基于ClassIn平台的小学科学教学设计与实施——以科教版三年级《磁铁的两极》为例

耿春林 上海市宝山区第二中心小学

小学科学课程是一门探究性、实践性很强的学科。2022 年版《义务教育科学课程标准》指出，要“设计学生喜闻乐见的科学活动，创设愉快的教学氛围，激发学生学习动机”，强调要“以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与、动手动脑、积极体验”。这意味着互动、交流、实验应是小学科学课堂的常态。然而，2022年3月12日起，全市中小学再次全部调整为线上学习。空间的阻隔使得我们无法像在传统课堂中一样与学生进行充分的互动与交流，器材的缺乏更无法进行有趣的实验。在这样的情况下，如何有效保障科学教学的有效性，实现线上教学与线下教学在培养学生科学素养，实现学科教学价值上的“实质等效”，就成为教师需要认真思考的命题。笔者认为，线上教学的质量，既需要科学有效的信息化教学平台支撑，也需要教师彰显专业智慧的教学设计和实施。笔者以ClassIn 教学平台为载体，探索了小学科学教学的有效设计和实施之道，并据此对线上线下教学融合问题进行了思考。本文以科教版三年级《磁铁的两极》一课的教学为例，呈现笔者的思考与探索。

一、反思：线上教学的共性问题及其破解之道

随着计算机、互联网、大数据等的运用，信息技术与教育的契合程度在不断提升，由此带来的线上教学成为一种近年来颇受关注的新型教学模式。但是，从中国的实际情况看，线上教学的普及很大程度上是由于新冠肺炎疫情的影响：2020 年年初，为应对新冠肺炎疫情，教育部制定出台了《关于疫情防控期间以信息化支持教育教学工作的通知》等文件，明确提出要以信息技术为支撑实现停课不停学，停课不停教。应该指出的是，在这场席卷全国的线上教学尝试中，广大教师的信息化教学设计与实施能力有了很大的提升。然而，总体上看，尽管经过了大规模线上教学的洗礼，但是由于这种洗礼是在教师普遍还没有建构起适应未来教学的信息化素养的现实情况下进行的，线上教学等诸多问题依然没有得到解决，在线教学的互动不足、情感缺失、学生学习主动性欠缺、教学质量良莠不齐等问题成为一种普遍现象。从上海疫情防控期间的线上教学数据看，线上教学第一周后，笔者依然能够很明显地发现学生参与程度不高，上线率低，互动氛围不浓。进一步通过导师课堂访谈了解到，出现这一现象的原因是多方面的：一方面，线上教学期间，师生的互动场景较少，居家条件也限制了学生实验材料的准备与实施，影响了参与感和满足感，学生参与兴趣大大降低；另一方面，在很多家长看来，科学是副课，出于保护视力的角度，家长希望减少网课时间。也有部分学生独立居家，缺少监督及家长不擅长在线操作等因素加剧了线上教学存在的问题。

2）知识目标：准确掌握普通话的语音规范，包括声母、韵母、声调等发音技巧，克服方言语调发音上的问题；准确掌握普通话语汇规范，努力克服方言词汇；在不同场合能够快速组织语言，语言表达有条理，语速、语调和节奏恰当。

在笔者看来，不论是学科教学本身的问题，还是家长的问题，归根到底都要通过线上教学质量的提升来解决。在线教学的大多数时间里，学生的真实学习状态并不像在面对面教室中那样“举目可见”，很多学生表面上在参与课堂，实际上却游离于课堂教学之外。因此，要提升线上教学质量，最为核心的解决之道是要建构一种基于信息技术的“仿真环境”，让线上教学更加贴合线下教学的场景，让师生之间有更多的互动交流机会。只有通过关涉教学全过程的积极互动，才能更好地引发学生“在场”的意识，激发学生学习内驱力和参与度，从而提高线上教学成效。

我国医学研究生目前存在的主要问题是缺乏创新能力，在医学科学研究中，仅是证实他人研究结果的正确性或是停留在实验现象的表面，没有对进一步机制的深入探讨。而对于研究生这种缺乏创新能力的现象，主要原因在于对文献检索及应用在科学创新中的重要性认识不足，高等教育机构在这方面也缺乏足够的重视。薄弱的文献信息检索与利用能力导致科研工作者无法站在科学的前沿，更加无法进行科研创新。

二、设计：ClassIn平台的优势及其教学运用

伴随军改进程，应以装备领域顶层法规为龙头，加快推进装备保障法规制度的建设步伐，使各级装备部门的体制编制、职能作用、权力职责、业务关系、程序流程等有法可依；各级装备保障部门值班、会议、训练、演习等日常工作，以及考核、管理、报告、统计、保密等日常制度有章可循；各级装备部门的指挥、协调、实施等行动有法保障。防止权责不明、令出多门等制度性问题的发生，科学合理地划分、协调各级装备部门的任务，提高装备保障效率。军以下联勤保障单位的相关装备部门，还应丰富完善装备储备、装备训练、装备动员及各专业装备保障工作的规章制度，形成平战一体、切实可行的新时代装备保障法规体系。

虚拟实验室提供了光学、声学、力学、磁学等各种实验素材可供学生挑选。通过“实验模拟器”，宛如在线上构建了一个“云端实验室”，学生能够更直观地体验，感觉实验就在面前进行。传统的实验教学给学生的视觉感受大多是平面的、单一的。对于一些实验，教师播放视频或演示课件，显然是不够的，需要利用虚拟仿真技术模拟富有真实感、交互式体验的实验场景，通过自主操作，理解、掌握科学知识。例如，在探究磁铁不同部位的磁性强弱实验中，学生可以自主调用素材库中的素材，直观地看到条形磁铁和U形磁铁的两端能吸取很多回形针，而中间几乎吸不起回形针，从而得出磁铁的中间磁性弱，两端磁性强。这就很好地增强了学生的体验，提升了课堂教学效果。

三、实践：基于Classin平台的科学教学及其反思

运用ClassIn 平台，在教与学的每个环节中，教师都可以对所发布的资源或布置的任务设置相应的奖杯，对学生的平时表现进行量化，平台还可生成每一个学生的学习报告，实现对每一次学习情况的跟踪和评价。

线上教学不同于线下教学，教师对于学生参与课堂的状态有时候无法形成直观的把握，如何保障学生的课堂参与兴趣就成了极为关键的问题。考虑到小学生的身心发展特点，可以运用ClassIn 平台的奖杯激励功能，引发学生持续参与课堂的积极性。

ClassIn 教学平台，是一款从教学的专业角度出发设计的在线教室产品，也是全球首款真正意义上的“在线教室”解决方案。它凭借多路视频通信技术，以及完善的全球布点建设云通信系统，致力于在线教育技术的快速发展。它通过视频、通讯、云存储等先进技术，让学生和教师在远程也能获得身临其境的面对面授课体验，让“班级”的场景在线上得以立体化呈现。ClassIn 教室内独有的学生管理、互动电子黑板、板书共享、抢答器等功能，专为在线教学场景设计，被视作最接近“教室体验”的教学平台。

平时教师或助教可在花名册中点击奖励图标给台下学生发奖励，及时给予学生鼓励，激发学习的热情、学习的兴趣。例如，随时捕捉学生的一个小进步、一个闪光点，营造良好的学习氛围。对学生的良好表现及时发放奖杯进行鼓励；通过举手、抢答、上下台等功能，鼓励学生积极上台发言，发言学生可得到奖杯；分组讨论中产生思维碰撞，在生生互动中调动学生积极性；通过视频墙，实时观察了解学生听课神态，表扬专注的学生等。

（一）“答题器”教学前测，了解学情

要提升线上教学的成效，对于学生学情的了解是必不可少的。ClassIn 平台具有独特的答题器功能，可看到实时答题情况，包括答题人数、用时、答题率等。这样的前测，对于后续的教学设计有直接的引导作用。有了学生的这些学习行为数据，教师既可以对不积极预习的学生予以督促，也可以通过这些学习行为数据分析提供个性化学习资源，使不同学生的课前知识储备大致落在同一个区间，为顺利开展课程教学做好准备。

例如，在简单复习磁铁的特点以后，提问“磁铁不同部位的磁性强弱一样吗？”来了解学生的认知情况。教师可以通过“答题器”功能得到实时反馈结果。在课程教学中，通过数据笔者看到65%的学生猜测磁铁不同部位的磁性是不一样的，另外35%的学生有的猜测中间磁性强，有的猜测磁性一样强。在此基础上，通过分组讨论，引导学生设计实验、教师实验演示，然后说说发现的现象，最后得出结论。

（二）奖杯激励，激发参与兴趣

本堂课引导学生在观察中发现问题，提出问题，对问题作出推测，然后引导学生设计实验，通过教师演示实验获取证据，用证据来检验推测，从而体会认真实验、细致观察的重要性，为了更好地达成学习目标，指导学生在探究活动中注意收集数据，利用数据验证磁铁的两个磁极磁力最强作为教学重点。

《磁铁的两极》是科教版三年级第二学期第五单元《磁极与指向》第一课时的内容。本节课安排三个活动：探究磁铁上不同部位磁性的强弱，建立磁极的概念，了解磁极间相互吸引、相互排斥的性质，并了解磁铁能指示方向。磁铁是学生喜闻乐见的玩具。三年级的学生对于磁铁已有初步的、零散的认识，加上一年级的学习，他们大部分已经知道磁铁能吸铁质的物体，但是也有部分学生由于遗忘或者其他原因没有接触过，已经说不清楚磁铁的特点。

和血胶囊为皂矾与麸炒苍术两味中药经粉碎加工而制成，具有健脾燥湿、补气生血的功效，常用于治疗脾胃虚弱、气血不足、面色萎黄、心悸乏力、缺铁性贫血等症[1]。和血胶囊原标准收载于卫生部药品标准《中药成方制剂》第19册，标准编号：WS3-B-3609-98[1]。原标准只有显微鉴别对苍术药材、化学反应方法对皂矾进行质量控制，其专属性不强，且缺乏定量检测指标，难以真正控制成品的质量。按照国家药监局“国家药品标准提高研究课题任务书”（项目编号158号）文件要求，对和血胶囊的质量标准进行全面修订与提高。

基于以上分析，笔者拟定了四个教学环节：创设情境，激发兴趣→学生猜测，设计实验→演示实验，观察现象→课堂小结，拓展延伸。教学过程中，主要目的是让学生经历一个发现问题、提出问题、建立假设、设计实验验证、得出结论并解决问题的过程，并以此来认识磁铁的性质。运用演示实验的方法来观察现象，在分析归纳中得出结论，探究磁铁两极的磁力大小以及磁极间的相互作用。基于这样的教学设计，充分运用ClassIn 平台的特色优势，在本课程的线上教学实践中，笔者主要进行了如下操作：

（三）“实验室”模拟实验，获得交互式体验

教学是充满互动的活动，有效拓展线上教学的互动载体，是线上教学要提升质量的关键影响因素。通常而言，线上教学环境中，学生在技术创新课堂中用与信息社会生活相适应的方式学习，获得丰富的学习体验，得到更好的发展，无疑是最大的受惠者，但是如果学生缺少真实的活动和体验，这种获得感往往不会是真切的。ClassIn 平台的虚拟实验室提供了丰富学生交互式体验的可能。

教师可以依托ClassIn 开展一对一、班课、大直播课等多种形式的教学，这一平台在线上教学实践中的运用优势主要体现在三个维度：首先，是多种教学场景。平台可一对一单人辅导、一对多小组式互动，进行小班教学，也可支持数千人超大课堂，以轮播功能让所有学生轮流上台。其次，是多元化教学工具。平台拥有十几种在线小工具，包括互动式小黑板、答题器、抢答器、计时器等，同时支持自行开发新工具，方便教师掌握不同类型的课堂。最后，是竞争性课堂氛围。平台拥有举手、抢答、奖励、上下台和禁言等课堂控制功能，支持实时查看课堂学习统计数据，便于教师营造竞争性的课堂氛围。因为有这样的技术优势，教师在教学中运用ClassIn能够建构起一种接近于真实状态的虚拟课堂，通过丰富多元的互动引发学生的积极课堂参与，提升线上教学效能。

（四）“作业测验”，数据驱动教学改进

线上教学，质量的追求是不能降低的。如何运用信息技术的优势，实现线上线下教学的同质等效，同时运用线上教学的数据优势，实现数据驱动的教学改进，这是教师设计和实施线上教学过程中应该着重考虑的问题。在具体的教学中，教师可以运用ClassIn 平台的作业展示功能，展示优秀作业，分析易错原因，对照学习目标和评价要求，提出改进策略。当一节课或一个单元结束，可发布“小测验”，及时了解学习状况。进入学生答题阶段后，如果有学生答完题已交卷，老师这边会有显示，并通过学生个人作业信息单可看到每道题的正确率、答题时间等信息。从答题卡可以及时反馈出错误率高的题目，对典型错误可以及时进行讲评，从而做到减负增效。平台还可生成学生个人的答题正确率和每道题目的正确率，教师可以根据分析报告进行个别辅导，及时查缺补漏，调整学习的重难点。

（五）“空中课堂”资源，助力演示实验

相比较于传统的线下教学，线上教学的一个重要优势就是资源的丰富性。教师要善于运用线上资源，拓展教学的物质载体，提升课堂的丰富性和吸引力。ClassIn平台不是一个封闭的系统，它可以实现多种资源的吸收接纳和综合运用。空中课堂是上海市拍摄制作的线上优质教学课程，给我们提供了丰富多彩的多媒体教学素材和多样化的教学途径，执教教师更是凭借其出色的个人专业素质、优秀的教学能力，将教学内容和教学方法化为生动的、高质量的同步课堂。在线课堂上，笔者事先对空中课堂教学视频资源进行“切片”，确保演示实验清晰流畅，将空中课堂的实验现象截图显示，方便学生观察。在基于学情分析的基础上与区本、校本资源进行整合处理，转化为教师的教学设计、学生的活动任务单，生成为在线教学的适切资源。以“双师教学”方式进行教学，既更好地发挥了ClassIn 平台的功能，也进一步拓展了教学资源，提升了教学有效性。

信息技术与教学的深度融合是时代发展和教育变革的必然趋势，线上教学的尝试将会成为未来学校、未来教育的一种“新常态”。教师要对未来的教学状态有清晰的把握，要努力培养适应未来教学的数据素养和信息化教学能力。

这世上的人有很多爱，一如这世上的人有很多恨，都似乎只是沉浸在自己的世界中，像波斯猫在明前茶的玻璃杯前照镜子一样，像我们固执地认为远方有一个让自己拿不起也放不下的人一样。

总而言之，居家学习的日子里，学生对交流的渴望远远高于线下教学，因此，课堂上要给予学生更多发言与展示的机会，充分利用课余时间和导师课堂讨论相关话题，进一步激发和保护学生的好奇心和学习热情。在线教学对教师和学生都是挑战，学生往往随着新鲜感的降低而失去学习和参与的兴趣。教师应以学生为本，教学环节设计更为细致，悉心学习并尝试线上教学平台的各种功能，灵活运用各种手段加强课堂的趣味性与互动性，引导学生自主学习、自主活动、自主探究。