物联网培育箱在生命科学教学中的优势初探

石黎明

在小学科学教学中，科学探究是学生获得科学知识、培养实践能力、提高科学素养的重要方法。探究式学习是学生学习科学的重要方式。在传统的科学教学模式下，由于场地限制、实验器材不足、探究过程时间过长等各种因素，学生的探究学习受到了极大的束缚。随着科技的发展，特别是信息技术的发展，物联网技术越发成熟，在生产、生活和学习中被广泛地应用。物联网的出现，有效地解决了许多问题，使得探究式学习便于在学生中展开，做到人人参与、全员体验。在小学科学教学中运用物联网技术有着极大的优势，主要体现在以下几个方面。

一、物联网使小学科学课堂教学更有效

小学科学的内容极其广泛，涉及了丰富的科学知识和科学原理。而理论知识往往是枯燥无味的。由于条件有限，有些内容只能通过教师的讲解传授给学生，而受限于小学生的思维能力和理解能力，许多科学性的知识学生很难听明白，导致了学生听不懂，进而不想听也不愿听。结果是老师讲得口干舌燥，学生毫无收获。如果在课堂上我们能运用物联网技术，让学生亲身体验实验过程，这样，他们就能获得直观的感受，从而更容易掌握科学知识并理解一些科学概念。教科版小学科学三年级下册中《动物的生命周期》这一单元的教学，要求学生进行养蚕实验，并在这个过程中观察蚕的状态及其变化，从而获得有关动物生命周期的科学知识。这个实验内容时间跨度要持续一个月左右，而且要进行较长时间的观察、记录。在现有条件下，我一般是让学生回家养蚕，并在家观察蚕的生长变化并填写记录，在下节课把记录单带到学校交流。这样就产生了问题，由于学生要进行较长时间的观察，大部分学生无法坚持下去，导致实验中断，从而达不到教学目标，即使有部分能进行整个过程的观察，也会因为各种主观和客观原因而导致观察不全面，记录不完整。而且在课堂上只让学生交流所观察到的记录表，课堂内容显得空洞乏味，学生获得的科学知识都会打折扣。而当物联网进入了课堂中，我们就可以使用“物联网饲养箱”对本单元进行教学。在教本单元第一课时，可以组成小组，以小组为单位进行养蚕实验，接下来只要定时喂食。由于“物联网饲养箱”中有多个高清摄像头，可以24小时不间断实时监控并保存录像，观察时，学生可以借助终端设备进行实时观察，也可以调取录像观察之前的状态。有了“物联网饲养箱”，学生的观察、记录变得极其便利，整个实验过程也可以完整呈现。学生可以直观地观察到蚕的一生经历的变化，从而对蚕的生命周期有了完整的认识，学生获取知识的效率更高。物联网技术让我们的课堂更加高效。

二、物联网使小学科学课堂教学更高效

小学科学不仅有丰富的理论知识，还有大量的实验内容。一般来说，实验探究是学生喜欢的学习方式，通过实验来掌握学习方法，获得科学知识的效果会更加明显。但是，有些实验的时间过长，条件过高，一般学生很难有效地完成，这就失去了学生体验实验的过程，进而影响学生获取完整性的知识。在教科版三年级下册第一单元《植物的生长变化》教学中，学生要研究植物从发芽到结果的全过程。在这一单元的教学中，由于受到实验器材和场地的限制，无法在学校大规模地开展实验活动，做不到人人参与。因此，我让学生回家自己种植并观察与记录，并在接下来每堂课带到学校。这就给学生的携带带来了不便，而且由于学生的时间有限，不可能做到观察、记录得全面。此时，如果我们引用物联网中的“智慧培育箱”，这些问题都迎刃而解了。每个班级可以使用一个“智慧培育箱”，每位学生都可以在培育箱中种下种子，由于培育箱是24小时不间断监控，种子每分每秒的状态都会被记录下来。学生可以借助终端进行实时的观察与记录，如果間隔很长一段时间没有观察，我们还可以视频回放，找到某一个时间点进行观察并记录相应状态。使用“智能水培箱”不仅可以让学生的实验变得容易操作，同时还可以控制箱体内的环境因素，研究环境因素对植物的发芽及生长的影响，从而拓展学生的知识面，为以后的学习打好良好的基础。运用物联网技术进行本单元的教学，把试验状态及效果实时呈现出来，极大地提高了实验的效率。

三、物联网使小学科学课堂教学更有趣

爱因斯坦说，“兴趣是最好的老师”。有了兴趣，我们才会认真去学习，认真去研究。有了兴趣，才会激发出我们的好奇心、求知欲和创新意识。对于小学生而言，也同样如此。小学生的心理特点就是好动好玩。物联网进入小学科学课堂教学，学生在课堂上能够亲身体验实验过程，这将极大地激发学生参与的兴趣，从而提高学生的学习效果。仍以教科版三年级下册《动物的生命周期》为例，在本单元的教学中，我们使用“物联网饲养箱”来养蚕，学生在观察时不仅可以直接观察，还可以借助终端设备进行观察。利用终端设备不仅可以实时观察，还可以像用手机或平板看电影一样来观看保存的录像，可以回放、可以快进、重点地方可以放慢。物联网的终端设备还可以控制“物联网饲养箱”的环境状态，学生可以运用终端自己来控制“饲养箱”中的温度、光照、水分等环境因素，从而发现最适宜蚕的环境状态。应用“物联网饲养箱”来养蚕，会让科学课堂充满生趣，让学生获得良好的体验，激发学生的学习兴趣。

总而言之，伴随着科学技术特别是信息技术的进一步发展，物联网技术会更加普及到教育教学中。这将大大提高小学科学的课堂教学效率和学习效率，并且全面提升学生的综合素质，强化学生的思维能力，激发学生的学习兴趣，为学生今后的学习打下良好的基础。

【作者单位：苏州市吴中区木渎实验小学  江苏】