合理利用数字化技术 促进学生自由生长

史振华

数字技术（Digital Technology），是一项与电子计算机相伴相生的科学技术，它是指借助一定的设备将各种信息，包括图、文、声、像等，转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”后，进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。由于它的精准度高、自主性强、互动化广等特点，越来越被各行各业重视和应用。小学科学教学中运用数字化技术教学也越来越广泛。通过网络探究、数据分析、团队合作等形式，受到深受师生欢迎。特别是学生在“互联网+”的环境下，由原来“教师讲，学生听”，变为“任务驱动，学生自主探究”的学习模式，改善了学习方式和习惯。而教师只是一种支架，帮助学生利用数字化技术进行科学探究，形成真实的概念。目前，科学教学中运用传感器、平板软件、实验操作平台、问卷星等技术可谓热火朝天，其中不乏出现“为了运用而运用”的现象，没有真正考虑教材研发和学生需求、资源整合等关键问题。笔者认为，在数字技术盛行的今天，合理运用数字化技术是关键，只有充分考虑到教材特点、使用价值和学生需求等因素，才能真正发挥数字技术的优势，改变学生探究的方式，全面促进学生自由生长。

一、价值取向明确，目标定位清晰

从哲学层面思考，价值取向指的是，一定主体基于自己的价值观，在面对或处理各种矛盾、冲突、关系时，所持的基本价值立场、价值态度以及所表现出来的实践品格。价值取向的合理化是人类进步的信念。因此，使用数字化技术进行科学教学，首先要思考其价值取向——为什么而用？如果通过一系列的数字化器材或手段，让教师提高教学设计能力，使课堂更精彩，这种价值取向是片面的。使用数字化技术其实就是更好地帮助学生去学，为学生开辟新的学习途径，改善学习方式，提高学习能力。数字化教学价值取向应该至少考虑三个层面内容：一是学生已经知道了什么？对于学习内容有哪些已有经验？有没有必要利用数字化技术学习？二是教材的知识点对学生的最近发展区有哪些提升的空间？三是使用数字化技术之后和没有用数字化技术对比，有哪些作用？如教学苏教版六年级上册《地球的表面》，光凭课文中几幅插图说明各种地球表面的各种地形，这种灌输式的教学不能促进学生主动学习。地形概念的形成是被动的、僵化的，因为学生大脑中对地理知识比较遥远，已有经验没有多少，要让学生主动获取地球表面的形态特征，没有亲身经历的探究性实验，难以形成真实的科学概念。这时，通过谷歌地球软件在互联网的环境下，主动搜索地球表面的各种地形，就显得非常有价值。另外，确定了使用价值后也要考虑本节课的教学目标，本节课的教学目标就是在能主动认识各种地形，利用模型、地图、卫星技术等手段来认识地形，体现科学与技术的融合。当学生利用谷歌地球软件搜索地形时，既是体验认识虚拟环境下的各种地形，又能体验现代技术对学习和科学研究的重要性。其学习价值油然而生，形成“我为什么要这样学习”的学习观。

二、资源整合有效，促进学生自主学习

在确定使用数字化技术进行科学教学的价值之后，我们就要考虑怎样合理使用，数字化技术已经触及科学教学的各个层面，如数字化传感器、数字化研究平台、微视频学习、问卷星调查学生前概念等，针对具体的教材和学生需求，我们至少要从以下方面进行实践和思考。

1.选择数字化资源，构建学习环境。数字化资源相当于教与学的工具，针对不同的教材特点，应该合理使用不同的资源。如《地球的表面》这课使用的数字化资源为：互联网环境、谷歌地球软件、截图软件、计算机教室、多媒体等。学生利用谷歌软件在虚拟环境下搜索自己想知道的地形名称，并且在软件中任意遨游地球表面形态，再用截图软件截出自己想要的地表形态图，这就是基于信息化环境下的自主学习。学生带着任务完全浸润在谷歌地球软件中，变教师的灌输式教为学生主动学习，建构地表形态相关概念，体验了技术革新给人类探索地球宇宙的新手段。

2.进行任务设置，驱动主动学习。数字化学习首先是引导学生明确自己的目标和任务，在学生需求的基础上，教师要搭建好支架，设置趣味性、挑战性的任务来驱动学生利用数字化技术主动学习。如学生利用谷歌软件搜索地表形态时的任务设置：一是打开“googlearth”软件，每组搜索一种喜欢的地形（溧阳伍员山、崇明岛、阿尔卑斯山、溧阳别桥、太湖、贵州梯田及自选）；二是调整搜索地形图片直至清晰，下载至桌面；三是记录搜索地形在谷歌软件中显示的海拔高度（周边四个数据）；

四是利用图片和海拔高度数据，讨论各组搜索的地形有什么特征； 五是学有余力的小组也可以继续选择喜欢的世界各个地方的地形特征，截图记录数据，展示成果。

通过这五个阶梯式学习任务可以看出，既有探索地球表面形态的体验性任务，又有团队合作学习的收集相关地形海拔高度的数据任务，真正引领学生用数据说话，形成科学的学习观。同时，对学有余力的学生又有选择性的学习任务，尊重学生需求，提高学生学习动力，相得益彰。学生对这种新型的学习方式兴趣浓厚，从原来的课文中获取图像知识，转变为利用软件主动建构概念，其学习价值明显。

3.实时数据收集，形成科学概念。张红霞教授在《科学究竟是什么》一书中明确指出：科学的性质就是尊重证据、尊重事实，具有可重复性，用数据说话。这些精辟的观点为科学教学指明了方向。教师要力求引领学生认识事实、收集数据，用数据说话，形成概念。在学生利用谷歌软件进行不同地形的搜索时，除了對地图上地貌特征的初步判断，最重要的是观察记录地图上地形的不同海拔高度，形成明确的地形特征。如当学生搜索“梯田”这一地形特征时，通过谷歌地图上梯田各个位置的海拔高度，记录出“703米、697米、691米、681米”四个不同海拔高度数据，学生很明确地分析出梯田的海拔高度是逐渐上升的，这种实时数据采集就是形成概念的证据。

三、数字化即时评价，形成学习源泉

科学课程标准强调通过评价来提高课程的实施能力，在数字化教学中，更要重视评价的功能，通过定性和定量评价来促进学生利用数字化技术主动学习。

1.数字化实时评价，推动学习进程。传统的交流学生实验成果是从口头发言、实物投影、照片等来实施，学生有时会忘记自己的探究过程，导致交流成果不明，引起概念混淆。在运用数字化技术评价学生实验成果时，可以利用微信、qq群传图，电脑主控展示等形式进行，实验过程逼真，具有时效感。如交流各组在谷歌地球软件中搜索的地形时，就可以利用计算机房里的师生电脑切换控制程序，教师利用软件切换到学生电脑，全班学生就可以清楚观察到某组学生搜索的地形特征，而且可以在谷歌地图上随意点击，观察不同高度的海拔数据。如学生交流高山时，就可以实时点击山脉的海拔高度，与丘陵山区的海拔高度进行比较，形成“高山”这一真实的地形特征概念。这种数字化实时评价作品的形式，就是推动学生学习进程的催化剂。

2.“问卷星”回顾过程，促进深入学习。在学生综合利用数字化软件学习完成后，有必要对学生的学习过程进行回顾和反思，促进其不断学习。如可以利用“问卷星”系统平台设置以下四个维度的调查问卷：一是能否会用谷歌地球软件搜索地形（A会搜索并会截图，B基本会搜索，C需要帮助）；二是能否会利用数据交流地形特征（A会观察分析海拔高度，B基本会分析，C需要帮助）；三是能否做一个地表模型（A会做模型能介绍，B基本会做，C需要帮助）；四是利用谷歌地球软件学习地球表面形态的性情怎样（A很高兴，能分享成果，B心情一般，C需要帮助）。以此引导学生打开电脑桌面“问卷星”平台系统，根据自己的自主探究情况及时反馈。从上述评价系统可以看出，既有对学生学习过程的评价，评价主体多元化，有自评、组评和总评，还可以看出自己需要努力的方向，这种数字化即时评价能够及时简洁、明了地帮助学习回顾学习过程，量化评价自己的学习成果。同时引导学生画出利用谷歌地球软件学习前后的心情曲线，真正从情感态度价值观出发，对学习过程进行自我监控、自我认知，形成不断建构新知的学习源泉。

总之，对于教师来说，数字化技术是一种新型的教学形式；对于学生来说，是一种新型学习方式。这种学习方式是主动的、扩散的、经验累积上升的。作为教师，不能单独把数字化技术当作资源，更要重视学生利用数字化手段主动学习，打破封闭式的学习环境，拓宽学习空间，提升学习能力，促进学生自由生长。