讓整合走向教學方式的創新

姚偉峰 王玉乾 潘小軍

● 創新整合點

小學科學是對學生進行愛科學、學科學、用科學的啟蒙教育，同時把他們的思維引向深邃。信息技術與小學科學教學的有效整合，就是要把信息技術與科學課程的教與學融為一體。下面就談談我們團隊教學中采用信息技術手段的三個切入點。

第一，利用網絡資源、搜集各種各樣的山脈圖片、巖石圖片和視頻資料。在第一課時的教學中，這項工作主要由教師完成。學生在學習起始，通過瀏覽大量的有特點的圖片，進入到一個山脈的世界。這個設計將觸發他們的大腦信息寶庫，開拓他們學習的興趣，為大膽猜想積蓄動力，同時充分發掘學生的前概念，為教學活動的開展做好準備。在第二課時中，搜集蘑菇石圖片、視頻資料則由學生在課后自己完成。這樣的學習充分體現了課程整合的思想，讓學生把信息技術當作優化學習的工具，通過信息技術為學生營造學習氛圍是傳統課堂難以達到的教學效果。

第二，利用交互式電子白板中對實驗器材的拖拉與科學實驗設計的整合。教師需引領學生設計實驗，學生根據教師提供的種種有結構的材料，引發自己的思維，小組制定一套實驗方案，最終在生生互動、師生互動、人機交互中完善實驗設計。電子白板中呈現的實驗器材，都是教師為學生準備的有結構的實驗材料，學生來展示他們實驗設計的過程，通過交互式電子白板拖、拉的功能呈現，形成整個模擬實驗的設計思維過程。在完善的過程中，學生可以提出自己的意見，并且不斷地去修正，從而規范實驗設計。

第三，利用攝像機等外圍設備為課堂增色。在學生模擬實驗操作的過程中，教師架設拍攝設備，全程記錄巖石在實驗前、實驗中和實驗后的現象，在學生匯報的同時進行回播，充分展現出即時生成的一手資源，實驗證據的客觀性強，全體學生均可以在同一時間感受到實驗現象細節的變化。

綜合上述，我們團隊在《山脈的變化》信息化教學設計中，整合趨勢是從“情境激趣”，走向“突破教學重難點”，發展到“教學方式創新”的階段，教學設計中注重把“整合點”放在讓學生通過學習活動掌握方法、提升思維能力和實踐能力上，突破重難點則成為學習活動（過程）的自然結果，進而發展學生的高層次思維能力。

● 教材分析

《山脈的變化》一課是河北版小學《科學》五年級下冊第四單元“地表緩慢變化”中的起始課，是學生在上學期學習了“地表劇烈的變化”單元的基礎上，探究影響地表緩慢變化的諸多外力因素。

● 學生分析

學生在五年級上冊“地表劇烈的變化”單元的學習中，已經利用多種方式探究了由地球內部物質、能量的不斷作用與平衡所導致的板塊運動、造山運動以及地震、火山噴發等自然現象；對探究活動的基本過程有了總體上的認識，基本掌握了一些科學的探究方法。

● 教學目標

知識與技能目標：能解釋“老年山脈”和“幼年山脈”的含義；能用自己的話解釋造成地球表面的巖石不斷破碎的原因；能用自己的話說出什么是風化作用。

過程與方法目標：能有根據地推測“老年山脈”初期的形態特點；能用模擬實驗的方法驗證巖石破碎的假設；能通過分析模擬實驗的結果推測出使巖石破碎的各種因素；能用所學過的知識解釋各種風蝕地貌現象產生的原因；能設計一個模擬實驗證實自己的假設。

情感態度與價值觀目標：能用發展的觀點看待地球表面巖石的變化。

● 教學環境與準備

多媒體教室（科學探究室）。

● 教學過程

(一)導入：創設情境，觸及學生前概念

1.課前欣賞山脈圖片，觸及學生的前概念。

教師利用各種媒體搜集有特點的山脈圖片，制作成循環播放的短片在課前使用電子白板播放（如圖1）。

設計意圖：連續展示同類圖片具有強化效應，能夠激發學生的興趣，使學生回憶、聯想有關山脈的信息，為主題探究埋下伏筆。

2.激活學生已有思維，投入科學探究活動。

教師電子白板播放山脈的集合圖，展示“地表劇烈的變化”過程圖片及本課的研究主題“山脈的變化”（如圖2）。引導學生回顧關于山脈名稱、成因等方面的信息。

設計意圖：展現具有典型特點的山脈圖片，可以激發學生敘述自己已有知識的欲望。幫助學生提供感性材料，才能在不知不覺當中讓學生進行探究活動。

圖2

（二）假設：學生頭腦風暴，作出假設

教師請學生觀察、描述兩種山脈外形上的不同特點，并引導學生進行猜山脈年齡的活動。

學生認知“老年山脈”、“幼年山脈”，進行知識儲備，為下面假設活動做好鋪墊。

設計意圖：利用媒體在視覺沖擊下進行猜測，猜想不一定能夠準確，其目的之一是為了進一步激發學生興趣，活躍課堂氣氛，之二是為學生儲備“老年山脈”、“幼年山脈”這一科學知識做好預設（如圖3）。

教師引導學生結合自己的生活經驗和學過的知識大膽猜一猜險峻陡峭的幼年山脈是受到了哪些自然因素的影響變成平緩的老年山脈的，并說出理由、根據。

學生進行思維活動，自己做出假設。

設計意圖：學生在以往的科學課中已經學習了熱脹冷縮原理；酸雨的危害；在生活當中見到過玻璃受熱不均勻破碎；植物根的生長使地面凸起……這些都有可能成為學生假設的理由和依據。從而充分開放學生的思維能力、體現探究式學習的主體意識。

教師利用Inspiration概念圖思維觸點的方式進行學生假設的整理（如圖4）。

各小組交流假設并說一說依據。

設計意圖：通過假設讓學生明確影響山脈變化的各種自然力量，使接下來實驗方案的確定更有針對性。但學生的假設是有限的，教師要根據學生的情況進行適當補充或提示，學生的頭腦風暴是發散與集中的過程。讓學生將自己的假設與其他學生交流，可以進一步補充和完善自己的假設，促使學生走向高層次的思維活動。

（三）設計：師生形成共同體，確立模擬實驗方案

1.認識山脈變化因素，初步提出變化的可能假設。

學生根據自己的猜想和生活經驗設計模擬實驗。

教師提出設計模擬實驗的疑問（如圖5）。

設計意圖：模擬實驗是一種很重要的科學研究方法，人類在很多領域都利用模擬實驗來收集數據、研究數據。為了避免研究的盲目性，保證探究的效果，在實驗前對實驗方法進行設計、對實驗結果進行預測是有必要的。利用媒體規范學生的研究，充分體現教師引導作用。

圖5

2.交流實驗方案，逐步完善方案設計。

學生小組內交流自己的想法和實驗方案，相互補充和完善，進而形成模擬實驗方案；全班交流，將小組的方案在全班進行交流和評價，以實現相互啟發、取長補短、完善自己方案的目的。

教師利用電子白板展示各個小組的模擬實驗設計方案。

設計意圖：學生根據自己的假設進行設計，教師鼓勵全班有多個模擬實驗并存的情況。只要學生的設計有一定的科學性、合理性，都予以肯定。培養與發展學生正確的科學觀，這就是科學教育的真正意義所在。

3.共同規范細化方案，確立模擬實驗內容。

教師引導學生，溫度因素對巖石改變的影響這一實驗可以在課堂中實現。

全班集體討論溫度因素對于山體影響的模擬實驗，進一步學習設計模擬實驗。

教師利用電子白板展示酒精燈、裝有冷水的燒杯、鑷子、護目鏡等實驗材料。

學生互動參與，利用電子白板拖拉等功能，展示模擬實驗的設計過程，留下思維痕跡。

設計意圖：由于時間和材料因素，一節課不可能把這么多模擬實驗都做一遍，這時教師有必要引導學生比較，選擇出適合本節課堂上完成的方案進行研究。

（四）探究：有效實驗，尋找山脈變化原因

教師在多媒體中顯示需要強調的實驗點，并用攝像機拍攝一個實驗小組的模擬實驗全過程。

設計意圖：巖石的變化是緩慢、細微的，用攝像機拍攝視頻將生動、客觀地展現這個變化過程，可以幫助學生觀察實驗現象，為形成概念提供最大支撐。學生實驗的同時，教師將實驗中的觀察記錄作為指導重點，讓學生注意觀察實驗現象，搜集觀察實驗中的信息，以便為學生互相交流、歸納結論提供事實依據。

（五）解釋：交流總結，學生進行解釋活動

教師請各小組匯報研究和發現，同時還要注意把其他小組的研究與本組進行對比，記錄有價值的發現；播放攝像機拍攝小組成員的模擬實驗全過程。

學生觀看模擬實驗視頻記錄。

設計意圖：匯報中，引導學生注意傾聽，同時提醒學生要注意記錄、積累別的小組的發言，體現合作交流的學習理念。其中，全程攝像為解釋活動提供了客觀依據。

（六）揭示：自然界中風化作用

教師出示風化作用的各種因素：溫度變化、水、生物等。

學生觀看視頻資料，建立完整的風化作用的科學概念（如圖6）

圖6

設計意圖：利用視頻這樣清晰直觀的工具，可以使學生對上課未猜想到的因素、或者未能親自驗證的猜想進行補充，“經歷”上萬年甚至上百萬年的緩慢地、細微地變化，在短短的幾分鐘內呈現出來，也是對學生課堂探索的一個總結和完善，有利于學生形成完整的知識體系。

（七）延伸：總結延伸拓展探究活動

教師提問學生能否解釋山脈變化的原因。（展示典型的蘑菇石圖片）

學生總結匯報、提升認識。

設計意圖：恰當引導學生進行拓展活動，利用學生強烈的揭謎心理，既增強了學生的探究興趣，又將探究活動持續到課后，使學生的科學探究興趣及各項探究能力持續，發展學生真正自主進行探究活動。

● 教學反思

本課教學設計的主要特色：在感受了各種各樣的山脈圖片以后，引導學生對各種山脈、各種模樣的巖石作出大膽的猜測。在當今這個科學技術不斷提高、信息傳播逐漸大眾化的時代，學生有豐富的途徑可以獲得山體風化的信息。在獲取了這些可能的因素后，運用模擬實驗進行驗證是一個常用的科學方法。

由于因素眾多，有的模擬實驗可能需要很長時間，或者需要比較復雜的替代材料、器具，再設計模擬實驗對于課堂教學顯得意義不大。但是，我們考慮學生經過頭腦風暴作出這些猜想是他們大腦思維的成果。課堂上，得到了師生的認可，他們獲得了成功的體驗，因而其積極性和學習的興趣達到一定高度。基于這個考慮，教師鼓勵學生根據自己的猜想設計模擬實驗，學生設計的實驗可能“異想天開”，或者尋找的替代材料很難實現，實驗的操作過程比較理想，但我們以呵護創造力為前提，引導他們逐漸從發散到集中。我們要提供一些機會，讓學生獲得體驗，有了體驗、有了失敗才有經驗。在實驗之前，先進行大量的指導，未免有些空談，學生都沒有經驗，如何能考慮到實驗中要規避的可能呢？

接著，我們再引導學生根據課堂實際選擇一個可行的方案進行論證，進一步學習設計模擬實驗，規范模擬實驗中涉及的替代物、材料，怎樣操作，可能出現的現象，以及對于現象所說明的問題。學生進行探究活動，一方面鍛煉了動手操作的能力，另一方面滿足了他們對實驗現象的期望。相信經歷了這樣一個比較典型、完整的科學探究過程，在諸多方面都能有所提升。