运用现代信息技术提升小学科学探究效度

罗睿

【摘要】本文阐述在小学科学探究活动中，如何运用现代信息技术提高课堂教学各个环节的有效性，介绍了信息技术提升问题聚焦效度、提升证据收集效度、提升信息分析效度与提升实验技能效度的教学方法，以期优化小学课堂教学。

【关键词】信息技术 科学探究 效度

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）07A-0153-02

如今的课堂，运用现代信息技术来辅助教学已经很普遍，特别是电子白板等多媒体设备的配备，使现代信息技术在教学中的优势得到很好的表现。现代信息技术融合教学，呈现出直观、高效的特点。现代信息技术在课堂教学中的广泛运用，对改变传统的教学模式和学习方式，提高教与学的效率，激发学生学习兴趣，以及优化课堂教学均有较大的作用。

新课程标准指出，探究式学习是小学科学学习的主要方式，教师要通过科学课程教学，培养学生的科学探究能力。科学探究是一个系列化活动，一般包含八个部分：提出问题、制订计划、实验探究、收集证据、分析数据、表达交流。

一、信息技术提升问题聚焦效度

在各学科教学过程中，学生的情感和非智力因素在学生的学习过程中起着重要的作用。在小学科学学科教学中，教师要解决的一个重要问题是：如何创设问题情境，激发学生的情感动能，使学生积极主动地参与到科学探究中。通过信息技术与课堂教学融合，教师可以借助语言、文字、声音、图形、动画和视频等多种呈现方式，创设图文并茂、有声有色的数字化情境，有效地提升学生的注意力、观察力、意志力、记忆力。

例如教科版五年级上册《地球内部运动引起的地形变化》一课，教师在课前利用Camtasia Studio录课软件剪辑制作时长约一分钟的有关地震、火山场景的视频。视频中显示，地震导致建筑物摇摆、道路扭曲变形以及火山爆发，岩浆喷发和淹没物体及房屋等冲击力极强的场面，迅速吸引学生的注意，使学生迅速聚焦问题“地震、火山对地形有什么影响？”并展开对地形变化原因的科学探究活动。

例如教科版五年级下册《时间在流逝》一课，教师剪辑了综艺节目《挑战不可能》中一个小女孩的比赛片段。在节目中，现场嘉宾随机选取五分钟内的任意一个时间，小女孩不依靠任何设备的前提下，运用轻击食指记数的方式挑战精准记时。小女孩最终成功挑战3分12秒的记时，误差不超过0.5秒。生动、富有挑战性的视频成功地激发了学生的学习兴趣。

二、信息技术提升证据收集效度

提出问题是科学探究的开始，面对问题做出科学、客观地解释，学生必须在科学探究的过程中，收集证据。收集证据是科学探究过程中的一个重要环节，借助计算机、智能终端等现代信息技术采集、存储、加工、利用信息的优势，将信息技术与证据收集环节相融合，有效提升证据收集、处理、加工的效度，使科学探究中得到的证据更严谨、更科学。

例如教科版小学科学五年级上册《我们的小缆车》一课教学中，设计了电子记录表单的界面简洁，易于学生操作，学生直接在电子记录表单中输入收集到的垫圈数和小车完成运动的用时，即可形成折线图，直观而快捷；运用Powerpoint软件设计的电子表格，学生完成记录后马上上传到教师终端，增强了课堂师生的互动。同时，电子表格也具备数据处理的功能，数据处理更方便、快捷：例如教师在设计电子表单时，已经在“平均值”一列设置了求平均值的参数，当学生记录每组三次实验用时的同时，电脑就会根据参数公式对数据进行计算并准确无误地呈现结果。

例如教科版小学科学四年级上册《声音的传播》一课，教材要求学生采用耳朵听辨的方法，区分棉线、木尺、尼龙绳、铝箔纸传播声音的异同。教师借助手机，利用分贝测量仪软件和录音软件，改进了这一实验。用录音软件录下音叉发出的声音，用分贝测量仪软件分别测量通过同等长度的棉线、尼龙线、铁丝传播的声音所用的分贝数值，使得实验更有科学性，获得的数据更真实有效，更利于学生用证据说话，建立概念。

三、信息技术提升信息分析效度

分析数据能力是进行科学探究必要的能力之一。学生需要将在探究过程中收集到的数据进行加工、整理和分析，使其转化为信息，用表格、线形图、柱状图等形式呈现帮助分析，使数据能“说话”，并从中寻找一定的规律或作为解释现象的依据。

图表最能直观反映数据的变化是否呈现规律性。如果应用纸质表单，学生需要花一定的时间去绘制图表，但是运用Excel、Powerpoint等软件，甚至例如希沃备课系统中的绘制图表功能，绘制和使用电子表单可以实现数据立刻转化为图表的目的，而且操作十分简便易行；教师可以利用Powerpoint软件中的复制、粘贴的基本功能，将实验小组上传的电子表单汇总到同一界面下，整合成“大数据”，将学生将视野从小组单体的范畴扩大到全班，并进行基于全班“大数据”环境下的数据分析与对比，获得更宏观而坚定的认识。

四、信息技术提升实验技能效度

科学学科是一门以科学探究为主要学习方式的学科。大多数的科学探究，包括概念、定律和对现象的解释都是建立在实验的基础上。但是在实际教学中由于课堂时间有限，教师在课堂上的实时演示存在不能重复演示、不能突出细节或重点、不能满足学生个性化学习需求等问题。利用信息技术，在课前制作实验操作演示视频，通过学生在课余或家中可以提前学习以及操作，在课堂上把原来用于演示的时间留给学生进行实验操作，通过终端反复播放或重点播放学生认为没有掌握的步骤，不仅给足了学生实验操作的时间，还能有效提升学生的实验能力。

例如教科版小学科学四年级下册《油菜花开了》一课，“解剖”实验是这节课一项重要的探究技能，对油菜花结构的了解基于成功和科学地解剖一朵油菜花，教师在课前制作了“解剖一朵油菜花”的实验视频，以学习者的视角呈现解剖全程，在课前通过家长群发给学生进行课前学习和课堂中使用终端自主学习，视频将解剖的细节扩大化，缩短了观察距离，提升了指导效度，而弹性的学习时间与空间，既保证了学生有效掌握解剖技能，又保证课堂学习的时间。

五、信息技术提升课堂交互效度

以生为本的课堂是生成的、交互的。在教与学的过程中，教师是科学探究活动的组织者和参与者，学生是活动与发展的主体。电子交互白板技术为课堂互动、师生互动、生生互动提供了技术可能和方便，为建立以学生学习为中心的课堂教学奠定了技术基础。由于交互白板技术整合了黑板、多媒体等多种信息技术手段，因此，在科学课程中使用交互白板技术，使科学教学更加人性化，更加便捷。

例如教科版小学科学一年级上册《观察叶》一课，教师用希沃备课软件的“课堂活动”功能设计了一个互动活动：让学生猜测教师提供的五片叶子中，哪一张是榕树叶。当学生说出自己的猜测时，教师则拖动相应的叶子图片到“榕树妈妈”图标上。如果猜错了，叶子图片无法放入图标，放开鼠标（或触屏）后，叶子图片仍然回到原来位置。当所有的图片都无法放入“榕树妈妈”图标，學生们意识到五片叶子都不是榕树叶，它们是哪棵植物的叶子呢？榕树叶又是什么样子呢？互动活动引燃了学生们进一步探究的兴趣。

在小学科学课中融合现代信息技术，既是新时代教育现代化的要求，更是要求教师从生本出发，为学生学习小学科学课提供更好的学习环境和便捷有效的途径，有利于激发学生的学习兴趣和动机，引导和帮助学生提高科学探究技能。

（责编 周伟琳）