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寻找信息技术与小学科学整合的有效路径

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来源:中国教育报

 目前,信息技术与小学科学课程如何有效整合,是我们面临的一大教学难题。

  发挥技术优势,激发学生兴趣

  信息技术可以融视觉、听觉于一体,把文字、声音、图形、图像等信息以动态或静态的形式展现在学生面前。这些形式多样的信息对学生具有很强的吸引力,能使学生尽快进入教师所创设的学习情境中。

  如“食物链”相关内容是粤教版六年级《科学》上册的内容,由于该课内容不适合开展实验研究,动植物之间的食物链联系无法在课堂上通过实物观察得出,传统的教学方法很难激起学生探究的兴趣,而运用信息技术手段则能很好地解决这一问题。科学老师在教这一课时可这样利用电脑课件进行教学设计:屏幕上出现一片森林,蚊子正在自由自在地飞着,一只青蛙一口把它给吞了,这时一条黑蛇趁着青蛙不注意,向青蛙发动了攻击,把青蛙吃了。突然,一只巨鹰从天空俯冲下来,以迅雷不及掩耳之势向蛇扑去,把蛇又给吃了。通过这样的情境创设,学生能形象地看到害虫、青蛙和蛇、鹰之间的食物链关系,从而自然地进行食物链的研究。

  虚拟实验与模拟仿真

  虚拟实验是运用信息技术手段来模拟自然实验,它是对实验教学的有效补充。由于小学生的年龄比较小,对什么都好奇,因此在设计教学实验的时候,必须对学生的安全问题进行考虑。此外,小学生手的发展还不充分,对细微事物的感知性差,控制能力也差,这就给动手实验带来了一定的困难。而通过虚拟实验就能够解决小学科学课中实验的种种困难。

  教材中的许多活动与实验,都可以通过信息技术达到比较理想的教学效果,避免学生在实验中出现安全事故,同时也能提高实验的效率与准确性。

  一位科学教师在教学电学这部分内容时曾遇到这样一个难题:有的学生电路图画得很成功,理论上应该能够让灯泡亮起来,或者能让一个三线开关发挥作用,然而由于实际操作技能的欠缺,导致电路不能工作,学生无法很快判断是自己的电路图出了问题,还是自己的实际连接出了问题。这位教师便应用了虚拟实验室:让学生先把自己的电路图在虚拟环境内完成连接,看看是否是电路图的问题。之后,在检测电路图无误的情况下再自己进行实际连接,这样便可以直观地判断出是否是连接上的问题,从而进行下一步的探究。

  小学生很喜欢从现实情景中学习,他们的知识学习依赖于具体情景,脱离具体情景的抽象知识,对于小学生来说是没有任何吸引力的。但在小学科学教学中,有些教学内容很难满足学生亲身经历的需要。如果通过信息技术模拟现实世界的真实环境,使得学生身临其境,对学生知识的建构有很大帮助。

  模拟仿真的教学情境,既能满足学生直观感受的需要,能观察到事物的模拟图景,同时又能节省宝贵的教学时间和教学投入。例如,地球从形成至今已有几十亿年,一些地质事件的发生、发展过程是漫长的,如板块的运动、岩石及化石的形成等动辄百万年、千万年甚至上亿年。与漫长的地质历史相反,另一些地质现象的发生却是快速完成的,如火山喷发、地陷、泥石流等现象的发生是迅速的。在短短的教学时间中让学生体验“漫长”和“瞬间”,只靠教师的表述、学生的想象,是很难达到效果的。通过模拟“快进”和“慢放”其发生过程,能为学生提供清晰的感性认识。

  数字化教学实验系统

  数字化教学实验系统是信息技术与小学科学教学整合的新兴研究领域,具有很大的开发空间和应用前景。数字化教学实验系统一般包括三个组成部分:传感器(探头)、采集器和计算机软件。使用中将传感器与采集器连接,采集器与计算机连接,传感器直接或间接地与被测的物体或物质接触,将获得的数据传到采集器,再从采集器传到计算机,计算机软件能将数据生成数据表、图像或者曲线。有的设备不需要连接计算机,将传感器与采集器相连,在采集器中就可以呈现测量出的数据。

  数字化教学的操作非常简便,小学生很容易掌握,在小学科学的实验教学中可以发挥很好的作用。它将看不到的现象用精确的、可视化的图像、图表或曲线表示,使学生可以清晰地看到数据的变化。如北京市宣武区自主开发的数字化教学实验工具电子测力计、测速计、电子计时跑道等,在教学中都得到了很好的应用。

  选对整合点是关键

  认真选择好信息技术与学科教学的整合点,是基础也是关键。以“变废为宝”为例,这节课的设计在一开始并没有像常规课那样照本宣科,而是以一句话为引题,将第一个整合点落在“天气的基本要素”,通过现场用手机拨打96121(无条件的老师就听天气预报录音),又通过课件上的一段段文字查找出“天气的基本要素”,由学生自己发现气象要素,利用动态步骤归纳,最后得出结论。第二个整合点落在“为什么要把温度计放在百叶箱里测量气温”,再利用对图表和图形的动态呈现让学生自己发现问题、设计方案、解决问题。第三个整合点落在“气温与人类生活和其他生物的关系非常密切”,采用课外两段录像和录音资料激发学生的思考。

(作者:周弘,单位:广东省佛山市顺德德胜小学)