有重点地引导学生观察，全面调动学生的多种感官，促使其对新知识进行主动探究。

例如，在教学苏教版科学教材六年级下册第四单元第二课“太阳系大家族”时，教材中有一段关于地球四季变化的文字介绍，其设计目的是促使学生对四季变化的原因有所了解。为了提高学生的探究能力和问题意识，教师可提出下列问题，引导学生进行讨论：

1. 阳光照射角度对地球的温度有何影响？

2. 北半球冬季阳光是直射还是斜射？夏季呢？

3. 地球上四季变化跟什么有关？

4. 地球斜着身子公转，为何会引起阳光照射角度的变化？

课堂上，学生对前三个问题很容易就能解答，但无法清楚解答第四个问题。此时，教师就可以利用多媒体动画课件演示出第四个问题中的根本原因：地球公转的轨道是一个椭圆的形状，地轴与公转轨道始终会保持66°34′的交角，即地球始终是斜着身子绕太阳公转。当地球公转到3月21日左右的位置时，阳光直射在赤道上，北半球的阳光是斜射的，正是春季，而南半球正是秋季。当地球公转到6月22日左右的位置时，阳光直射在北回归线上，北半球便进入了夏季，而南半球正是冬季。当地球公转到9月23日左右的位置时，阳光又直射到赤道上，北半球进入秋季，南半球转为春季。当地球公转到12月22日左右的位置时，阳光直射到南回归线上，北半球进入冬季，而南半球则进入夏季。接下来就进入了新的一年，新一轮的四季交替又要开始了。

英国物理学家法拉第曾说过：“没有观察就没有科学。科学发现诞生于仔细的观察之中。”观察是探究之始，是科学研究的基本方法。在科学课教学过程中，教师要善于利用信息技术带来的有利学习条件，引导学生认真观察，抓住探究对象的本质，培养学生观察能力，提高学生科学素养。

二、利用信息技术创新教学方式，搭建学生自主探究的舞台

科学探究是学生学习科学的重要方式，为了促进学生自主进行探究，教师应该充分利用信息技术，将枯燥的文字转换为生动活泼的、可探究的内容，从而提高学生的学习兴趣，拓展科学探究的资源。在信息化教学过程中，学生不仅可以利用丰富的学习资源自主选择学习内容，进行个性化的学习，而且可以展开彼此合作、交流，及时反馈学习成果。教师利用信息技术可以营造开放的课堂学习环境，包括空间的灵活性、学生对活动的选择性、学习材料的丰富性、课堂内容的综合性、教学方式的多样性，为学生自主学习提供条件。

（一）活跃课堂氛围，激活学生的科学思维

教育心理学的研究表明，学习兴趣的激发与维持主要是在学习情境中实现的。教师要充分营造自主合作探究的氛围，给学生自由发展的空间。课堂教学中，教师可以利用信息技术创设生动、有趣的情境，让学生身临其境，引导学生展开丰富的联想，激发学生的学习兴趣，从而促使学生积极主动地进行思考，深入地探究问题。

例如，在教学苏教版科学教材五年级上册第三单元第一课“简单电路”时，教师可利用多媒体课件创设情境：“晚上放学后，住三十层楼的小朋友正在家中独自写作业，忽然停电了。他找到了前几天被自己踩坏的手电筒，所幸的是电池和灯泡并没有坏，此外家里还有一根准备丢弃的电话线。同学们能帮助他做一个简单的照明装置吗？”学生的求知欲被充分调动起来，他们根据情境中所提供的器材开始探究起来。没过一会儿，便有学生展示自己的成果，教师对第一个展示的学生进行表扬，同时鼓励那些还没有将电路组装成功的学生继续努力。组装失败的学生认真观察并寻找组装失败的原因，很快他们也都纷纷完成了自己的任务。教师再次利用多媒体课件演示基本电路中的基本元件及结构、电流的方向，使学生真切地体会到“只有形成电流的通路，灯泡才会发亮”。然后，教师引导学生将电路的实物图转化成简单的电路图，最后引导学生让更多的小灯泡亮起来。在这个过程中，学生热情高涨，纷纷用自己的方法完成了任务。在汇报时，大部分学生采用的是串联的方式，只有个别学生采用的是并联的方式。教师让采用并联方式的学生上台展示，经过多媒体演示和激烈的讨论，学生了解了并联方式的优点。有个学生站起来问：“老师，家中卧室的双控开关是怎么联的？”一句话问得教室内鸦雀无声，教师引导学生说出双控开关的特点，然后根据“电路中只有形成电流的通路灯泡才会发亮”这一原理让学生进行讨论，并设计出双控开关的电路图。最后，经过几番深入讨论，学生得出了双控开关的电路图（见下页图1）。

（二）提供探究资源，培养学生的探究能力

科学探究是获取科学知识的重要方法，也是通过实证、逻辑推理、创造性思维和交流形成共识的过程。探究式科学教学是指让学生通过亲自收集数据，参与实证、讨论和辩论，建构和理解主要的科学概念。科学课中有些内容过于抽象，其中蕴含的道理学生很难理解、掌握。为此，教师要为学生的科学探究提供充足的探究资源，只有这样，学生才能真正参与到科学探究的全过程。利用信息技术可以通过生动、形象的内容来展现出变化规律，进而化抽象为直观，化枯燥为有趣，化间接为直接。在探究活动中，学生通过观察、分析、综合、概括等思维活动，还能进一步提升自主探究能力。

例如，在教学苏教版科学教材五年级上册第二单元第四课“研究透镜”时，由于学生无法感受到光线的存在，因而自然无法理解透镜对光线的折射作用。课堂教学中，教师制作了flash课件，使学生在操作课件时发现：平行光线射到凸透镜后会发生折射，折射后的光线正好通过凸透镜的焦点；而通过凸透镜中心的光线并不会发生折射，这两条特殊的光线会交在一点。随后，教师引导学生主动探究凸透镜成像的规律，学生利用flash凸透镜成像课件，很快发现“光源在不同位置会出现大小不同的像”。经过进一步探究，学生得出结论：凸透镜成像是倒立的像，两倍焦距处是一个特殊点，成的像与实物光源大小相等，大于两倍焦距成像是放大像，小于两倍焦距成像是缩小像。

教师要转变教学观念，将课堂探究的时间和空间留给学生，并给学生自主探究提供充足的资源，鼓励学生大胆地去想、去看、去说、去做、去质疑，这样学生才能在探究中有所发现。

（三）开展科技创新活动，丰富学生的自主探究内容

随着科学技术的发展，网络已经融入了我们的学习和生活中。由于网络资源内容丰富、使用便捷，因此成为人们获取有效信息的重要方式。信息搜集、处理能力是一项重要的科学素养，也是教师应该重点培养学生的能力。教师要有意识地引導学生在探究过程中充分利用网络来获取有价值的信息，这样就可以为学生自主探究拓宽渠道。同时，由于网络资源过于丰富，教师也应教给学生一些搜索资料的方法，防止学生“大海捞针”。例如，我校结合学生的年龄特点，利用网络举办了以下科技创新活动。

一是以普及科技知识为主的知识性项目。学校举办了“植物世界探秘”“探索浩瀚的宇宙”“地震不可怕”“新型能源的利用”“大脑的奥秘”等知识性展览，根据青少年的年龄特征，以由近及远、由零星到系统、由具体到抽象、由现象到本质、由微观到宏观的形式，向学生展示科学知识、技能和方法，培养学生的科学行为和习惯。

二是以培养动手能力为主的技能项目。学校举办了模型制作、科学网制作、纸桥承重比赛等技能活动；在学校科技馆中设置了模型室、多媒体教室、机器人教室、科学探究实验室、数字天文地理实验室、科技制作实验室、实践能力创新实验室和科技探索实验室，为学生的动手操作提供了条件。

三是以提高学生科技创新能力为主的实践性项目。学校定期举办科技夏（冬）令营、科技演讲会、第二课堂兴趣小组、科技创新主题讲座、科技竞赛等多种形式的活动。

三、利用信息技术改变知识呈现方式，激活学生自主探究的思维

小学生的求知欲旺盛，但他们的有意注意时间较短，易受到情绪、兴趣、探究对象的特点、外界因素等影响。在课堂教学中，教师应根据学生的这些学习特点，充分利用信息技术的优势，将枯燥、空洞的科学知识以新颖的形式呈现出来，加强学生多种感官的参与，密切联系学生的学习基础，激活学生自主探究的思维。

（一）利用生活经验，使知识生活化

科学课中有许多生活情境需要学生长期观察发现，才能得出结论。我们可以利用信息技术缩短时空，模拟生活情境，从中引出科学问题；引导学生思考，从中感悟生活中处处都有科学；进而增强学生的学习兴趣，激活学生自主探究的意识。

例如，在教学苏教版科学教材五年级上册第一单元第一课“太阳和影子”时，教师运用谈话法引入：“同学们，你们的双休日一般是怎样安排的？看来同学们都会有计划地合理安排时间，要想知道现在的时间，你有什么办法？古人没有手表，他们又是怎样掌握时间的呢？”学生陷入了深思，这时，教师利用flash课件演示日出、日落的过程。学生会发现早、中、晚三个时间段树影的变化。教师引导学生展开讨论：怎样根据不同时间树影的变化规律找到对应的时间？随后，教师将学生带到操场上，让学生根据自己得出的结论记录下旗杆不同时刻的影子，制作成一个简单的太阳钟。

通过创设生活情境，激发学生运用生活经验，使学生在探究活动中表现得异常活跃。学生经历了发现问题、提出假设、小组交流、讨论方案、自主探究的过程，培养了科学思维能力和问题解决能力，从生活中找到了科学问题，提升了科学素养。

（二）利用活动，使知识实用化

活动是儿童的重要学习途径，是联系主客体的桥梁，是认识发展的直接源泉。教师要根据儿童的心理特点，放手让学生在动手、动口、动脑的协调之中进行自主探求知识的活动，这样可促使学生建立认知结构。同时，这也要求教师在教学中要改变课堂教学模式，实行开放式教学，要充分利用信息技术，创设学习活动场景，要引导学生自主参与到探究活动中，通过自身的情感体验、思维活动、探究活动，自主进行意义建构，使探究过程产生质的飞跃。

例如，在教学苏教版科学教材三年级下册第二单元第三课“叶和花”时，教师先让学生把手中的叶子摸一摸、看一看，区分不同叶子的特点，然后利用多媒体课件的拖拽功能对各种不同的叶子进行分类。学生的分类方法千差万别，如按大小、长短、颜色、形状、叶柄上叶片数量、叶脉形态、叶裂、叶尖、叶缘等。尽管有些分类不够科学，但却是学生认真思考的结果，教师也应加以肯定。对那些不着边际的分类方法，教师则应通过全班讨论加以引导，使学生认识到怎样分类才是科学的。最后，教师利用多媒体课件演示叶子的光合作用和蒸腾作用，并引导学生利用网络研究科学问题。经过调查研究，学生对叶子的分类有了更深的认识：按叶子的不同叶脉结构，可以分为羽状网脉、掌状网脉、直出平行脉、横出平行脉、直出平行脉；按叶子的形状不同，可以分为针叶、心形叶、掌状叶、羽状叶、筒卵形叶、圆卵形叶、批针形叶等；按叶序，可以分为互生、对生、轮生、簇生。

在教学活动中，教师不但要注重知识结论，更要注重学生探究的过程，要使学生经历“做科学”的过程，让学生了解得出结论的过程和方法，掌握科学探究的一般过程，体验科学探究的艰辛；要使学生通过参与探究的全过程，从而使科学的思维方式渗透在获取和运用知识的过程中，逐步构建学生的理性思维体系。

总之，教师要充分利用信息技术，创设出引导、交流、矛盾、冲突、启发、组织等情境。教师要提供可充分进行科学探究的资源，使学生在自主探究的过程中独立地获得问题解决的方法，激发学生的探究热情，培养学生的科学思维。教师要引导学生由对知识的认识过程转化为对问题的探索过程，由对知识的认知掌握转化为对问题的探究解决，使学生经历发现问题、提出问题、解决问题，在自主探究中不断提升自己的科学素养。

参考文献：

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[4]李迎春. 在小学科学教学中培养学生的自主探究能力[J].实验教学与仪器，2020（2）．

（责任编辑：杨强）