让教学更加优质高效
刘剑宇
2018年4月，教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》，提出开展智慧教育探索与实践，推动教育理念与模式、教学内容与方法的改革创新，提升区域教育水平，形成引领教育改革发展的新途径、新模式。在科学教学方面，《义务教育小学科学课程标准》指出：“教学媒体多种多样，有传统的挂图、投影片等媒体，也有更先进的媒体、以计算机网络为基础的现代教学媒体及技术正成为科学课堂上师生重要的认知工具。”在信息技术推进课堂教学改革的大背景下，作为科学课程该如何在贯彻、落实学科课程理念的基础上，融入信息技术和数字教育资源，使科学课堂教学更加优质、高效，是我们要共同思考和探索的问题。
在目前的科学教材中，由于教材的内容安排，许多教学内容无法让学生真正地去亲历探究，而信息技术的应用就能弥补这一缺憾。现代教学媒体及技术具有许多优势，它能将抽象的科学概念具象化，有助于学生的理解。越来越多的现代信息技术开始与小学科学课的教学相融，现代信息科技正以一种更加直观、更加高效的方式，改变着传统课堂的教学模式。为了适应这个发展趋势，小学教师必须进一步从自己学科的角度来研究如何使用信息技术来帮助自己的教学，把信息技术与课程有机地进行融合。
科学探究的基本流程包括：提出问题—制定计划—搜集证据—整理信息、得出结论—表达与交流。信息技术与科学探究的融合，就是信息技术与科学探究每一个流程的融合，其实就是研究怎样巧妙地把信息技术融合到探究的各流程之中，使每个流程在信息技术的支持下，都能促进学生的探究学习，促进教学质量的优化。本文从以下三个方面进行探讨。
一、创设情境，激发兴趣，提出问题
在科学教学的起始环节，教师多为创设一个问题情境，引导学生借助已有经验和知识，对情境中的现象进行观察，从而提出相关问题，再经过学生的研讨，最终确定出本课所要研究的问题。问题情境，不单单有引发问题的功效，还有激发兴趣、唤醒学生思维、激起学生学习欲望的作用。因此，教师往往会在创设问题情境上花费一些心思，以求达到二者兼顾、合二为一的目的。呈现内容、激发兴趣，这是探究的初始，信息技术在科学探究的第一个环节就具有得天独厚的优势，将其作为教学手段，可以充分激发学生的学习兴趣和强烈的求知欲望。
如教学《空气占据空间》一课，教师会先展示一段乌鸦喝水的动画视频。由于學生对“乌鸦喝水”的故事都非常熟悉，因此会激发学生的欣赏兴趣，同时凭借flash来展现乌鸦当时口渴难耐的状态，这一情境无疑会带给学生一个思考冲击，有水乌鸦却喝不到，这时乌鸦头顶出现一个大问号？极具智慧的乌鸦就立刻把小石头放到了杯子中，这时候水面就上升了，自然乌鸦也喝到了水。这样一个生动情境的铺垫，学生不经意间就会考虑为什么石头放进去水面就会上升呢？然后教师让学生当一次聪明的乌鸦，把石头放到瓶子里看水面上升，再一次体会水面上升的原因。这样做，激发了学生的探究兴趣，使他们的注意力更加集中，思维也聚焦到石头占据空间了，为后面空气占据空间的教学，搭设了一个很好的脚手架。
教师利用smart notebook、希沃白板、AR希课等软件进行教学，一改传统的教材内容呈现方式，收到了更好的教学效果，让每一位学生都能在舒适的学习环境中得到从未有过的学习感悟，互动性更强，进而提高学生学习效果。
二、提高学生思维活跃度，突破教学重难点
为了更好地促进学生的学习，增强学习效果，教师应该在学生无法感知的时候使用信息技术，这时就如同给学生的思维加上了一个阶梯。并且，将教学工作与信息技术相结合，会有效促进教师因人制宜地开展教育工作，实现个性化教学，为学生的实践创新打下基础。在信息技术的教育大环境下，学生的视、听、读方式，有了前所未有的改变，思维活跃度大幅提高，学习效率也明显提升，对学习过程中的重点难点，学生也有了新的解决方法，求知欲也明显提升。
例如，《食物在身体内的旅行》这一课，要让学生通过看到自己身体，知道食物是怎么进行旅行的，是一件非常困难的事情，这一点也正是教学的困难所在。要想充分实现教学目标，单单让学生看课本图片来理解是远远不够的，他们的认识永远只能停留在表面。这时，教师适时采用信息技术（视频、AR/VR）来进行教学，播放关于食物在身体内旅行的视频，包括口腔的咀嚼、食管的传送、胃的蠕动、小肠的消化、大肠的排泄等。
除了利用视频，这节课我还使用zSpace虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR），帮助学生更容易、效果更好地学习食物在体内的旅行，也取得了较好的效果。四年级科学人体的相关内容，抽象程度较高，本节课尤为突出，学生无法真实看见人体内部的五大消化器官，仅仅依靠想象和图片学习，无法清晰地了解，尤其是在人体所处的位置。通过zSpace VR模型，学生可以直观地看到消化器官的样子及位置，可以看到胃和小肠里面的样子。直观生动的教学效果，与传统教学相比，不可同日而语。本课的教学难点是各个器官的顺序和具体形状，在3D动态模型的展示下，学生可以360度地看到每一个消化器官运动的过程，这就有效突破了教学难点。最后，我又使用zSpace AR技术，将消化器官模型投影在学生身上进行分享。
科学课是一门实验的课程，但有些章节的实验在现有条件下难以实现。zSpace的VR和AR 技术是非常适合科学课的新技术，不论是人体、地球科学，还是在天文学等的教学中，都能达到很好的效果。小学科学中有很多教学内容无法通过实验进行，学生无法亲身体验，得到一手的学习内容，而有了新技术的帮助，可以让学生身临其境地感知自然事物和科学现象，让科学变得更加生动具体，从而获得更好的教学效果。
三、丰富信息，补充资源，拓宽视野
我们要尽可能地让学生通过实际的观察、实验来搜集和获取证据，运用视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等多种感官来认识未知世界和科学奥秘，这样做符合小学生年龄阶段大脑发展的特点。但在实际教学中，有些教学内容，如动植物的生长过程，地球、宇宙的变化等不能在课堂上亲自观察，而采用信息技术与实际观察、模拟相结合的方式教学，可达到事半功倍的效果。
科学教学过程中，有些动植物需要经过长期的观察和分析才能得出结论。观察动植物的生长过程，同样是一个教学难点，为了让学生能够具体细微地观察到每一项生命活动，对新知识和新理论有一个更深的印象以及更好的认识和掌握，教师可以利用信息技术，对生物生长进行视频记录、多媒体模拟，同时准确制作直观的动画视频。比如养蚕和种凤仙花，它们每一阶段发生的变化都是转瞬即逝的，学生不能24小时一直盯着它们，因此会出现许多学生没有看到的变化过程，他们也因此会经常惋惜。
如，学生需要通过观察蚕的一生，来发现动物的发展变化进程，一般情况下学生只能看到蚕的外形特征和进食情况，而对蚕由卵到蚁蚕、蜕皮、眠、吐丝结茧以及变蚕蛾的一系列生理变化都无从获知。这时，单靠教师的讲解是不够的，教师还要找一些与此相关的视频，进行加工处理并给学生播放，让他们很快地了解这些过程的变化，并让他们形象地进行描述或者做出动作。这样，学生就能深刻地认识到蚕一生的变化，满足他们心中积存已久的好奇心和求知欲，就会有更大的兴趣去亲历实践，培养蚕以求长期观察取得结论，这便较好地解决了教学的难点。
由此可见，在科学教学中，信息技术的使用，不在有多高端，而重在实用。只要教师从学生的需求出发，用心研究信息技术与教学的嵌入点，就会使信息技术有效地为教学服务，为学生的学习提供帮助。
总而言之，在信息技术背景下科学教学方式发生了改变，我们必须把握好科学教学的规律，在教学中要以学生的心理发展为主线，从学生的发展需要出发，不能用信息技术替代科学实践活动，现代教育技术的运用不是为用而用，而是要利用它为科学教学奠定坚实的技术基础。因此，我们要以适当的方式合理运用信息技术手段，在教学实践中有机结合科学学科特点和学生特征，发挥信息技术在学生自主学习、主动探究和合作交流等方面的优势，培养学生的探究能力、创新精神和科学实践能力，促进学生的全面发展。只有让信息技术的应用从学生的发展需求出发，才能真正将信息技术的应用引向深入，全面提高课堂教学的质量与效率。
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