信息技术与小学科学深度融合的实践与反思

邢伟

《中国学生发展核心素养》中提到的科学素养，包含科学精神和实践创新。科学精神，主要是个体在学习、理解、运用科学知识和技能等方面所形成的价值标准、思维方式和行为规范，包括三个方面：理性思维、批判质疑、勇于探究。实践创新主要是问题解决和技术应用。小学教师在教学中要注重引导学生开展探究式学习，在动手参与的过程中，让学生主动建构知识，领会其中的思想与方法，在实践中培养创新意识与能力。在小学科学课堂上，除了探究实验，还可以采用实地观察、调查、跨学科学习、利用数字化信息技术等方式，培养学生的理性思维能力、勇于探究精神、问题解决能力等科学精神和实践创新素养。

青岛版五四制小学科学教材第一单元“植物的生活”，这单元的内容是在小学科学课程标准中的生命科学领域的内容，课标要求学生列举当地的植物资源，说出植物的某些共同特征，尤其是与人类生活密切相关的植物;要求学生在学习中学习观察和简单归类的方法，初步认识生活中常见的植物，认同生物多样性。教师需设计有助于激发学生了解和认识自然界的兴趣的教学活动，帮助学生初步形成生物体的结构与功能、多样性与共同性相统一的观点，形成热爱大自然、爱护生物的情感。

一般课堂的做法是按照课时按部就班地上完这一单元，植物的六大器官是在课堂单独进行的、内容是割裂开的。学生对一棵（种）完整植物的认识仅仅存在在课本上，并没有将所学知识学以致用去整体观察、应用，对更多植物进行观察、了解。课堂教学中受时间、地点、空间等因素的限制，无法进行现场观察，或课后的观察效率不高。

《教育信息化2.0行动计划》指导思想中明确指出：“建设人人皆学、处处能学、时时可学的学习型社会，实现更加开放、更加适合、更加人本、更加平等、更加可持续的教育。”信息技术的发展，让学科教学发生了改变。小学科学的课程标准中提到，科学来源于生活，又服务于生活。在小学科学课堂教學中，教师可以结合相关的生活化的教学内容，用信息技术提供资源环境，打破书本作为知识来源的限制，走进校园生活中，扩充教学知识量;拓展学习方法，提供给学生自主学习的时间与空间，让学生在自主探究、讨论、交流、反思的过程中，促进自主学习能力、动手操作能力、实践创新能力的提升，同时学生的科学素养也会得到提升。因此本文以“植物的生活”教材为蓝本，结合学校的植物分布和数学统计的相关内容，整合设计了“构建校园‘植物地图”的课程。课程通过创设真实的学习情境，以制作“植物地图”为内容，以学生为中心，基于多种信息技术手段开展相应的科学探究，提升学生对植物知识的认识，帮助学生更好地学习科学知识、提高学习兴趣和学习能力。在本研究中，将信息技术与小学科学进行深入融合，所使用的软件包括ForClass知慧云教学平台、形色APP软件、人人通网络学习空间。

一、现状分析

ForClass知慧云教学平台是一个基于平板的移动教学系统，它具有功能强大的备课授课系统，灵活授课，让教师走下讲台，更多地关注学生，基于课堂互动及时获取教学反馈，改进教学方法;学生随时随地按需学习，智能诊断快速聚焦学习问题，强化练习突破，记录个性化学习路径，了解自己让学习事半功倍;课堂教学行为与作业测评结果实时记录汇总，为教学评价提供可靠依据，科学评估教育教学质量，提供针对性分析报告，实现以评促教、以评促学。形色APP软件是一款介绍植物的软件，可以给学生介绍植物信息，通过拍照的形式，帮助学生识别不认识的植物。人人通网络学习空间是基于教育云平台的一个学习空间，学生每人都有独立的账号，通过“我的班级”模块，可以对班级通知、班级资源、班级圈、学生成绩、教师寄语、问题解答等内容进行设置。教师通过班级资源向学生提供相应的微课视频，学生通过自己的空间上传作品，方便评价者进行评价。在云平台中这些可操作性评价方式，让每一个学生把课堂中学到的知识运用到实际生活中，学以致用。在本文中借助上述信息技术手段辅助学生科学知识的学习，将信息技术与小学科学课程进行融合，将科学课堂转移到校园、家庭，帮助学生提升科学素养。

通过整合的“构建校园‘植物地图”的课程，笔者借用平板电脑的形色APP软件和教学互动软件ForClass平台以及人人通网络学习空间，开展小组合作学习，实现信息技术与科学课深度融合，教师不再只是文本、PPT等演示文稿的演示，而是采用参观体验、交流讨论、实验探究等方法组织教学。活动整合生活、科技、数学、教材内容，以探究模式为核心，将信息技术手段融合到整个的教与学的过程，给学生提供主动学习与探究的资源与环境，从而培养学生的合作学习能力与科学探究能力等。

二、信息技术与小学科学深度融合的典型课例

下面，笔者就以“植物地图”主题活动为例，探讨信息技术在小学科学课堂中的有效应用和高效融合。本活动借鉴混合式学习教学模式的课前、课中、课后三个环节，由于笔者所在的学校科学课两节连排，因此安排第一节课的教学内容为课前环节。

（一）课前开展有效探究活动

兴趣是最好的老师，学生的天性就是喜欢有趣、奇特的事物，动手实践是学生探究学习的源泉。课前，教师给予学生探究任务：利用形色APP，观察并识别校园植物特征与种类。探究形式是：小组合作，每名学生一台平板电脑。具体活动如下：教师通过ForClass平台推送“植物地图”的主题活动，每个小组完成一个校园区域“植物地图”的绘制工作（由多个分任务组成），并介绍各项分任务的内容及完成的标准。教师为学生推送学习资料包，学生复习植物的相关知识后，明确“植物地图”包含的植物内容。教师通过ForClass平台推送形色APP软件使用方法的微视频，学生观看后并小组讨论形色APP的使用注意事项。带着明确的任务，各小组规定的（分工负责的）校园片区拍摄植物，并利用形色APP软件识别植物并截图保存。在这个环节中，教师跟随学生一起走进校园，学生遇到的问题时可以现场询问教师，也可以发表在人人通班级平台中，教师可以及时解决。在实际探究学习的过程中，充分发挥了学生的自主学习性、小组合作的有效性，学生认识植物的茎、叶、果实等身体器官，对校园中常见植物进行进一步了解，初步感受分类的好处，极大地拓展学生的认知、培养学生的学以致用能力，体现信息技术的工具性。

（二）课中展示个性学习成果

经过了课前一节课的探究，在第二节课的课中学生以小组为单位绘制“植物地图”。在绘制“植物地图”时，教师给予学生提供脚手架任务单，为学生提供可以自主创作、合作探究的氛围，借助ForClass平台及平板电脑的互联网络等学习资源与环境，方便学生学习和思考。小组完成基本的绘制任务后，并利用ForClass平台开展作业提交，教师现场得到反馈数据，针对学生的集中失误点，教师适时进行补充，进行植物知识的综合学习。在这个过程中，教师可以对学生的学习资源和学生的学习情况进行管理，及时调整课堂的教学流程。将合适的信息技术手段融入课程，用技术支持教学，让教学形式更具有多样性。

（三）课后创生多种交流方式

课后教师利用人人通平台为学生布置观察性作业和实践性作业。学生利用形色APP软件拍摄小区、公园、外出游玩等生活中不认识的植物上傳至人人通平台上，教师和学生可以进行查看，并发表自己的观点，相互沟通;教师布置主题实践性作业，如让学生为校园植物挂牌、查阅本市的市花或市树的有关资料、写关于“我与植物”的故事、制作关于植物文化手抄报等，鼓励学生通过实践应用，进一步巩固提升所学知识。在活动中，教师也提供关于制作挂牌的视频与方法，学生在人人通平台中，上传自己的活动过程，学生之间可以相互评价，教师也可以平台上给予学生指导和鼓励。这个环节的设计，能有效促进学生的学习动力与动机，调动学生学习的积极性，培养学生主动学习的意识，让学生对学习内容有更深入的认识，对问题有了深度的思考。

三、信息技术与小学科学深度融合的思考

（一）拓宽课堂的深度和广度，培养学生学以致用的能力

学生走进校园，身临其境，了解身边的植物，将课堂搬到校园，这就拓宽了课堂教学的广度。利用形色APP这一环节，方便准确地了解植物信息，这是把校园自然资源转化为科学学习资源的首要过程。利用人人通网络平台，获取相关知识，并引申到校园植物的认识中。形色APP的有效调用，拓展了课堂教学内容，使学习由课内自然而然延伸到课后的自主活动中，将各种可以辅助学习的信息技术手段应用到教学活动中，学生的学习方式发生了改变，由原来的被动的、静止的，转变为主动的、合作的状态，这也促进了教学活动中学生的主体地位，也增加了学习的趣味性和生动性，潜移默化地培养学生的科学素养和信息素养。信息技术拓展了课堂教学任务的深度，课堂展示的过程就是学生生成性资源。多样化的学习方式激励更多学生思考和创新，为学生创造了更开放、更多样的学习环境，将知识、技术的学习融合日常生活中，解决生活中的实际问题，在这样的真实活动下，学生的科学素养和信息素养得到全面的提升。

（二）开展深层次互动，实现师生、生生互动，打造高效课堂

整个教学活动分为三个环节，课前的校园探究与拍摄，学生带着任务走进校园、探究校园，开展个人、小组之间的探究活动;课中交流探究成果，并完成个性化的探究成果绘制任务;课后走进更多生活，了解更多植物知识，拓展知识，这样的交流更鲜活、更持久，学生记忆更持久，互动层次更深刻，有效地帮助学生建构新的知识。由于人手一台平板电脑，学生可以在人人通网络平台上阅读相关材料，可以在平台上交流自己的思考。在ForClass互动课堂中，学生通过参与教师发布的活动，提交作业，课堂反馈及时准确，提高课堂效率;这样的互动活动保证了学生人人参与的热情，课堂参与度高，课堂氛围融洽和谐。传统课堂中，生生互动较少，借助信息技术手段便于互动的开展。教师对学生的平台交流内容随时跟进，随时快速呈现难点，以帮助学生及时解决问题。教师可以根据课堂实际情况对课堂目标适时调整，最大限度适应全体学生;课堂上，教师给予学生更多展示机会，技术的协助能有效辅助教学重难点的突破，加强了师生之间的深层次的互动，打造更高效的课堂。

（三）开阔师生视野，培养学生自主探究意识和能力

校园中的植物资源种类繁多，学生仅仅靠课本中的知识，未必能全部认识，并了解其特点。对有的植物，教师也存在不认识的现象，而借助形色APP软件，既能提升教师的知识储备，又能给学生提供一个快速了解植物信息的渠道。另外，形色APP还有拍照上传的功能，即使出现未识别的植物，仍能让更多的专家学者看到，并做出解答。通过这样的途径，师生的知识视野不断得到拓展。这个过程，学生需要在信息化的环境中对科学知识进行充分的理解，学生难免会遇到问题，应及时组织小组的协作学习、交流，教师根据情况参与学生的协作学习中，学生小组是异质结构的，小组成员之间是可以相互启发、指导的。在小组协作学习的过程中，在讨论、交流中，让学生思维动起来，促进对数学问题的思考。教师应密切关注学生的学习与探究过程，并适时地为学生的探究过程进行指导。在整个教学活动中，教师借助各种信息技术手段，给予学生探究学习的机会，提供学习资源、学习策略的指导，采用个人自主探究和小组协作交流相结合的形式，在探究、预测、交流、解释的过程中，锻炼学生的合作、思考和探究能力。

（四）学生在学习过程中的主体地位有利于提高学生学习的积极性

教学过程要强调学生个人的自主探究、小组的协作学习。教师借助信息技术手段、校园植物资源，为学生提供合适的科学探究体验，激发学生的学习动机。在探究阶段，学生在“ForClass”课堂交互平台、形色APP、人人通网络学习空间环境中，完成校园“植物地图”的绘制，将科学知识建立与校园实践的联系，经过个人思考、小组探究，在不断的编程与修改过程中，对问题进行深度思考与探究，提高学生的学习积极性。整个教学活动都非常重视学生的学习参与。由开始的“创设情境，提出问题”阶段，选择以建立与生活直观问题的联系，回忆所学知识，进入学习状态，要保证学生的参与。在探究的过程中，给每个学生提供动手实践的机会，这个阶段更多的是需要学生之间的小组合作、讨论、互助、绘制，在这样的小组互动过程中，学生的参与面比较广，并且有了深度，学生逐渐开始对问题有更深入的思考，逐渐促进学生实践创新素养的提升。

随着教育教学理念和信息资源、环境的不断变化发展，传统的学习方式已经不能满足现代教育的需要，在教育教学中，教师要结合学科知识，深度融合信息技术，不断培养学生的科学素养和信息素养，适应二十一世纪发展的需要。本研究基于平板中“ForClass”课堂交互平台、形色APP、人人通网络学习空间，运用实地法、观察法、讨论法等，使学生在自主、合作、探究的氛围中发现问题和解决问题，促进学生的科学精神、实践素养和信息素养的提升。

（宋行军）