科学探究活动是以问题为中心的学习活动。开展科学探究学习必须抓住两个关键点:一是问题的设计,因为问题是探究式学习的核心和灵魂;二是探究材料的准备,因为必要的、充分的材料是开展探究、解决问题的物质基础。在实践中我们发现,随着现代教育技术的普及,许多教师自觉地将多媒体技术应用于科学探究活动。因此,如何运用现代教育技术解决小学科学探究活动材料准备困难的问题,成为有意义的研究课题。
● 小学科学探究材料准备面临的问题
小学科学是一门综合性很强的学科,涉及物理、化学、生物、地理等学科的基础知识;同时,它又是一门实践性很强的学科,建立在探究活动的基础上。在引导小学生进行科学探究活动的过程中,科学教师普遍反映探究材料准备困难的问题:活动涉及的材料杂、需要的材料碎、必要的材料缺、准备的材料“无结构”等。在调查中我们还发现,科学教师在材料准备阶段遇到困难时采取的教学行为不同:接近77%的教师会想尽办法去找材料;在材料找不到的情况下,有7.7%的教师会选择放弃这部分教学内容,46.2%的教师会选择用替代材料,有46.1%的教师会改变教学形式。
● 现代教育技术与科学探究活动整合的理论基础
首先,现代教育技术的应用可以为探究活动提供丰富、感性的观察材料,解决科学探究材料不足、材料受时空限制的问题。科学课堂离不开观察与实验,观察与实验又离不开“有结构的”材料。“材料引起学习、材料引起活动”是科学探究活动的主要特征和重要环节,也是提高科学教学有效性的重要渠道。基于网络的多媒体教学课件与科普影像资料,可以为学生的观察探究提供足够丰富、生动的学习材料。
其次,利用多媒体技术可对科学探究过程中的各类教学信息进行有效地组织与管理,解决材料“无结构”的问题。多媒体一般都采用超文本的方式来管理教学信息,以节点为单位,在节点之间通过关系链来连接,形成网状的信息结构,使呈现的探究材料符合学生的认知结构,便于学生在探究活动中建立起一些科学概念和认知模型,进而提高学生科学探究的效率。
● 现代教育技术在科学探究活动中的优势
利用现代教育技术视听渠道的优势,对学生多种感官的刺激,可以促进其对探究材料感知的兴趣,并有利于学生感知材料的深刻性。另外,多媒体的可编辑性,使数字化的信息便于修改,使科学探究材料更容易呈现“有结构”的特点;海量的网络信息,可以突破时空、地域的限制,使探究材料的内容丰富、生动、形象,适宜小学生的认知特点;多媒体具有的非线性、无结构化的特性,更符合人的思维特点,适用于在科学探究活动中,培养学生的发散性思维。
● 现代教育技术在科学探究材料准备中的应用
现代教育技术在科学探究活动中的应用日趋广泛,如何运用技术手段优化教育、教学过程,以提高教育、教学的效果、效率、效益,正成为教育技术运用的关键。在科学探究活动中,现代教育技术正发挥着越来越大的作用。
1.提供模拟现实世界或想象世界的情形,引起学生学习的兴趣。例如,新课标教材中的第一课《亲历科学》,展现的是一个美丽、神奇的大自然。其中有大大小小、形态各异的动物;有千姿百态、争奇斗艳的植物;还有风雨雷电、日月星辰等自然现象。这是超自然的画面,也只有借助现代教育技术的手段,才能将这些事物融合在一个特定的情境中,并通过声音、图像刺激学生的多种感官,吸引学生的注意,激发学生的学习兴趣。
2.呈现学生可以观察、操作的学习情境。信息技术可以利用文字、视听信息来模拟现实情境,让学生观察;通过信息技术的人机界面设计,学生可以控制观察材料的范围、角度、距离等。这样,有利于学生按照自己的需要进行观察,形成自己的认知。除了观察,有些课件还能为师生提供虚拟的实验室环境。例如,“仿真化学实验室”,真实实验室里的试管、酒精灯等实验仪器,在这个虚拟的环境中应有尽有。学生利用该课件,可以自由、安全、重复地进行化学实验。
3.提供丰富的科学探究信息资源。基于信息技术平台,学生可以自己收集信息、进行分析、形成结论