基于智慧课堂平台应用的 小学科学精准教学路径探析

□ 陈智伟 韩 燕

一、审视：小学科学精准教学的困境

在“互联网+教育”时代，教育信息化2.0行动计划的提出，数字化教育是当代教育的必然选择。智能环境改变了传统的教与学的关系，甚至深入影响到教育的理念和文化。以电脑、Pad、手机等硬件设备为载体的智慧课堂平台，为教育教学过程中师生交流、生生互动提供了强有力的支撑。教育部部长在教育信息化首场辅导报告会中指出，要大力推进教育信息化、教育资源数字化建设，教育信息化是发展战略制高点，从而推动教育的高质量发展，引领教育现代化。因此，利用好数字化技术开展科学课堂上的精准教学，能够提高课堂的效率，掌握学生科学学习的思维情况和思考过程，保障课堂上及时进行决策调整。

二、契机：智慧课堂平台助力小学科学精准教学

（一）智慧课堂平台为小学科学精准教学提供支撑

最新颁布的《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出，教师应利用信息技术辅助手段，如虚拟仿真实验、数字化实验等，让学生比较直观便捷地学习相关知识。学校与教师还应关注数字化教材、音像资料、多媒体软件等资源的开发与使用。[1]在课程标准课程内容板块也指出，要借助信息技术手段，加深学生对抽象空间、相对位置、层次等概念的认识，加深学生对所学知识的理解。

科大讯飞畅言智慧课堂平台作为一种依托互联网的新型现代教育互动学习平台，具有教学决策信息化、实时评价反馈、三维交流互动、智能资源推送、实验过程数字化、教学演示可视化等精准教学的优点，能推进课堂教学结构和学科教学模式改革，实现全体学生的核心素养的提升和发展。

（二）基于智慧课堂平台小学科学精准教学的内涵

智慧课堂是现代教育技术与教学双向深度融合基础上，以数据智慧贯通的教学流程再造与智慧生成。[2]基于智慧课堂平台，学生会在课前、课中、课后的学习过程中留下大量的数据与痕迹，平台利用高效的数据处理及直观的呈现形式，使得教学结构要素更为清晰，教师的教学决策更为精准。基于智慧课堂平台小学科学精准教学改变了课堂的教学模式，让课堂内容更加丰富。有趣的交互体验让师生的互动更加积极、有效、精准，课堂品质能够得到进一步的提升。

（三）基于智慧课堂平台小学科学精准教学的内容

智慧课堂平台有效融合硬件和软件设备。硬件设备主要包括教室多媒体设备（电脑和投影仪）以及师生Pad，还可搭配手写板、传感器等支持工具，实现高度的人机交互。软件设备主要是智慧课堂教学支撑系统，即科大讯飞畅言智慧课堂平台，可为师生提供便捷的教学个性化服务，此外，还可以根据需求安装相应的App助力教学。教学环境要求并不复杂，日常教学的科学教室即可实现，教室里每4名学生分为一个探究小组，学生可借助已接入教室无线网络的Pad和教室多媒体设备参与学习活动，在同一网络下，这些设备还可实现任意两个屏幕间的切换与互动。

基于此，笔者利用智慧课堂平台探索小学科学课堂精准教学实践，明晰、确立学生主体与教师引导结合、传统讲授与现代技术集合、线上线下融合的小学科学智慧课堂精准教学样态，有效提高课堂效率，打造个性化精准课堂。

图1 基于智慧课堂平台的小学科学精准教学样态

三、实践：基于智慧课堂平台小学科学精准教学的路径

借助智慧课堂平台，沿着“前测调研——绘制猜想——微课助学——同屏直播——定点推送——以测促学——课后反思——家校联动”的教学路径，通过教与学活动使学生逐步吸收、建构和内化新知识，在教学过程中产生的回答、数据、结论等都有利于精准教学的开展。智慧课堂平台在科学课堂的应用可以对精准教学起着促进作用，使整个课堂教学过程伴随着思维的发展、实验探究的过程，并根据学生生成的作品采取相应的精准教学策略。下面以《昼夜交替现象》一课为例。

（一）前测调研，学情可见

学生虽然通过电视或书籍等渠道，都已经知道地球在自转并且围绕太阳公转这一科学事实，但由于学生对昼夜交替现象的原有认知受到经验、情境、知觉特点等要素影响，学生个体群体的认知都包含着多种水平的混合。同时，学生的逻辑推理能力较弱，对众多的事实无法分辨，将事实、证据、观点混为一谈。为了精准把握学情，教师利用智慧课堂平台发布了下列开放性预习任务进行前测。

1.选一选：哪些是昼，哪些是夜？

2.说一说：什么是昼夜交替现象？

3.查一查：地球、太阳、月球怎么运动，和昼夜交替现象有什么联系？

学生通过平台中收到的推送参与课前的投票、访谈、调查等活动，以选择视频、文字图片等形式上传至平台。借助平台提供的大数据整合，教师可以了解到学生对昼和夜有着准确认识，也明白昼夜交替现象，但对昼夜交替现象的解释有多种观点，这说明对于昼夜现象的产生原因，学生是似知非知的。可见，运用智慧课堂平台，教师能够获得翔实的数据，并进行反馈分析，就能精准掌握学生的学情，可以简略介绍昼夜，直奔昼夜交替现象产生原因这一教学重难点，精准组织教学内容，精准设计教学活动。

（二）绘制猜想，思维可视

能提出关于昼夜交替现象产生原因的猜测是课堂的重要生成，也是教学的重难点。传统的课堂教学中，教师看到了学生猜想的结果，而猜想过程中的思维逻辑是不可视的，与Pad连接的手写板的手写输入功能很好地突破了这一难点。学生拿笔在手写板的白纸上书写，智慧课堂平台中就会自动同步生成学生的书写过程，一笔一画的绘制顺序清晰可见。

师：出示白天、黑夜的校园图片。

生：昼、夜。

师：昼过去是……？夜过去……？昼夜在不 断……？

生：昼过去是夜，夜过去是昼，昼夜在不断地交替。

师：昼夜交替现象产生原因的是什么？

学生开展小组讨论，并在Pad连接的手写板上用图文结合的形式表达自己的猜测，图片的绘制顺序、计算的运算逻辑、文字的记录过程等都留下了痕迹。

学生形成初步的图绘并上传至教师终端，在小组汇报时，教师可以回放该小组的绘制过程，学生绘制顺序、涂改情况等一目了然，思维可视化有效填补了传统教学的不足，也是学生前概念暴露的重要过程。教师精准了解学生对昼夜交替现象的认识并梳理分类，将具有相同假设的学生组成新的学习共同体。学生上传的作品也为下一个教学环节提供了素材，有效激发了以学生为本的生成性课堂。

（三）微课助学，细节指导

交流猜测概况后，教师指导图像模型的设计，引出昼夜交替模拟实验。该模拟实验内容较为复杂抽象，教师口头讲授难以理解，教师实验演示又会减少学生的探究趣味。可以制作实验指导的微课，助力教学，生动易懂。

教师播放昼夜交替模拟实验的微视频，并对实验操作和记录进行指导。四人小组分工合作，一人负责操作地球，一人负责操作太阳，一人观察记录，一人拿Pad拍摄照片和视频记录探究过程，并上传在智慧课堂平台。生生间可以相互查看点赞照片及视频内容。生分组实验，师指导。

借助智慧课堂平台发布实验指导视频，组织学生了解实验方法，微课指导讲解一目了然，实验指导更加精准，提高了课堂效率。利用Pad拍摄照片和视频记录探究过程，可以为后续分析提供素材，也可以直观地看出该小组的实验方法或者可能出现的实验错误，为探究讨论提供一手资料。教师通过智慧课堂平台实时了解学生的学习情况，精准把握学生实验情况，把握探究动态。这既重视动手操作，又注重动脑思考。

（四）同屏直播，聚焦探究

在实验教学中，实验过程中产生的一些现象和问题是短暂的，难以观察。由于学生个体的差异性，有时不清楚在实验过程中发生了什么错误，教师也无法预测学生在实验操作中会出现什么问题。如果可以重现整个实验过程，就可以获取实验过程中的生成资源。而智慧课堂平台的同屏互动功能，可以实时传播，即时交流共享。

学生交流模拟实验成果。

教师使用随机挑人功能挑选小组交流。

学生被挑中的多个小组，交流时出示记录单，同时一边播放实验视频，一边解释所观察到的现象。

师引导，生交流。比较模拟结果的共性。

生：只要地球绕着太阳转，或者太阳绕着地球转，就能出现昼夜交替的现象。

教师将学生的实验过程通过大屏幕展示出来，打破传统意义上的黑板、讲台。翻转课堂，过程留痕，为后续分析提供素材，也可以直观地看出该小组的实验方法或者可能出现的实验错误。学生看完后发表自己的观点，比如认为地球绕太阳运动的小组，实验的时候却是两者互绕，就立刻发现了问题；地球绕着太阳转或者太阳绕着地球转的小组，无论地球、太阳在不在自转，都出现了昼夜交替现象……因为学生参与更多，学生思想交流效率提高，教学投入更有效。穿插“小组答题随机挑人”等趣味性功能，也提高了学生互动热情。教师通过启发学生独立思考，合作探究；必要时，教师给予有针对性的指导，帮助不同层次的学生思维得到发展；也可以引导学生互相交流，互相点评，反客为主，实现学生知识的内化，达成精准、高效的课堂。

（五）定点推送，呈现生成

因材施教，即针对学生学业程度的高低不同给予不同的指导。在一堂课上实现差异化教学，就要求教师应根据不同学习水平学生的学习情况和认知发展情况，设计相应的教学目标和教学方法。围绕教学目标，考虑个体层次差异，设置不同层次的教学活动，使各级学生都能参与其中。

教师根据不同小组探究的昼夜交替现象产生原因不同，往各自小组的学习终端分类推送与其相关的地球自转和公转等有关数据和资料。主要分为以下三类：

◆太阳在银河系中的运行速度是250千米/秒，假如绕地球一周，要大约1055小时。

◆地球在太阳系中的运行速度为30千米/秒，绕太阳一周要365天左右。

◆地球自转的速度为263米/秒，自转一周大概要24小时。

学生根据资料进一步修正自己的猜想，并汇报交流。

利用智慧课堂平台的推送功能，可以往不同的学生终端推送不同的内容。教师提前准备好三类地球自转和公转等有关数据和资料，根据各小组昼夜交替模拟实验的猜测和实验结论，通过定点推送功能发布与各小组匹配的素材资料。学生根据收到的素材资料，对数据等进行分析，进一步修正自己的观点，培养证据意识。学生在“自思——检测——反思研讨——改进——再测”中理解知识，并将知识内化，学科素养得到发展，以学定教的差异化精准教学成为可能，促进个性化教学和因材施教的真正实现。[3]

（六）以测促学，增量评价

评价既要有终结性评价，又要有过程性评价；既要有量的评价，又要有质的评价；既要有自我评价，又要有他人评价。要想在课堂上进行初步评价，后测修正是常用的、有效果的方式。学生对科学概念、探究活动有更深刻的认识，思维深度得到纵深发展，有效的评价不仅能帮助学生有针对性地解决知识方面存在的问题，提升科学核心素养，还能增强学生的学习动力。常规教学中想通过答题情况来精准评价学生的情况，所花费的时间、精力是巨大的，智慧教育平台的使用很好地解决了这一效率问题。

师：全班后测，巩固复习内容。

生：后测。

1.在对地球上昼夜交替的下列解释中，与事实相符的是（ ）。

A.地球绕着太阳转并自转

B.地球不动，地球绕着太阳转

C.地球不动，太阳绕着地球转

出示后续练习题。

全班利用智慧平台进行后测，巩固新课内容。利用小组投票，快速统计功能可以实现即问即答。在智慧课堂平台的评价工具支持下，可以对小组进行积分，展开多元评价。有效的激励方式，可以使课堂互动更加多样化。统计分析大数据，后测精准掌握，实现精准讲评，即时的数据反馈也使得学生获得更精准的教学内容，从而提高学习效果，使学生知识运用更明确，方向更准确，以评促教，提高科学素养。教师也可将学生的后测情况快速导入课程整体过程性评价，为学生个人的科学发展提供数据支持，有利于提高课堂效率和学生自主学习与合作学习的动力。

（七）课后反思，改进教学

智能教室平台可以自动地收集整个教学过程的数据，生成课堂教学记录，保存过程学习数据，为学生的课后复习提供材料，并协助教师进行课后教学总结和反思。也可据此分析课堂教学环节中存在的不足，加以改进，如在进行昼夜交替现象产生原因的模拟实验交流过程中，可以先展示一个同类实验的优秀案例，供学生参考学习等。在一定的积累下，能够精准掌握学生的学习情况以及教师的教学需求，开展差异化教学，优化课堂教学活动。

（八）家校联动，生动展示

课上时间有限，许多内容无法在短短的40分钟内完整呈现。智慧课堂平台可以为课堂教学内容提供补充。在培养学生学习积极性的同时，学生还能够形成完整的知识体系，促进对知识的深入理解和掌握。

《昼夜交替现象》课堂结束后，得出如下结论：在没有新的证据之前，我们所有能出现昼夜交替现象的合理假设都暂时保留，需要等我们找到新的证据时再来排除不符合实际的猜测。课后可利用该平台给学生提供更多相关的学习内容，还可以进行师生、生生间的交互，录制模拟实验视频分享给班级圈。这有助于教师及时监管学生实验的成效，检测教学效果；同时也有助于学生之间互评研讨，互相借鉴，形成浓厚的学术氛围；使得有限的课堂教学实践在课后得以延伸，学生获得的素材也更为精准。及时解决学生的问题不仅能够促进他们对知识的掌握，还能够提高其学习兴趣，激发学生的问题思维，促进科学素养的形成，为师生建立起更为开放性的教室，开展有拓展性的活动。

四、基于智慧课堂平台的小学科学精准教学反思

智慧课堂平台应用于小学科学教学，可以打破传统课堂的时空限制，课堂互动更加多样化，激发学生的学习兴趣，使他们更加主动地参与到学习中。在教学过程中产生的实验、回答、数据等都有利于精准教学的开展。

在深入研究的同时，也在尝试把智慧课堂平台进一步运用于教育教学，如利用大数据处理功能进行单元评价等，有效促进学生综合能力和思维水平的不断提升。为了使研究更好地服务于教学，还要对技术进一步完善。精准教学有效性的关键还要靠教师清晰把握教学目的、内容、重难点以及学生学情。教师应该是学情的洞察者、教学方案的重构者、科学探究的促进者。在发挥教师引导、启发的主导性作用同时，还要充分调动学生科学学科学习主动、积极的主体性功能。