多元媒体融合促进中小学自然科学学习的研究

杨思　罗紫怡　李金玲

摘  要  多元媒体融合在教育教学领域中的应用，为中小学自然科学学习方式革新带来机遇。新媒体技术的出现，突破了资源屏障和时空界限，有利于促进中小学生学习朝着个性化、自主化的方向发展。以媒体融合为背景，结合中小学自然科学课程的知识结构和特点，探研媒体技术在中小学自然科学学习中的有效应用价值，并分析其在现代教育领域中的主要呈现方式和具体运用策略。

关键词  多元媒体；自然科学；虚拟实验平台

中图分类号：G633.7    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）03-0066-03

0  引言

随着信息技术的发展和智能终端设备的普及，多元媒体技术在学习领域的应用更加灵活。当今互联网媒体中，各种信息产品往往融文字、图片、动画、音视频等多种媒介于一体，从而形成对同一内容的多感官刺激，提高信息表达与传递的效果。而中小学自然科学课程作为一门综合性较强的学科，集理论与实践为一体，要求学生具备良好的探究思维和动手能力。探讨多元媒体融合在中小学自然科学学习中的有效应用，对于提高中小学自然科学课程教学质量、促进中小学生能力培养和个性发展、实现协同育人目标具有重要作用。

1  多元媒体技术在现代教学中的主要应用和

呈现方式

1.1  多媒体教室

多媒体教室由多媒体计算机、液晶投影机、数字视频展示台、中央控制系统、投影屏幕、音响设备等多种现代教学设备组成[1]。使用多媒体教室进行教学时，教师常使用多媒体课件和智慧白板辅助教学。多媒体课件主要指集文字、图片、动画、音视频等多种媒介为一体的信息化教学辅助工具。在我国，教师常根据教学内容利用PowerPoint、WPS Office软件来制作多媒体课件，实现知识点的形象化输出，丰富教学形式与内容。智慧白板是以互联网为依托，将多媒体技术应用到课堂教学中的一种新型的交互式电子白板产品。其主要功能包括：信息展示、协作学习、趣味互动、资源分享等。借助远程通信，智慧白板能实现跨区域的教学资源共享，开展远程实时异地教学。其丰富的教学资源为教育工作者开展教学工作提供了极大的便利。

1.2  虚拟现实教学设备

虚拟现实技术（Virtual Reality）作为一种具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性的新兴技术，对教育的发展具有极强推动作用。使用VR设备，学生可通过视觉、听觉、触觉等感官沉浸式地感受虚拟三维空间世界。如利用Z-Space虚拟现实教学设备，学生可以随意拆解、移动、旋转细胞模型，从各個角度进行模型观察，从而加深对三维物体外形的了解，为后续学习打下基础[2]。

1.3  虚拟实验平台

虚拟实验平台是以模拟真实实验为目的，创建虚拟实验场景，建立一定量的实验参考模型，通过交互作用界面，在场景中完成实验的学习工具[3]。相较于传统实验，虚拟实验平台不受实验设备、实验地点与时间的限制，可以轻松模拟理想实验环境，避免危险实验误操作受伤。学生可使用电脑、手机等终端设备进行实验。

1.4  微课

微课是以视频为主要载体，运用信息技术按照认知规律，呈现碎片化学习内容、过程及扩展素材的结构化数字资源[4]。微课常采用易于学生理解的语言，具有较强的趣味性。利用微课，学生借助移动终端即可随时随地、有针对性地开始移动学习。

1.5  在线开放课程

在线开放课程作为一种新型教学资源开发模式，将互联网、多媒体技术和智能信息处理技术相结合，实现了学习资源在网络空间的延伸。相较于传统课堂，在线开放课程内容丰富，受众较广，经济实惠，能满足不同学生的学习要求。部分在线开放课程平台，如中国大学MOOC还提供在线考试功能，学生可通过在线考试及时掌握自己的学习情况。

1.6  移动教学APP

移动教学是指教学者和学习者通过移动个人终端参与课程的教学活动。移动教学APP的出现打破了传统教学定式，学生可以通过此类APP完成课堂签到、任务打卡、作业提交、课堂师生互动等一系列学习活动。

教师也可以通过APP分析学生学习情况，以便及时调整教学计划。此外，将APP与游戏结合起来的趣味性教育APP也同样值得关注。以“童行学院时空之旅——科学启蒙游戏课程”为例，该软件通过动画剧情、布置任务、闯关等游戏化的方式引导玩家探索不同的科学现象，使玩家在享受游戏快感的同时获取知识。

2  多元媒体融合在中小学自然科学学习中的有效运用价值

2.1  学习时空拓宽，提高教学容量

传统的中小学自然科学学习中，学生的学习活动主要按照教师的教学计划进行，学习具有强制性和被动性特点。而在融媒体时代，学生仅依靠移动终端，如手机、iPad便可以随时随地开始学习，使零碎时间得以利用，给予学生更多的学习自由度，实现学习时空从单维向多维的转变。此外，优质的网络教学资源能帮助学生有效提炼教材精华，提高学习效率，使得学生有更多时间进行兴趣爱好的培养，促进学生全面发展，提高教学容量。

2.2   因材施教，提供个性化学习服务

我国的传统教育模式强调“统一”和“标准”，沿袭“一个尺寸适合所有人”的工业化的大批量生产模式[5]，而同质化的培养方案势必对低龄中小学生群体的个性发展和潜能发挥造成影响。因此，新技术新理念在中小学自然科学学习中的应用显得十分必要。一方面，通过各种教育媒介收集、分析学生学习习惯与兴趣偏向，动态掌握学生的真实学习情况，据此提供个性化的学习资源与服务，保证学生能够基于兴趣和意愿自主学习，实现学生自由可持续的发展。另一方面，通过对学生的学习行为以及学习成效分析评估，并向教师提供及时的信息反馈，可以帮助教师因材施教，灵活调整教学内容、合理安排教学进度，为学生提供个性化的学习指导。

2.3  激发学生的主观能动性，促进师生互动导学

传统中小学课堂学习模式多以教师和课本为中心，忽视了学生的主体地位，形成了知识单向传授、学生被动接受的灌输式教学局面[6]。且教师与学生之间缺乏互动交流，学生的学习积极性不高。针对这些问题，利用新媒体的互动功能，教师可以创设问题情境、引入话题，激发学生学习动机，鼓励学生分组竞争，充分尊重学生，发挥其主观能动性。例如，教師可发布话题至班级学习通讨论区，学生在平台创建分组学习群，明确分工，共同完成任务并对学习效果进行评价与反思，使学生在探究过程中提高认同感、找到归属感。在此过程中，学生成为知识的获取者和自主学习的实践者，而教师成为学生自主学习与思考的引导者和监控者，合力发挥师生互动导学作用。

2.4  突破教学重点难点，引导深入学习

教学重点指需要学生深入理解和准确运用的知识点；教学难点主要指内容抽象、结构复杂而难以理解的知识点。在教学过程中，培养学生掌握课程重点难点是教师的首要任务，也是教学成功的关键要素。中小学自然科学的传统教学方式对于重难点的解析，总离不开题海战术，这个过程枯燥乏味，学生往往知其然而不知其所以然，并不能真正领会其本质思想，久而久之容易产生厌学心理。而多元媒体技术通过创建思维导图、搭建三维模型、制作演示动画、虚拟教学情景等方式使抽象知识结构化、具体化、趣味化，能促进学生对重难点知识的理解和记忆。

此外，利用多元媒体共享优质教学资源，以学生为中心，实现名校名师课堂实时互动，进行教学难点剖析，使得学生有目的性地针对具体重难点进行学习，引导学生深入思考。

3  多元媒体融合在中小学自然科学学习中的运用策略

3.1  引导预习，提高课堂教学质量

有效的课前预习对培养学生的自主学习能力，增强学习效果具有重要意义。一方面，利用多媒体技术进行课前知识导入，引导学生进行自主预习，促使其对课本知识有一个大致了解，可以帮助学生较快地跟上课堂教学思路，较好地吸收课堂新知。如在“认识地球”一课中，教师使用投影演示地球结构和大小等相关内容，带领学生亲自动手制作模型，然后再进入课堂，能使学生更快融入课堂，更好地掌握所学内容。另一方面，通过媒体平台收集学生的预习情况并及时向授课教师反馈信息，可帮助教师根据学生的预习实际进行教学设计，优化课堂教学结构，提高教学质量。

3.2  促进实验，培养科学探究素养

实验是科学教学中的重要组成部分，也是学生认识科学本质、探索科学知识原理的有效途径[7]。为培养学生的科学探究素养，可借助虚拟实验平台开展一系列生动有趣的科学实验，使学生能突破时空的限制，系统直观地模拟操作实验全过程。同时，在虚拟实验平台基础上引入虚拟现实技术（Virtual reality），可以提高虚拟实验临场感和自然交互性，增强学生训练实验技能过程中的体验。

3.3  指导复习，强化知识脉络结构

复习作为课后巩固的重要环节，可以帮助学生及时查漏补缺、纠正错误，进一步完善知识结构。在实际运用中，可以借助多媒体技术手段，结合不同知识点创设情境，将课本知识与生活相联系。如学生可以使用教学APP进行系统的复习，通过分析学生测试完成情况，智能调整复习进度，实现高效复习管理。

4  结束语

多元媒体融合发展在中小学自然科学学习中的广泛运用，打破了单一媒体资源的局限性，它既能满足不同层次的中小学生对信息素养的需求，又能促进自然科学学科核心素养的形成，助力中小学生能力培养和个性发展。

在实际运用中，教师既要灵活运用融媒体教学模式和智能化检测设备丰富教学形式，更要对学生个性化、趣味化的自主学习进行引导和监督。而学生作为学习主体，应充分发挥主动性、创造性，摒弃以往机械、刻板的学习方式，学会独立思考并利用各种媒体工具提高科学实践水平，提高综合分析问题和解决问题的能力。

5  参考文献

[1] 杜晓.汉语文多媒体课堂教学的应用调查研究：以拉萨市高中为例[D].拉萨：西藏大学，2015.

[2] 高海波.VR（虚拟现实）教育应用综述[J].信息与电脑（理论版），2019（2）：231-232，235.

[3] 赵小娟，张巍，邓四平.数字经济背景下模具虚拟实验平台的发展趋势[J].电脑知识与技术，2021，17（34）：127-128，130.

[4] 钟立平.微课在中小学语文教学中的应用问题研究[J].农家参谋，2020（21）：276，279.

[5] 武晓婷.大数据时代美国大学个性化学习项目的进展及启示 ：以美国三所大学为例[D].山东：曲阜师范大学，2019.

[6] 胡航，村上正行，董玉琦，等.教育媒体研究未来趋势：促进学习者中心设计：第14届教育媒体国际大会（ICoME2016）综述[J].现代远程教育研究，2016（6）：11-17，38.

[7] 张薇.探讨微课在小学科学教学中的有效运用[J].科学咨询（科技·管理），2021（12）：253-255.