智慧课堂环境下小学科学探究式学习模式研究

【摘" 要】 文章深入探讨了智慧课堂环境对小学科学教育中探究式学习模式所产生的变革性影响。通过理论构建与实证分析，文章阐明了智慧课堂如何利用其智能化、互动化、个性化的特点，全面促进小学生科学素养的提升，增强他们的科学探究能力、创新思维及自主学习能力。研究显示，智慧课堂为小学科学教育提供了丰富多样的教学资源、灵活多变的学习路径以及即时的反馈机制，这些都有效地激发了学生的科学兴趣，并极大地优化了学习过程。此外，本研究还针对智慧课堂在实施过程中所遇到的挑战，提出了相应的解决策略，从而为智慧课堂在小学科学教育中的广泛应用提供了实践指导和理论支撑。

【关键词】 智慧课堂；小学科学；探究式学习；教学模式；创新能力

智慧课堂，作为信息技术与教育教学深度融合的典范，已逐渐成为教育改革的新热点。智慧课堂依托大数据、云计算、物联网等先进技术，构建了一个集智能化、互动化、个性化于一体的学习环境，为传统教学模式带来了颠覆性的变化。在小学科学教育中，探究式学习是一种强调学生自主探索、发现知识、解决问题的学习方式，与智慧课堂的核心理念不谋而合。因此，探讨智慧课堂环境下小学科学探究式学习模式的构建与实施，对提升小学科学教育质量、培养学生的科学素养具有重要的意义。

一、理论基础

（一）探究式学习理论概述

探究式学习，亦称研究性学习（Hands-on Inquiry Based Learning），是一种以学生自主探索、发现知识及解决问题为核心的学习方式。它积极倡导学生的主动参与，鼓励学生在类似学术研究的情境中，通过动手实践、亲身体验，经历观察、提问、规划、数据收集、分析解释及得出结论等一系列过程。这一过程不仅有助于培养学生的自主学习能力，还能激发他们的合作探索精神和创新能力。探究式学习以其主动性、实践性、综合性和开放性等特点，成为当前课程教学理论界与课程改革实践共同聚焦的核心议题。

（二）小学科学教育的目标与发展趋势

小学科学教育的核心目标在于帮助学生掌握科学概念，学会科学方法，培养科学态度，并全面提升科学素养。随着教育改革的不断深化，小学科学教育正呈现出以下几大发展趋势：一是更加注重培养学生的科学探究能力和创新思维能力，以应对未来社会的挑战；二是强调科学教育与日常生活的紧密联系，注重其实践性和应用性，使学生能够将所学知识应用于实际情境；三是积极推动信息技术与科学教育的深度融合，构建智慧化的学习环境，为学生学习提供更为丰富和便捷的资源；四是加强教师队伍建设，着力提升教师的科学素养和教学能力，以确保科学教育的质量。这些趋势为智慧课堂在小学科学教育中的广泛应用提供了广阔的舞台和无限机遇。

（三）智慧课堂促进探究式学习的理论基础

智慧课堂凭借其智能化、互动化和个性化的显著特点，为探究式学习提供了强有力的支撑。首先，智慧课堂充分利用大数据和人工智能技术，能够精准分析每位学生的学习需求和学习风格，进而为每个学生量身定制个性化的学习路径和资源推荐，从而有效满足学生自主探究的迫切需求。其次，智慧课堂还提供了丰富多样的互动工具和交流平台，这些工具和平台不仅支持学生之间的合作学习，还便于教师对学生的学习结果进行即时反馈，从而极大地提升了学习过程的互动性和协作性。

■

二、智慧课堂环境下小学科学探究式学习模式的构建

■

智慧课堂环境下的小学科学探究式学习模式，堪称现代教育理念与技术完美融合的典范。这一模式以信息技术为强大驱动引擎，不仅巧妙融入了智能化的教学管理与精准资源推荐，还通过高效的互动平台极大地促进了师生之间、生生之间的即时交流与互动，从而显著提升了学生的参与度与互动积极性。个性化学习路径的精心设定，更是让每位学生都能根据自身的学习节奏和能力水平稳步成长，真正实现了因材施教的理想。

在资源方面，智慧课堂汇聚了丰富多样的数字化教材、生动直观的实验演示视频以及仿真度极高的虚拟实验室等多元化学习材料。同时，它还积极整合社区科普资源，进一步拓宽了学生的知识视野。更为重要的是，智慧课堂鼓励学生积极参与资源创作，如自制科学小报、实验视频等，这一举措极大地激发了学生的创造力与探索欲，让他们在创作过程中不断巩固和深化所学知识。

在教学流程上，该模式始终强调问题导向，通过精心设计的问题情境，有效激发学生的好奇心与探究欲。合作探究环节则鼓励学生以团队形式协作，共同攻克难题，这一过程不仅培养了他们的协作能力，还锻炼了批判性思维。在成果展示与反馈评估环节，学生不仅有机会充分展示自己的学习成果，还能通过来自多方的评价，促进自我反思与成长。最后，在总结拓展阶段，教师引导学生将所学知识灵活应用于新情境，从而实现知识的深化理解与迁移，进一步提升了学生的综合素养。

三、智慧课堂环境下小学科学探究式学习的挑战与对策

（一）技术应用障碍与解决方案

在智慧课堂环境中，技术设备的稳定性和可靠性是确保教学顺畅进行的关键要素。然而，设备故障、网络波动等问题时有发生，这无疑对教学效果产生了负面影响。同时，部分教师和学生对智慧课堂中的技术工具和设备操作不够熟练，这不仅降低了使用效率，甚至可能拖慢教学进度。针对这一挑战，学校应建立完善的设备维护制度，定期对智慧课堂中的技术设备进行全面检查和及时维修，确保其始终保持正常运行状态。此外，制订应急预案也是必不可少的，以便在突发故障时能够迅速应对。为了提升教师和学生的技术能力，学校应提供必要的技术培训和支持。这可以通过举办培训班、工作坊等形式进行集中培训，也可以通过在线教程、视频教学等方式提供个性化指导。

（二）教师专业发展路径

探究式学习要求教师从传统的知识传授者转变为学习的引导者和协助者，这一转变对教师的教育理念和教学方式提出了新的要求。随着科技的不断发展，教师需要不断更新自己的专业知识和技能，以更好地适应智慧课堂环境的教学需求。为此，学校应为教师提供持续的教育和培训机会，包括参加研讨会、工作坊、在线课程等，以帮助他们及时更新教育理念和教学方法。同时，鼓励教师进行教学研究和反思，积极分享教学经验和教训，共同探讨适合智慧课堂环境的探究式学习模式。

（三）学生自主学习能力培养策略

在传统的教学模式下，部分学生习惯了被动接受知识，缺乏自主学习的能力和习惯。然而，在探究式学习中，学生需要具备较强的学习动力和兴趣才能持续投入学习。为了解决这一问题，教师可以通过设计有趣、实用的探究任务和问题，来激发学生的学习兴趣和好奇心，引导他们主动参与学习。同时，教授学生科学的学习方法也是必不可少的，类似于如何制订合理的学习计划、如何进行有效预习和复习等，这些都能帮助他们提高自主学习能力。此外，通过小组合作、项目探究等形式，鼓励学生之间的合作与分享，不仅能培养他们的团队协作能力，还能提升他们的沟通能力。

（四）资源共享与平台建设

部分学校和地区由于经济条件和技术水平的限制，无法为所有学生提供优质的教学资源。而在智慧课堂环境下，教学资源的种类和数量繁多，如何有效整合和利用这些资源成为一个亟待解决的问题。为了应对这一挑战，学校应加大对优质教学资源的投入力度，积极开发适合小学科学探究式学习的数字化教材、教学视频等资源。同时，通过建立资源共享平台，实现教学资源的共享和流通，为教师和学生提供更加便捷的资源获取途径。此外，根据学生和教师的实际需求，优化教学资源的配置和使用方式也是至关重要的，这样才能确保资源的有效利用和最大化价值发挥。

四、实证研究设计与实施

（一）研究对象与方法选择

本研究精心选取了某小学三至六年级的学生作为研究对象。这些学生正处于科学探究能力培养的关键时期，且已经具备了基本的实验操作能力和信息技术应用能力，因此非常适合在智慧课堂环境下开展探究式学习。

在方法选择上，本研究综合运用了多种研究方法。首先是文献研究法。通过广泛查阅国内外相关文献，深入了解智慧课堂和探究式学习的研究现状、理论基础及实践经验，为本研究提供了坚实的理论支撑和实践指导。

其次是问卷调查法。精心设计问卷，对研究对象进行前测和后测。通过前测了解学生在科学探究能力、信息技术应用能力等方面的现状，后测则用于观察实验后学生的变化，从而更准确地评估教学效果。

最后是实验研究法。本研究采用准实验设计，科学设置实验组和对照组。实验组在智慧课堂环境下进行探究式学习，而对照组则在传统课堂环境下接受教学。通过对比两组学生的表现，可以直观地揭示两种教学模式的效果差异。

（二）实验设计与分组说明

本研究采用了两组前后测的实验设计，以确保实验结果的准确性和可靠性。实验组学生在智慧课堂环境下进行探究式学习，而对照组学生则继续在传统课堂环境下接受教学。在选取样本时，本研究特别注重班级的均衡性，并通过随机分配的方式将学生分为实验组和对照组。

在数据收集方面，本研究综合运用了问卷、观察、访谈和成绩记录等多种手段。实验过程中，不仅定期进行各项检查，还通过课堂观察深入了解学生的实际情况，同时积极收集学生的反馈意见。这些数据为教学策略的调整和技术支持的优化提供了有力依据。

此外，本研究还特别关注学生的情感需求。在教学过程中，教师不仅注重知识的传授，还积极关注学生的情感变化，及时给予关爱和支持。这些措施有效地确保了实验的有效性和结果的可靠性。

五、实证研究结果分析

（一）学生学习成效对比

经过对实验组与对照组学生的考试成绩和测试成绩的细致对比，发现实验组学生在科学知识掌握方面展现出了明显的优势。这一优势可能得益于智慧课堂环境下的探究式学习模式，该模式更加注重学生的主动探究和深度学习，从而有助于学生更全面、更深入地理解和掌握知识。此外，智慧课堂所提供的学习资源和工具也为学生开辟了更多的学习途径，无疑为提升学习效果提供了有力支持。

实验组学生在探究能力方面的提升尤为显著。在智慧课堂环境中，学生们通过积极参与探究活动、完成实验任务等实践环节，逐步培养了观察、提问、假设、实验、分析等科学探究能力。这种能力的提升不仅能助力学生在当前学习阶段取得优异成绩，更能为他们未来的学术研究和探索奠定坚实基础。

在创新能力方面，实验组学生同样展现出了良好的发展潜力。智慧课堂环境下的探究式学习积极鼓励学生独立思考、勇于创新，并为他们提供了展示创新能力的广阔舞台。通过参与富有创新性的实践活动和项目，学生的创新思维和创新能力得到了有效锻炼和显著提升。

（二）教师教学行为与教学反思

在智慧课堂环境下，教师的教学行为发生了显著转变。他们不再仅仅扮演知识的传授者角色，而是更多地成了学生学习活动的引导者和协助者。在教学过程中，教师们注重激发学生的好奇心和探索精神，鼓励学生主动探究、发现知识。

教师在教学过程中始终保持着反思与调整的态度。他们密切关注学生的学习进展和反馈意见，根据实际情况及时调整教学策略和方法，以满足学生的多样化需求。此外，教师们还积极参与教学研讨和交流活动，不断学习和借鉴其他教师的宝贵经验和方法，从而不断提升自己的教学水平和能力。

（三）智慧课堂应用效果评估

智慧课堂环境下学生的学习积极性得到了显著提升。学生们更加积极地参与课堂活动，与教师和同学之间的互动也变得更加频繁和深入。这种高参与度不仅极大地激发了学生的学习兴趣和动力，还有助于提升他们的学习效果和综合素质。

智慧课堂还为学生提供了个性化的学习路径和资源。借助数据分析和学习诊断等先进技术手段，智慧课堂能够精准地根据学生的学习情况和需求，为其量身定制学习计划和资源推荐。这种个性化的学习路径能够充分满足学生的不同需求和兴趣点，进而提高他们的学习积极性和效果。

■ 参考文献：■

［1］ 刘程. 智能技术赋能教育：构筑“互联网+”高校智慧课堂教学新样态［J］. 中国成人教育，2023（15）：40-45.

［2］ 董学礼. 探讨高校智慧体育教学环境与课堂建设模式［J］. 体育风尚，2024（09）：59-61.

［3］ 王一岩，郑永和. 面向智慧课堂的教育情境感知：价值定位、特征模型与实践框架［J］. 电化教育研究，2021，42（11）：84-91.