電子閱覽室環境下小學科學智慧教育案例研究

余彩麗　鐘永江

《教育信息化“十三五”規劃》指出：以信息化來推動教育體系的結構重組、流程再造和思想變革，從而實現教育的創新發展。因此，我們應秉承“求真、開放、平等、協作、分享”的互聯網精神，用互聯網思維去思考教育問題，通過提升教師的信息素養和創新教育教學能力，使信息化教學真正成為教師教學活動的常態。本文以小學科學《抵抗彎曲》一課為例，探討了電子閱覽室環境下智慧教育理念是如何支撐小學科學課堂教學的。

《抵抗彎曲》一課原有教學存在的問題

1.原有認知與現實情境的矛盾沖突

《抵抗彎曲》屬于小學科學課程設置的四大領域中的“技術與工程”范疇，工程是以科學和技術為基礎的系統性工作，運用數學、科學和技術領域的概念來系統地解決復雜問題。首先，橋梁在現實世界中客觀存在并蘊含著非常豐富的科學原理，它為學生提供了一種解釋概念的良好背景環境，但是學生對橋梁的已有認知、原有經驗還處于較淺的水平，從學習階段跨入研究型學習，從通過知識獲得發現科學原理到根據科學原理設計實際應用中的橋梁，這種轉變是比較突然的，對學生的適應性有一定挑戰；其次，由于小學生無法親臨場地或制作現場，以他們現有的思維水平及動手操作能力，會造成一定學習障礙，所以教師設計實驗這個過程對學生是一個認知上的挑戰。

2.問題表征與結果呈現的轉化困難

學生能否對科學研究問題進行有效表征，是衡量學生是否真正建構新知識、實現新知識與原有知識的有效聯結，并能夠遷移所學知識解決新問題的重要標準。紙橋抗彎曲能力的大小是肉眼無法看出的，從兒童接受外界信息的方式來看，更多人傾向于凡事依靠自己的感覺器官，并通過感官獲得的具體信息對事物作出分類或歸納。“感官獲取”與“肉眼看不到”之間的矛盾，造成學生無法進行有效的表征，那如何將“紙橋抗彎曲能力的大小”化無形為有形、化抽象為形象呢？

3.智力因素與非智力因素教學診斷的局限

目前，我們更多的是關注學生成績（智力因素），卻忽視學生的學習過程（非智力因素）。課標要求時刻關注學生學習全過程的評價，包括學生學習目標的設定、學習過程的診斷以及學習結果的評定。那有沒有一種方法能夠全面診斷學生的學習過程、學習結果等，從而使教學評價更加全面，為后續的教學提供一定的幫助呢？

智慧教育解決方案

1.電子閱覽室介入，拉近現實與認知的距離

本節課以“信息技術”介入為手段，引導學生通過學校的電子閱覽室，查找有關橋梁的相關知識。電子閱覽室擁有非常豐富的電子信息資源，如電子圖書館、電子期刊、數據庫等。同時，由于學生使用電子產品或多媒體的技術水平不同，教師正好可以把握契機，教會學生網絡搜索如數據庫檢索、多媒體閱覽等能力，這將對提高學生的信息技術能力有著重大作用。

2.智慧黑板互動一體機，促進思維顯像呈現

為了讓學生的思維具有可見性，多種表達方式很關鍵，如運用微課、動漫、圖表、文字、數字符號等手段，能將學生的思維具象化，從而有利于幫助他們學會確認變量、制表作圖、假設、實驗論證、分析結論等綜合科學過程技能。本節課將“抗彎曲能力大小”轉化成“回形針的數量”，以數字的方式來比較不同厚度、不同寬度的紙橋的抗彎曲能力，同時利用智慧黑板互動一體機，將“抗彎曲能力大小”繪制成圖表，能幫助學生建立感知和體驗，進而分析圖表，找出規律。

3.問卷星診斷，形成科學的教學評價

科學實驗教學評價是依據一定實驗教學目標和標準，對實驗教學活動的準備、過程、結果及其有關要素進行綜合價值評判的過程。根據評價的功能和運行時間的不同，它可分為診斷性評價、形成性評價和總結性評價。本課采用“問卷星”的形式對教學進行全面診斷，其診斷方法有兩種：一種是課前診斷。教師先讓學生通過電子閱覽室了解橋梁的相關知識，然后對其學習狀態和效果進行初步診斷。另一種是課后診斷。教師在實驗教學后，對學生的學習過程和知識掌握進行總結診斷。全面客觀的評價方式不僅能診斷出學生學習問題的癥結，還有利于師生了解自己的教與學情況，從而有效地推動課堂學習。

《抵抗彎曲》教學設計

◇教學內容分析

《抵抗彎曲》是教科版小學科學六年級上冊第二單元《形狀與結構》第一節的內容，主要研究紙梁厚度、寬度與抗彎曲能力大小的關系。

◇教學對象分析

學生在五年級時探究了力和運動的關系，知道力可以改變物體的運動狀態。本節課將引領學生探究物體的形狀結構，以發展他們對力的認識。

◇教學目標制定

知識與技能目標：了解橋梁結構中有“柱”和“梁”，梁比柱容易彎曲；增加寬度和厚度能增加抗彎曲能力。

過程與方法目標：了解橋梁相關知識—推理判斷—制訂方案—實驗論證—分享交流，培養推理能力、分析能力和實驗能力。

情感態度與價值觀目標：體驗在“影響抗彎曲能力因素”實驗中對變量的精確控制；體驗合作學習、成果分享的樂趣。

◇教學重難點

重點：運用對比實驗的方法，研究影響抗彎曲能力的因素；懂得實驗中的數據測量必然存在一定的誤差。

難點：模擬實驗，變量的控制；數據測量與分析，制作可視化圖表。

◇教學過程

1.課堂前測，探索認知

教師活動：課前引導學生利用各種信息技術手段搜索橋梁相關知識；利用問卷星設計調查問卷，弄清楚學生學習前對橋梁概念的理解；師生對話：通過網絡學習橋梁，你知道了什么。

學生活動：利用電子閱覽室自主學習；完成問卷星調查問卷；展示各自畫出的海報，并介紹各種橋梁的特點。

信息技術支撐：電子閱覽室、百度問卷星。

設計意圖：課前，教師引導學生利用學校的電子閱覽室搜索橋梁相關知識，并以“圖畫”和“文字”的形式記錄下來；利用問卷星對學生現有經驗和已有認知進行摸底，能引發新舊認知沖突，引出科學新概念。endprint

2.師生對話，進入主題

教師活動：播放視頻，并提問：“自然災害發生過后，在坍塌建筑里，梁和柱哪個比較容易折彎？”小結：如何增強橫梁抗彎曲能力是建筑上很重要的問題。今天我們就通過實驗來研究與梁抗彎曲相關的問題。

學生活動：觀看視頻，并回答問題。

信息技術支撐：多媒體Flash視頻、智慧黑板互動一體機的鉛筆功能。

設計意圖：引導學生發現問題，提出問題，從而引出課題。

3.提出問題，設計實驗

教師活動：

（1）猜想：橫梁的抗彎曲能力與什么因素有關？

（2）設計實驗：研究紙的厚度/寬度與抗彎曲能力的關系。提出問題—做出假設—改變條件—不改變條件—實驗預測，設計出實驗方案。

（3）小組分享交流實驗計劃，展示學生填寫的概念圖。

（4）模擬實驗示范：播放制作好的微視頻——用紙代替橫梁，用兩本相同的書搭建柱子，演示實驗操作過程。

學生活動：進行猜想；小組合作設計實驗，形成實驗概念圖（如下圖）；觀看微視頻。

信息技術支撐：Camtasia Studio 8微視頻制作，投影展示。

設計意圖：引導學生利用概念圖設計實驗計劃，開展實驗探究。

4.進行實驗，分享交流

實驗一：研究紙的厚度與抗彎曲能力的關系

教師活動：分發實驗材料與實驗記錄單；巡查并指導實驗；利用智慧黑板互動一體機，繪制折線圖并分析。

學生活動：領取實驗材料/實驗記錄單；完成預測；進行實驗并填寫實驗記錄單。小組討論、交流，得出結論：紙的厚度越厚，抗彎曲能力越強；紙的厚度越薄，抗彎曲能力越弱。

實驗二：研究紙的寬度與抗彎曲能力的關系

教師活動：分發實驗材料與實驗記錄單；巡查并指導實驗；利用智慧黑板互動一體機，繪制折線圖并分析。

學生活動：領取實驗材料/實驗記錄單；完成預測；進行實驗并填寫實驗記錄單。小組討論、交流，得出結論：紙的寬度越大，抗彎曲能力越強；紙的寬度越小，抗彎曲能力越弱。

信息技術支撐：智慧黑板一體機的畫圖功能、投影功能、寫字功能。

設計意圖：自主探究，完成實驗記錄單，學會數據處理，并做出解釋。

5.數據分析，得出結論

教師活動：匯總兩條折線圖。

學生活動：分析并得出“增加寬度能增強抗彎曲能力，增加厚度能大大增加抗彎曲能力”的結論。

信息技術支撐：智慧黑板一體機的匯總功能。

設計意圖：將以上兩個實驗繪制出的折線圖統一匯總在智慧黑板上，進行對比分析，得出結論。endprint