運用現代信息技術提升小學科學探究效度

羅睿

【摘要】本文闡述在小學科學探究活動中，如何運用現代信息技術提高課堂教學各個環節的有效性，介紹了信息技術提升問題聚焦效度、提升證據收集效度、提升信息分析效度與提升實驗技能效度的教學方法，以期優化小學課堂教學。

【關鍵詞】信息技術 科學探究 效度

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）07A-0153-02

如今的課堂，運用現代信息技術來輔助教學已經很普遍，特別是電子白板等多媒體設備的配備，使現代信息技術在教學中的優勢得到很好的表現。現代信息技術融合教學，呈現出直觀、高效的特點。現代信息技術在課堂教學中的廣泛運用，對改變傳統的教學模式和學習方式，提高教與學的效率，激發學生學習興趣，以及優化課堂教學均有較大的作用。

新課程標準指出，探究式學習是小學科學學習的主要方式，教師要通過科學課程教學，培養學生的科學探究能力。科學探究是一個系列化活動，一般包含八個部分：提出問題、制訂計劃、實驗探究、收集證據、分析數據、表達交流。

一、信息技術提升問題聚焦效度

在各學科教學過程中，學生的情感和非智力因素在學生的學習過程中起著重要的作用。在小學科學學科教學中，教師要解決的一個重要問題是：如何創設問題情境，激發學生的情感動能，使學生積極主動地參與到科學探究中。通過信息技術與課堂教學融合，教師可以借助語言、文字、聲音、圖形、動畫和視頻等多種呈現方式，創設圖文并茂、有聲有色的數字化情境，有效地提升學生的注意力、觀察力、意志力、記憶力。

例如教科版五年級上冊《地球內部運動引起的地形變化》一課，教師在課前利用Camtasia Studio錄課軟件剪輯制作時長約一分鐘的有關地震、火山場景的視頻。視頻中顯示，地震導致建筑物搖擺、道路扭曲變形以及火山爆發，巖漿噴發和淹沒物體及房屋等沖擊力極強的場面，迅速吸引學生的注意，使學生迅速聚焦問題“地震、火山對地形有什么影響？”并展開對地形變化原因的科學探究活動。

例如教科版五年級下冊《時間在流逝》一課，教師剪輯了綜藝節目《挑戰不可能》中一個小女孩的比賽片段。在節目中，現場嘉賓隨機選取五分鐘內的任意一個時間，小女孩不依靠任何設備的前提下，運用輕擊食指記數的方式挑戰精準記時。小女孩最終成功挑戰3分12秒的記時，誤差不超過0.5秒。生動、富有挑戰性的視頻成功地激發了學生的學習興趣。

二、信息技術提升證據收集效度

提出問題是科學探究的開始，面對問題做出科學、客觀地解釋，學生必須在科學探究的過程中，收集證據。收集證據是科學探究過程中的一個重要環節，借助計算機、智能終端等現代信息技術采集、存儲、加工、利用信息的優勢，將信息技術與證據收集環節相融合，有效提升證據收集、處理、加工的效度，使科學探究中得到的證據更嚴謹、更科學。

例如教科版小學科學五年級上冊《我們的小纜車》一課教學中，設計了電子記錄表單的界面簡潔，易于學生操作，學生直接在電子記錄表單中輸入收集到的墊圈數和小車完成運動的用時，即可形成折線圖，直觀而快捷；運用Powerpoint軟件設計的電子表格，學生完成記錄后馬上上傳到教師終端，增強了課堂師生的互動。同時，電子表格也具備數據處理的功能，數據處理更方便、快捷：例如教師在設計電子表單時，已經在“平均值”一列設置了求平均值的參數，當學生記錄每組三次實驗用時的同時，電腦就會根據參數公式對數據進行計算并準確無誤地呈現結果。

例如教科版小學科學四年級上冊《聲音的傳播》一課，教材要求學生采用耳朵聽辨的方法，區分棉線、木尺、尼龍繩、鋁箔紙傳播聲音的異同。教師借助手機，利用分貝測量儀軟件和錄音軟件，改進了這一實驗。用錄音軟件錄下音叉發出的聲音，用分貝測量儀軟件分別測量通過同等長度的棉線、尼龍線、鐵絲傳播的聲音所用的分貝數值，使得實驗更有科學性，獲得的數據更真實有效，更利于學生用證據說話，建立概念。

三、信息技術提升信息分析效度

分析數據能力是進行科學探究必要的能力之一。學生需要將在探究過程中收集到的數據進行加工、整理和分析，使其轉化為信息，用表格、線形圖、柱狀圖等形式呈現幫助分析，使數據能“說話”，并從中尋找一定的規律或作為解釋現象的依據。

圖表最能直觀反映數據的變化是否呈現規律性。如果應用紙質表單，學生需要花一定的時間去繪制圖表，但是運用Excel、Powerpoint等軟件，甚至例如希沃備課系統中的繪制圖表功能，繪制和使用電子表單可以實現數據立刻轉化為圖表的目的，而且操作十分簡便易行；教師可以利用Powerpoint軟件中的復制、粘貼的基本功能，將實驗小組上傳的電子表單匯總到同一界面下，整合成“大數據”，將學生將視野從小組單體的范疇擴大到全班，并進行基于全班“大數據”環境下的數據分析與對比，獲得更宏觀而堅定的認識。

四、信息技術提升實驗技能效度

科學學科是一門以科學探究為主要學習方式的學科。大多數的科學探究，包括概念、定律和對現象的解釋都是建立在實驗的基礎上。但是在實際教學中由于課堂時間有限，教師在課堂上的實時演示存在不能重復演示、不能突出細節或重點、不能滿足學生個性化學習需求等問題。利用信息技術，在課前制作實驗操作演示視頻，通過學生在課余或家中可以提前學習以及操作，在課堂上把原來用于演示的時間留給學生進行實驗操作，通過終端反復播放或重點播放學生認為沒有掌握的步驟，不僅給足了學生實驗操作的時間，還能有效提升學生的實驗能力。

例如教科版小學科學四年級下冊《油菜花開了》一課，“解剖”實驗是這節課一項重要的探究技能，對油菜花結構的了解基于成功和科學地解剖一朵油菜花，教師在課前制作了“解剖一朵油菜花”的實驗視頻，以學習者的視角呈現解剖全程，在課前通過家長群發給學生進行課前學習和課堂中使用終端自主學習，視頻將解剖的細節擴大化，縮短了觀察距離，提升了指導效度，而彈性的學習時間與空間，既保證了學生有效掌握解剖技能，又保證課堂學習的時間。

五、信息技術提升課堂交互效度

以生為本的課堂是生成的、交互的。在教與學的過程中，教師是科學探究活動的組織者和參與者，學生是活動與發展的主體。電子交互白板技術為課堂互動、師生互動、生生互動提供了技術可能和方便，為建立以學生學習為中心的課堂教學奠定了技術基礎。由于交互白板技術整合了黑板、多媒體等多種信息技術手段，因此，在科學課程中使用交互白板技術，使科學教學更加人性化，更加便捷。

例如教科版小學科學一年級上冊《觀察葉》一課，教師用希沃備課軟件的“課堂活動”功能設計了一個互動活動：讓學生猜測教師提供的五片葉子中，哪一張是榕樹葉。當學生說出自己的猜測時，教師則拖動相應的葉子圖片到“榕樹媽媽”圖標上。如果猜錯了，葉子圖片無法放入圖標，放開鼠標（或觸屏）后，葉子圖片仍然回到原來位置。當所有的圖片都無法放入“榕樹媽媽”圖標，學生們意識到五片葉子都不是榕樹葉，它們是哪棵植物的葉子呢？榕樹葉又是什么樣子呢？互動活動引燃了學生們進一步探究的興趣。

在小學科學課中融合現代信息技術，既是新時代教育現代化的要求，更是要求教師從生本出發，為學生學習小學科學課提供更好的學習環境和便捷有效的途徑，有利于激發學生的學習興趣和動機，引導和幫助學生提高科學探究技能。

（責編 周偉琳）