应用信息技术优化小学科学实验教学策略

杨乾智(广西壮族自治区北海市海城区教育教学研究室 536006)

陶行知先生曾说过:“先生的责任不在教,而在教学,而在教学生学。”近年来,随着我国课程教学改革的深入推进,各种教学改革的尝试、经验与成果也不断涌现。其中,如何借助现代信息技术辅助课堂教学,是教学改革尝试中的热点。

《义务教育科学课程标准(2022 年版)》指出,科学课程旨在培养学生的核心素养,为学生的终身发展奠定基础,倡导以探究和实践为主的多样化学习方式。探究实践活动包括学生在学习过程中进行的观察、实验、记录、测量、制作、调查等,小学阶段学生必做探究实践活动共计78项。基于现代化信息技术普遍具有呈现方式多样性、内容资源丰富性、学习形式自主性、学习环境跨时空性等多方面优势,将其有效应用于小学科学实验教学中,将有助于构建高效的实验教学课堂,从而激发学生的学习兴趣,提升教学效果,促进学生科学素养的形成。

一、 信息技术的概念及优势

1.信息技术的概念

信息技术是指以计算机、移动设备等为载体,以数字化通信为基础,充分实现远程通信与迅捷传播的技术集成。在教学实践中,信息技术能实现对文本、图像、视频、音频等不同格式载体的编辑与展现,其多样性的呈现方式,能有效激发学生的学习兴趣,其跨时空的迅捷传播,也能有效促进学生学习的自主性与探究性。

2.信息技术的应用优势

目前,应用于小学课程中常见的信息技术,包括多媒体课件、网络学习平台、Scratch编程软件、增强现实技术、智慧课堂教学系统等。这些教学中常见信息技术的应用优势包括以下几个方面。

一是学习资源的丰富性。各类信息技术,如网络学习平台、智慧课堂教学系统等都存储有大量的教学信息,教师可以轻松地检索信息,并发送教学素材给学生进行预习或复习。

二是呈现方式的多样性。各类信息化软件,如Scratch编程、网络学习平台等人机交互界面友好,呈现方式包括视频、音频、图片、文字、模拟实训用具等,这些多样有趣的呈现方式,可以充分调动学生的感官,提高学生学习的兴趣与主动性。

三是学习环境的跨时空性。基于信息技术的网络传播优势,学生的学习时间更加灵活,既可以在课堂中辅助教学,也便于学生利用课前、课后的碎片时间,随时随地自主选择学习时间、地点,便于终身学习习惯的养成。

四是学习形式的自主性。基于信息技术,能为小学课程教学营造出更加开放的学习环境和更加自主的学习氛围,学生既可以根据自身情况开展自主学习,也可以利用信息技术交互性强的优势,实现学生之间、师生之间的多向交流与反馈。

二、 信息技术应用于小学科学实验教学的必要性

1.小学科学实验的教学特点

小学科学实验教学的目标任务,主要是教师根据学科教学计划,引导学生观察自然现象变化,亲历实验过程和探究实践,从而达到培养学生实验技能、掌握基础科学知识,以及开发学生智力、培养学生动手能力,促进学生良好科学素养形成的实践性教学过程。因此,在科学实验教学中,教师应以理论教学为基础,以学生的实验过程、动手操练为延伸,引导学生在观察、实验和实践中发现问题、分析问题、解决问题,从而将科学知识真正内化为学生的能力。

2.应用信息技术的必要性

从上述分析可知,小学科学实验教学应着重突出实践性与应用性。然而,目前普遍存在的问题是,多数小学的实验室条件有限,许多实验无法实现直观展示和实践应用。这就有必要积极应用信息技术来辅助实验教学。

一方面利用信息技术呈现方式多样性、内容资源丰富性的特征,能有效克服小学科学实验条件的限制,增强实验演示的真实度,强化实验操作的规范性,为学生的实验活动创造出有利的条件;另一方面,利用信息技术学习环境跨时空性、学习形式自主性的特征,改进传统小学科学实验教学仅以课堂为主的教学形式,通过信息技术强化课前实验知识的预习与引导,以及课后实验知识的拓展与补充,最终实现小学科学实验教学效果的优化。

三、 信息技术优化小学科学实验教学的具体策略

1.优化目标与要求

信息技术应用于小学科学实验教学的优化目标,在宏观上是促进信息技术与小学科学实验教学的融合创新,进一步完善小学科学实验的教学体系,丰富现有的实验教学方法;在微观上则是借助信息技术辅助实验教学,改善实验条件,有效激发学生的实验学习兴趣,发展学生的思维能力,最终实现学生科学素养的全面提升。在具体优化时,教师应切实把握好信息技术的教学时机,并尽量遵循以下两点原则。

(1)适度性原则

在小学科学实验教学中既要合理应用信息技术,又要把握应用的度。尽管信息技术普遍具有趣味性、交互性、直观性等多种应用优势,但如果在实验教学中盲目地过多使用信息技术进行实验演示,而忽视学生亲自动手,不仅可能会造成学生各种感官的疲劳,降低实验教学效果,而且也达不到锻炼学生实验动手能力的目的。因此,在实验教学融入信息技术时,应遵循适度的原则,将其合理、适时地分配于实验教学的必要环节中。

(2)交互性原则

将信息技术与小学科学实验教学融合时,应遵循交互性原则,以突出学生的教学主体地位。因此,在实验教学过程中,要适宜采取小组合作的方式,加强学生的交流、合作与探讨,并通过互帮互助、沟通交流,更好地解决实验问题、发展科学思维。

2.优化策略与方法

(1)实验教学前的优化策略

一是利用信息技术做好学情分析。基于网络学习平台、移动通信软件等方式,在小学科学实验教学前,教师可以提前做好学生的学情分析,如学生对实验基础知识的掌握情况、学习兴趣情况、知识薄弱点等,由此合理制定实验教学中的问题设置、教学环节设计。同时,教师也可以让学生和家长在课前进行科学实验,学生操作,家长拍摄微视频,有利于激发学生学习的欲望,建立前概念。例如,教科版三年级上册“空气占据空间吗?”一课,提前布置学生尝试做“打不湿的纸巾”这一实验,这样尝试性的实验微视频拍摄不仅可以记录学生的自主学习,更重要的是让猜测与验证的冲突激发学生的学习兴趣。

二是利用信息技术做好实验教学前的指导示范。利用多媒体课件、微视频、Scratch 编程软件等信息技术具有的呈现方式多样性、内容资源丰富性的特征,在实验教学前为学生指导示范细化的实验过程,展示清晰的实验现象,从而强化学生对实验知识和实验过程的理解掌握。例如,在教科版六年级上册科学教材“洋葱表皮玻片标本制作”的实验教学中,需要应用许多实验材料,且标本很小。如果教师只是在讲台前进行演示实验,学生无法看清实验过程与实验结果。因此,在实验教学前,教师有必要利用多媒体课件为学生展示实验所需的工具与材料,以及实验的具体过程与注意事项。然后在具体教学时再指导学生亲自动手操作,这样不仅可以激发学生对实验的学习兴趣,也让学生对实验过程与知识有更清晰的理解,有助于实现实验教学效果的提升。

(2)实验教学中的优化策略

一是利用信息技术创设教学情境,导入实验教学。借助信息技术呈现方式多样性、内容资源丰富性的特征,可以创设出更加直观、有趣的教学情境,不仅能激发学生的实验学习兴趣,使学习焦点专注于实验活动中,迅速进入学习状态,而且通过信息技术也有利于唤醒旧知识,使知识间的关联性更强,学生对实验中的新知识点也更容易理解与接受。例如,在教科版六年级上册科学教材“观察水中微小的生物”实验教学中,教师通过多媒体资源,为学生创设更贴近生活、贴近学生实际的教学情境,以便更好地导入实验教学。教师可以组织学生通过欣赏视频资料《水中常见的微小生物》,交流观察微小生物的结果;可以播放一段微生物装片制作的微课,引导学生分小组探讨解决问题等。如此一来,通过多媒体资源创设生活化的教学情境,不仅利用图文并茂、生动直观的特点激发学生的科学实验兴趣,而且当科学实验与学生的生活紧密联系时,也更符合小学生的心理特征和思维发展,进而更容易让学生接受新知识,促进科学素养的提升。

二是利用信息技术辅助实验教学,突破重难点知识内容。在小学科学实验教学中,融合应用信息技术能够更加清晰、具体地呈现实验过程,突破教学中的重难点知识内容,并使教学目标更加细化。例如,教科版四年级下册科学教材“认识几种常见的岩石”一课,在以往的传统课堂上,学生是通过阅读资料或者视频获取岩石结构及其形成原因的有关知识,如果选择3D 虚拟实验软件进行教学,利用虚拟现实技术可以观察到各种岩浆岩、沉积岩、变质岩等典型岩石的形成过程,学生甚至可以从多角度观察岩石在每个阶段发生的细微变化,认识到这些岩石几百年以来的形成过程、演变趋势,则有助于学生进行记忆,同时,由于画面为立体图形,更加贴近生活实际,能让学生将课堂所学到的知识转化成生活中的学习经验。

(3)实验教学后的优化策略

基于信息技术的应用,可以实现小学科学实验教学后的拓展延伸,不仅能很好地弥补部分实验中存在的设备不足或知识盲点问题,而且还能帮助学生在课后随时随地进行实验内容、实验过程的回顾与记忆,进一步激发学生实验后持续探究拓展的兴趣。在小学科学教材中,有许多长时间探究的观察实验,例如,养蚕、种凤仙花、种子发芽、铁钉生锈等,完成这样的探究实验需要学生持续观察和记录。通过拍摄实验微记录,可以很好地达成亲子互动,让家长帮助孩子完整地记录整个探究实验的主要过程,为相应的课堂教学实现有效的补充和延伸。

四、 结语

义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程,具有很强的实践性。科学课程有助于学生保持对自然现象的好奇心,从亲近自然走向亲近科学,初步从整体上认识自然世界,理解科学、技术、社会与环境的关系,发展基本的科学能力,形成基本的科学态度和社会责任感,逐步树立正确的世界观、人生观和价值观,为今后学习、生活以及终身发展奠定良好的基础。基于现代化信息技术普遍具有呈现方式多样性、内容资源丰富性、学习形式自主性、学习环境跨时空性等多方面优势,将其有效应用于小学科学实验教学中,将有助于构建高效的实验教学课堂,从而激发学生的实验学习兴趣,提升实验教学效果,促进学生科学素养的形成。