“互聯網+”時代的小學科學“生命世界”教學變革

李波

當今世界，科學發現與技術創新不斷涌現，為教育提供了更多更好的資源?；凇盎ヂ摼W+”環境進行課程設計、開發生成性資源，成為當下的熱門話題。人們積極嘗試將“互聯網+”的資源、思路、基礎條件等運用于課堂教學，創造出全新的學習方式與評價標準。

2017年4月，國家教育部正式頒布了《2017義務教育小學科學課程標準》，規定小學科學課是“培養學生科學素養的啟蒙課程”，內容包括“物質世界”“生命世界”“地球與宇宙”“技術與工程”等四大領域。對于科學基礎教育而言，“互聯網+”環境下的課堂教學研究方興未艾。前期我們對“數字化”教學有所嘗試，在科學學習的各個領域都進行了一些個案研究。在個案積累到一定數量的前提下，我們開始對個案進行剖析研究，開發設計具有“互聯網+”特質的科學課堂教學，利用簡便高效的技術手段建立新型學習方式，構筑新型師生關系，形成開放互動真實有效的科學探究。本文以“生命世界”教學內容為例。

教學流程框架

“互聯網+”時代的生命世界教學流程，打破了原有單一的目標追求，在不輕視知識目標的前題下，以變革學習方式、提高人員素質為總目標，通過具體、真實的學習情境加以落實。

教學目標

科學知識——了解生物體主要特征，觀察生命活動及周期，學習人體保健知識。

科學能力——觀察、動手實踐、思維創新、科學語言表達。

科學態度——提高興趣、創新求實、樂于分享。

科學與技術、社會、環境——與日常生活關連、關注社會發展、與自然和諧相處。

實施建議

1. 大膽嘗試新技術

（1）增強現實技術，支持對生命世界的有效觀察

“大小兼顧”——六年級同學了解微生物時，教師先提供放大鏡讓學生觀察，接著利用與平板電腦等移動設備相配套的微距攝像頭幫助學生觀察同一個物體、拍攝畫面。毛發的結構、紙張的纖維、“小池塘”微生物的生命活動與繁殖、蟻蠶出殼……孩子們通過跟蹤觀察可以小中見大，領略到生物世界的多樣性與生命活動的普遍規律。

“虛實結合”——“實”指傳統實驗，如制作標本、觀察生物切片等。而“虛”則是指利用“虛擬實驗室”“仿真實驗盒”等工具軟件進行觀察、測量。如《怎樣搭配食物》一課，學生利用PHET虛擬飲食產生熱量并模擬消耗熱量，合理預測身體心血管健康水平，引導學生科學管理飲食與運動；《食物的消化》一課中，在學生無法直接觀察人體的情況下，用VR技術“抓取”心臟、“解剖還原”心臟內部結構及運動狀態時發生的變化。今后類似的技術會廣泛運用于各學科領域的學習之中。

“有快有慢”——“快”指高速攝影，“慢”指延時攝影。前者適用于記錄快速運動的生物體，如“蜂鳥采蜜”“青蛙捕食”等難以捕捉的現象用該技術解決；后者適用于拍攝生長速度緩慢、不易為肉眼察覺的生物變化過程，如“小草喝水”“植物莖的生長”“蠶寶寶的一生”“螞蟻的生活習性”等；當學習素材積累到一定程度時，可以對不同種類生物進行比較，節約時間，提高學習效率。

（2）數字化傳感器，支持科學探究向縱深發展

“互聯網+”時代，數字化傳感器成為生物研究領域的“當紅明星”。例如，學習了水的“毛細現象”后，教師引導學生通過濕度傳感器監測土壤濕度，探究“土壤濕度與哪些因素有關”，針對“螞蟻喜歡吃什么”這一科學問題，教師幫助學生用SparkVue自動統計螞蟻攝取某種食物的來回路徑，學生根據統計結果對螞蟻的食性進行分析；在學習《呼吸與心跳》時，學生利用“心率/血壓/脈搏傳感器”以自己為樣本監測心率、血壓、脈搏，通過數據對比分析，找到三者間規律。

隨著“工程與技術”進入科學教育課程，創客使用的“造物工具”大量涌入課堂。結合不同的學習內容及學習需求，更多人開始致力于開發利用傳感器，為學生開展有意義、有深度的探究活動服務。

（3）交互式學習平臺，集聚生成課程資源

“交互式學習平臺”是一個多元化信息的“集大成者”。它首先是信息發布的載體，其次是提供學習輔助的支架，還是對學習過程進行管理、評價、反饋的工具。隨著信息技術與課程改革深度融合，人們對信息平臺的開放性與交互性要求越來越高。有了交互與開放，學生學習開始從“單向知識傳授”到“全方位浸潤式學習”，也使得信息技術與教學改革實驗具有了突破性進展。未來時代，資源的共同開發與共同享用已是大勢所趨，“合作共聯、智慧共享”的自媒體時代已經到來。

2. 關注學習心理

（1）真實任務情境下的主動探索

真實有趣的任務情境由師生共同營造。從真實的生活中發現并關注一個問題，創設出一個問題探究的情境?！盎ヂ摼W+”環境下的生命世界問題情境應具有如下特征：基礎廣泛，與生活和自然中的生命現象緊密結合；真實生動，容易激發學生探究生命世界的興趣；形式多樣，對生命世界的探究較少受到時間、空間、場地等限制；短小精悍，直接指向學生要探究的生命世界本身。

（2）自主探究課堂中的民主開放

現代課堂的核心是民主與開放。“互聯網+”的大環境中，學生對生命世界的探究過程要更加民主與開放。基于“互聯網+”開展的科學探究過程具有如下特征：學習方式開放，資源動態生成；探究過程高效，任務協同完成；學習方法科學，自主建構知識體系?！盎ヂ摼W+”提供了學習的“腳手架”，更多提供甚至超越了現實世界所能獲得的學習資源。如微觀世界的生命活動、漫長的生命過程、有生命物質的內部結構、生物的深化等。

（3）探究過程中的思維培養

小學生對于生命世界的認知主要以感性經驗為主，兼有規律建構。科學領域一直倡導“做中學”，通過真實有效的探究活動促使學生主動發展。一個經得起推敲的科學結論要建立在對現象“聚類分析、歸納轉化”的基礎上。具體來說，這個過程應包括觀察與記錄、分析與綜合、比較與分類、抽象與概括、推理與類比等?！盎ヂ摼W+”時代的科學課堂，除了借助常規的科學儀器，更多借助數字化傳感器進行觀察、測量和收集數據，并在此基礎上進行精準的統計、分析而得出規律或結論。

3. 關注學習效能

安全穩定與開放兼容往往是一對矛盾體?；诎沧肯到y的平臺軟件，兼容性強、開放性好，但信息資源良莠不齊，給學生上課帶來嚴重干擾。一般來說，基于蘋果系統的軟件安全穩定性很強，但遺憾的是設備價格太高而且兼容性差。有些用戶喜歡功能齊全，但也帶來“使用門檻高”的問題。另一些人則喜歡追求“傻瓜式”操作，師生能夠在拿到設備后第一時間掌握使用方法，并使用一些特殊工具，讓學習過程更豐富、更自由靈活。目前比較推薦的是“全景”平臺。該平臺與一些電子輸入設備牽手合作，如各種數字化傳感器、手寫板等。最終能夠為課堂中每個人接收信息、交流互動、評價反饋等提供全方位的支持。

（作者單位：江蘇常州市局小教育集團）