基于在线数字化平台的信息科技实验教学实践与思考

摘要：本文分析了当前信息科技实验教学的困境与在线数字化平台助力教学的优势，并以《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中的“互联网创新应用”实验为例，从实验分析、实施路径、实践反思三方面探究了在线数字化平台的实践应用，以期为广大教师提供借鉴。

关键词：数字化平台；信息科技；实验教学；实践探究

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）21-0060-03

实验教学是培养创新人才的重要途径。然而，在实际教学中，活动交互受限、资源支持不足、教学评估困难等问题的存在使得信息科技实验教学受到限制。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》明确提出“要注重把握数字化学习的特点，合理利用数字化平台、工具和资源，运用线上实验、模拟、仿真等方式，引导学生自主学习、合作学习”。[1]因此，本文尝试对在线数字化平台和工具的价值进行挖掘，并结合实验教学案例，探讨如何利用在线数字化平台支持现有的实验教学，解决实验教学的困境，以增强学生的实验教学体验，科学提高教学成效。

挖掘平台功能应用，突破信息科技实验教学难点

1.学习活动：增强学习互动，促进学生思维深度发展

实验教学注重学生主体地位，从实验问题到实验结论，引导学生亲历、探讨实验的全过程。[2]

在线数字化平台为师生提供线上虚拟空间，以线上课堂为载体，打破师生间、学生间的时空限制，实现发言、回复、点赞等即时交互与评价，支持学生自然、畅快地表达观点，为实验教学建立了有效互动反馈的交流圈，这样不仅增强了学生的学习的体验感与积极性，而且促进了学生思维的深度发展。

2.学习支持：丰富学习资源，促进数字化学习与创新

在线数字化平台支持数字化资源共建共享，整合大量不同类型的实验教学资源，包括实验过程、演示视频等，学生可根据自身学习能力与需求进行选择并自学，提高学习的灵活性和自主性，进而提升数字化学习与创新能力。

3.学习评价：即时数据反馈，促进教学评价更加科学

在线数字化平台凭借其强大的数据收集与分析能力，能够实时跟踪、记录学生的每一次操作行为和学习行为数据，而且能够综合学生的行为数据，自动形成量化结果，这样既解决了学生实验过程数据难获取的困惑，又能为教师进行多样性、全面性评价提供实时的数据保障，让教学评价更加科学、有效。

基于线上学习空间，创新信息科技实验教学实践

下面，笔者以《中小学实验教学基本目录（2023年版）》中的“互联网创新应用”实验的节点“使用互联网工具或资源开展数字化学习，并创作、分享数字作品”为例，以UMU互动学习平台为数字化学习平台对象，开展信息科技实验教学探究。

1.基于在线数字化平台应用的实验分析

（1）理解实验目标，创设真实实验情境

探究的先行条件是设计贴近学生生活实际与需求的情境，以问题引领实验教学层层推进，让学生在需求的驱动下专注于实验过程的探究。例如，本文从地方热点话题着手，结合学生熟悉的自然、人文环境，利用宣传地方魅力、提高知名度创设情境，以此为突破口，唤起学生的亲切感与已有经验，调动学生的探究欲望和积极性。

（2）分析情境问题，确定实验评估证据

根据UbD设计理念，要确保教学活动与学习目标高度一致，应该结合学生的需求和目标来设计学习活动。[2]在学生明确方向的基础上，进一步引导学生深入思考：“实现问题解决应该具备的证据是什么？”例如，本实验为了达到预期结果，可结合情境问题预设问题链：宣传什么内容？以什么形式宣传？如何获取相应的素材？如何设计、制作？以何种方式分享传播？通过对学生进行深层追问，引导学生分析解决问题的路径，充分发挥学生的主观能动性。再结合实验教学要求，分析达成目标的途径与方法，形成具体可操作性目标：通过活动讨论明确实验主题与宣传形式；通过利用互联网开展数字化学习，学会素材获取的方法，以及实现数字化作品的设计与创作；利用互联网工具进行数字化作品分享。

（3）整合平台功能，设计实验学习活动

教师应针对每个具体操作性目标，分析其实现的路径与关键性证据，并结合UMU互动学习平台的功能，反复论证实现的可能性，确定实验活动开展的形式与载体。然后，聚合所有节点，形成完整的实验教学活动链。例如，笔者针对案例中的具体目标，利用UMU平台中的“讨论”“视频”“拍照”功能搭载问题与资源组织学生进行实验学习活动；选用Fotojet在线工具进行数字作品的创作；通过课程模块对所有活动进行整合、集成，创建在线实验探究空间。

2.在线数字化平台开展实验教学的实施路径

（1）基于可视化讨论，确定实验主题

主题的选择应充分考虑学生的主观意愿，以提升与维持学生的研究动力。收集所有学生的观点，综合分析确定主题，并不困难，但如何精准收集且快速地分析出结果，以提升课堂效率呢？对此，笔者在实验中利用UMU平台的“讨论”功能，基于平台数据挖掘能力与词云图，直观、快捷地呈现主题。例如，通过“讨论”课程小节，要求学生将各自的观点概括成3个关键词，在活动的留言区发表。学生的讨论结果，将以词云图的形式呈现在大屏幕上。词云图会根据关键词的多少，实时、智能地调整关键词的大小。最终，以关注度排名前2位的关键词作为探究主题，供学生选择。

（2）开发微视频资源，驱动个性化学习

学生的学习基础具有差异性，教师应根据学生的学习差异提供对应的学习支持。微视频可以丰富实验教学资源，直观、精炼地呈现实验内容、操作过程与细节，学生能够通过反复观看或快速观看，自主控制学习节奏，弹性调节学习时长。因此，笔者利用UMU平台的“视频”功能，开发微视频资源，驱动学生的个性化学习。

（3）巧用过程性数据，精准提供指导

通过UMU平台进行线上实验活动，不仅能搭建实验空间，而且能实时记录实验过程中学生的表现性数据。一方面，收集了学生的实验过程证据，教师可以综合平台的量化评分和质性发言等表现数据，整体判断学生对实验的理解程度等，客观、精准地评价学生。另一方面，记录了学生在实验活动中的表现，教师能够在真实的问题情境中考量学生的能力与素养，阶段性地总结学生的学习情况，并给予个性化的即时反馈与指导，促进学生的反思与成长，以及对实验的理解。此外，还能有效整合实验结果，对学生的表现进行综合性评价，为实验教学优化改进提供有价值的参考数据，促进学生的全面发展。

（4）开展社交式分享，增强评价实效

学生的互评与自评，是对教师评价的有效补充，同时，也是培养学生批判性思维，建立互助关系的重要途径。对此，笔者结合数字化作品分享的目标要求，利用UMU平台的“拍照”功能与社交式评价方式，组织学生分享、互评。例如，将UMU平台的课程空间看成社交圈，利用“拍照”课程小节，设计“海报分享”实验，让学生进行在线分享、评价。在课程小节中，gGsXw6aEtdtQbZq55IQqricgqM01U47kN/51WJw7+rE=平台按照点赞数对学生作品进行智能化排序、呈现。教师以获取点赞数评选“创作之星”，鼓励学生积极分享作品与交流制作心得。借助平台的社交式功能，让学生亲历分享、评价、点赞作品的全过程，打破了学生交流的壁垒，增进了课程的活跃度与交流深度，提高了实验的客观性与有效性。

优化实验方案设计，提升信息科技实验教学质量

信息科技实验教学是对学科课程体系的有效补充，它有别于学科教学，更加注重学生的实操过程与观察。[3]因此，在利用数字化平台设计实验时，要优化实验方案设计，提升信息科技实验教学质量。

1.技术操作要简单易行

数字化平台操作在难易度上要考虑学生的真实水平，尽量避免复杂烦琐的流程、难度较高的技术等操作冗余，让学生能专注于实验探究过程。另外，还可以提供清晰、直观的实验操作学习支持，如实验步骤、操作要点等，降低实验难度，使程序性知识更加条理化、系统化。

2.数据反馈要及时直观

实验即时评价与反馈对于实验的成功至关重要。在实验中，教师的即时反馈能帮助学生发现不足、纠正错误，更好地理解实验内容，保障实验过程的有效性。为了确保学生及时获知反馈信息，可以采取数据说明、图表展示、屏幕呈现等直观的形式进行反馈，这样不仅更具导向性，而且还能让学生清晰了解自己的实验表现和结果，促进学习与成长，增强实验的有效性，提升实验教学的质量。

结束语

信息科技实验教学，不仅要有明确的目标、合理的设计、规范的操作等实验要素，而且还需要合适的数字化工具或平台给予一定的支持，以确保实验的质量与效果。因此，在教学中，教师应通过贴近学生生活的真实问题情境，简单易行的实验操作过程与方法，即时的实验过程记录与评价、反馈、指导，让学生亲历实验探究全过程，循序渐进地提升学生的实践能力和科学思维能力，提高实验教学质量。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]魏雄鹰.加强信息科技实验教学 发挥信息科技育人价值[J].教育与装备研究，2024，40（02）：12-15.

[3]（美）格兰特·威金斯，杰伊·麦克泰.理解为先模式：单元教学设计指南（一）[M].盛群力，沈祖芸，柳丰，等，译.福州：福建教育出版社，2018.

本文系无锡市教育科学“十四五”规划2023年度课题“大概念统摄下的初中信息科技项目式教学实践研究”（编号：F/C/2023/01）的研究成果。