数字化信息技术与科学教学深度融合探微

张军

随着传感器技术、网络技术、通信技术、多媒体技术等数字化信息技术在学校教学中的常态化运用，信息技术对教学改革的革命性影响正在凸显。2017版《义务教育小学科学课程标准》（后简称“课程标准”）在“实施建议”中明确指出，现代教学媒体及技术不仅可以为科学知识的学习服务，也可以为科学探究的学习服务，如利用数字化信息技术进行科学探究，通过互联网收集数据，利用动画技术创设问题情境等。当然，在科学教学中加强数字化信息技术的运用，促进信息技术与课堂教学的深度融合，不是用技術去强化传统教学，而是用技术去创新教学，以此激发学生的学习兴趣，培养学生的思维能力，最终达到提高学生科学素养之目的。？

创设生动多样的教学情境，让学习变得更加积极主动

在小学《科学》尤其是在高年级的教材里，比较抽象的内容很多，如宇宙知识、动植物的生长过程等，这些内容对小学生而言，都是不易理解和掌握的。在教学中仅靠教师讲解，再配以挂图、幻灯片等来辅助教学，无疑激发不了学生的学习兴趣，也难以有效达成教学目标。针对这一情况，我在教学中尝试利用多媒体技术，通过模拟和创设各种情境，把真实生活带入课堂，拉近教学与生活的距离，激发学生的好奇心和求知欲，调动学生的学习兴趣，收到了良好的效果。

例如在设计“月球”内容时，我先设疑：“我们都见过太阳东升西落的现象，却很少观察过月亮，你们知道月亮是从哪边升起的吗？想看看吗？”这突如其来的问题把学生问住了，接着我适时播放多媒体课件，展示月球绕地球东升西落的动态画面。待学生看完后，我点拨：“月亮与太阳、所有星星一样，都是东升西落的，这是地球自西向东自转造成的视觉效果。”接着，我又用课件演示月球的形状变化，进一步提出问题：“当你们看到了月亮东升西落和阴晴圆缺的现象后，你们还想知道些什么？”接着，我用视频播放古代嫦娥奔月的神话故事、人类第一个“飞天人”万户的故事和人类登上月球的录像片段，让学生了解人类对月球的探索经历。这样，利用多媒体信息技术“图、文、声、像”融为一体的特点，有效提高了学生的注意力，增强了学生的直观感受，使学生积极投入探寻月球的奥秘中来。

自主确定个性化学习任务，使科学教学差异化成为可能

众所周知，传统的科学教学倾向于整班化，学生共用课件、视频等教学资源，这大大限制了差异化教学的实施。而网络技术和智能手机的广泛使用，使得教学内容在结构和表现形式上都发生了根本性的改变，知识由原来的文字图片变成了数字形式，同时，也扩展了书本的信息容量和广度，拓展了教学内容。另外，在教学管理平台的支持下，交互式学习模式的运用，使师生、生生之间的交流更加直观，学生既能分享学习内容，又可展示学习成果;教师也能及时完成对学生学习成效的评估，并对学生学习成果进行点评和展示，使得每位学生都能获得老师及其他同学的关注。

以“种类繁多的动物”内容为例，我预先让学生做好课前准备：列举你所了解的有关动物方面的知识;除了校园里的动物，你们还认识哪些动物，这种动物有什么特点;通过看课外书、听家长介绍、在百度中自行查找等方式，将学习所获用图文并茂的形式上传至班级微信群中，供大家交流学习。这样，学生在课前就积累了很多关于动物种类的感性认识，为课堂上学生给动物分类做好了铺垫。

上课时，我展示了9种不同种类的动物图片，让学生自定标准给它们分类。例如根据它们的生存方式，分为野生动物和饲养动物;根据它们的运动方式，分为水中游的、空中飞的、地上走的;根据它们的身体特征方式，分为鸟类、鱼类、哺乳类、昆虫类;根据它们的食性，分为植食类、肉食类、杂食类;等等。学生通过给动物分类，深切感受到了动物的多样性。

在此基础上，我接着出示鸽子、狗、鲤鱼的骨骼图片，让学生观察、比较动物骨骼的共同特征，让他们在探究、研讨的过程中明白：动物还可以分为脊椎动物和无脊椎动物。

之后，我借助出题软件生成的交互式打分考卷“给各类动物增添成员”进行当堂测验。那些考试合格、学有余力的学生可自由选择扩展内容进行个性化学习，或观看我提供的一些《动物世界》视频，或阅读动物趣闻轶事的资料。这样，利用智能手机的交互性、可控性特点，让学生通过QQ群或微信群自主确定学习进度、控制节奏，实现了个性化、探究式、开放性学习，不仅能使每个学生取得更好的学习效果，而且还能培养学生独立探究的能力。

创设丰富多彩的动感课堂，使教学更加直观形象

小学《科学》教材中的一些内容远离学生的生活实际，而小学生的思维又以形象思维为主，抽象思维能力相对薄弱。在教学中，教师如果只是照本宣科，就会因为教学资源单一，内容缺乏吸引力，形象缺乏立体感，难以达成理想的教学效果。数字化信息技术则不受时空限制，能将微观世界的物质变化、古生物的灭绝、生物的进化、绿色植物的光合作用、数亿年前地球的海陆演化、宇宙星系的运动等一些无法直接观察的自然现象准确、形象地模拟出来，使一些晦涩难懂、不易讲解的内容变得通俗易懂。

例如在教学“太阳系”内容时，上课伊始，教师就利用信息技术制作了一个卡通式的智慧鸟，从电脑屏幕上跳出来发问：“同学们，你们想了解太阳系吗？请跟我来吧！”智慧鸟吸引了学生的注意力。然后屏幕上慢慢出现了繁星满天的夜空，几秒钟之后，伴随着急促的电子波声，一个燃烧着的火球迅速由远而近出现在屏幕上，学生个个都全神贯注地盯着火球，这时，教师抓住时机质疑：“这是什么？”待学生回答后，教师边介绍边展示太阳系八大行星的三维立体图和文字，将“太阳系”形象直观地展现在学生眼前，通过视觉和听觉的双重刺激，学生轻松愉悦地了解了太阳系中各大星体的主要特点，很好地强化了学习效果，为他们的后续学习“建一个太阳系的模型”做了很好的铺垫。

利用数字化实验，巧妙突破传统实验教学困境

课程标准明确指出，在发挥现代化教学媒体优势的同时，不应忽视真实情境、直接经验对小学生的重要作用;不应让鼠标替代能动手做的科学活动，亲手做实验的感觉与做虚拟实验的感觉差异很大，意义也不一样。但是，在科学课教学中，很多实验因为传统器材的限制，常常沦为嘴上说的实验，很难真正有效地开展，使实验教学大打折扣。因此，如果教师能适时引入高科技手段，创设数字化实验代替传统实验，便会巧妙突破传统实验教学面临的困境。

例如在执教“温度与水的变化”内容时，许多实验中都用到了传统的液泡温度计。在“水结冰了”和“冰融化了”两个实验中，教师经常会遇到这样的困惑：由于传统的液泡温度计被插在了冰中，需要读数的刻度部分被冰挡住了，学生在获取温度读数时遇到了无法即时读数的难题。若把温度计取出来读数，可能会使读数发生变化，也可能造成温度计折断，这是个两难选择：不取出读数，读数无法准确记录;取出读数，会影响实验的准确性。

针对这个问题，有些教师用探针式数显温度计替代了液泡温度计。探针式数显温度计是一种利用温度传感器工作原理的简单数字化温度计，结构简单，由一根金属探针和LCD数字显示屏组成，它能在几秒之内准确测量出物体的温度，每隔几秒实时采集并显示读数。在实验中，只要把探针式数显温度计的探针部分插入水或者冰中，让数显部分在上端，读数时无须把温度计取出来，就可即时采集数据。读数时，LCD数显直接显示当时的温度，学生读数的时间大大缩短，数据准确性也大大提高，巧妙地解决了利用传统温度计面临的两个难题。？

当然，为让数字化技术在教学中发挥最大的功效，在推进信息技术与教学深度融合中，如何引导学生将数字化信息技术用在“刀刃”上？如何提高教师数字化的运用与开发能力？如何创造科学有效的数字化学习环境和教学模式？如何开发更多的数字化实验教材、课例等教学资源？这些问题还需要我们不断地去研究探索。