物聯網培育箱在生命科學教學中的優勢初探

石黎明

在小學科學教學中，科學探究是學生獲得科學知識、培養實踐能力、提高科學素養的重要方法。探究式學習是學生學習科學的重要方式。在傳統的科學教學模式下，由于場地限制、實驗器材不足、探究過程時間過長等各種因素，學生的探究學習受到了極大的束縛。隨著科技的發展，特別是信息技術的發展，物聯網技術越發成熟，在生產、生活和學習中被廣泛地應用。物聯網的出現，有效地解決了許多問題，使得探究式學習便于在學生中展開，做到人人參與、全員體驗。在小學科學教學中運用物聯網技術有著極大的優勢，主要體現在以下幾個方面。

一、物聯網使小學科學課堂教學更有效

小學科學的內容極其廣泛，涉及了豐富的科學知識和科學原理。而理論知識往往是枯燥無味的。由于條件有限，有些內容只能通過教師的講解傳授給學生，而受限于小學生的思維能力和理解能力，許多科學性的知識學生很難聽明白，導致了學生聽不懂，進而不想聽也不愿聽。結果是老師講得口干舌燥，學生毫無收獲。如果在課堂上我們能運用物聯網技術，讓學生親身體驗實驗過程，這樣，他們就能獲得直觀的感受，從而更容易掌握科學知識并理解一些科學概念。教科版小學科學三年級下冊中《動物的生命周期》這一單元的教學，要求學生進行養蠶實驗，并在這個過程中觀察蠶的狀態及其變化，從而獲得有關動物生命周期的科學知識。這個實驗內容時間跨度要持續一個月左右，而且要進行較長時間的觀察、記錄。在現有條件下，我一般是讓學生回家養蠶，并在家觀察蠶的生長變化并填寫記錄，在下節課把記錄單帶到學校交流。這樣就產生了問題，由于學生要進行較長時間的觀察，大部分學生無法堅持下去，導致實驗中斷，從而達不到教學目標，即使有部分能進行整個過程的觀察，也會因為各種主觀和客觀原因而導致觀察不全面，記錄不完整。而且在課堂上只讓學生交流所觀察到的記錄表，課堂內容顯得空洞乏味，學生獲得的科學知識都會打折扣。而當物聯網進入了課堂中，我們就可以使用“物聯網飼養箱”對本單元進行教學。在教本單元第一課時，可以組成小組，以小組為單位進行養蠶實驗，接下來只要定時喂食。由于“物聯網飼養箱”中有多個高清攝像頭，可以24小時不間斷實時監控并保存錄像，觀察時，學生可以借助終端設備進行實時觀察，也可以調取錄像觀察之前的狀態。有了“物聯網飼養箱”，學生的觀察、記錄變得極其便利，整個實驗過程也可以完整呈現。學生可以直觀地觀察到蠶的一生經歷的變化，從而對蠶的生命周期有了完整的認識，學生獲取知識的效率更高。物聯網技術讓我們的課堂更加高效。

二、物聯網使小學科學課堂教學更高效

小學科學不僅有豐富的理論知識，還有大量的實驗內容。一般來說，實驗探究是學生喜歡的學習方式，通過實驗來掌握學習方法，獲得科學知識的效果會更加明顯。但是，有些實驗的時間過長，條件過高，一般學生很難有效地完成，這就失去了學生體驗實驗的過程，進而影響學生獲取完整性的知識。在教科版三年級下冊第一單元《植物的生長變化》教學中，學生要研究植物從發芽到結果的全過程。在這一單元的教學中，由于受到實驗器材和場地的限制，無法在學校大規模地開展實驗活動，做不到人人參與。因此，我讓學生回家自己種植并觀察與記錄，并在接下來每堂課帶到學校。這就給學生的攜帶帶來了不便，而且由于學生的時間有限，不可能做到觀察、記錄得全面。此時，如果我們引用物聯網中的“智慧培育箱”，這些問題都迎刃而解了。每個班級可以使用一個“智慧培育箱”，每位學生都可以在培育箱中種下種子，由于培育箱是24小時不間斷監控，種子每分每秒的狀態都會被記錄下來。學生可以借助終端進行實時的觀察與記錄，如果間隔很長一段時間沒有觀察，我們還可以視頻回放，找到某一個時間點進行觀察并記錄相應狀態。使用“智能水培箱”不僅可以讓學生的實驗變得容易操作，同時還可以控制箱體內的環境因素，研究環境因素對植物的發芽及生長的影響，從而拓展學生的知識面，為以后的學習打好良好的基礎。運用物聯網技術進行本單元的教學，把試驗狀態及效果實時呈現出來，極大地提高了實驗的效率。

三、物聯網使小學科學課堂教學更有趣

愛因斯坦說，“興趣是最好的老師”。有了興趣，我們才會認真去學習，認真去研究。有了興趣，才會激發出我們的好奇心、求知欲和創新意識。對于小學生而言，也同樣如此。小學生的心理特點就是好動好玩。物聯網進入小學科學課堂教學，學生在課堂上能夠親身體驗實驗過程，這將極大地激發學生參與的興趣，從而提高學生的學習效果。仍以教科版三年級下冊《動物的生命周期》為例，在本單元的教學中，我們使用“物聯網飼養箱”來養蠶，學生在觀察時不僅可以直接觀察，還可以借助終端設備進行觀察。利用終端設備不僅可以實時觀察，還可以像用手機或平板看電影一樣來觀看保存的錄像，可以回放、可以快進、重點地方可以放慢。物聯網的終端設備還可以控制“物聯網飼養箱”的環境狀態，學生可以運用終端自己來控制“飼養箱”中的溫度、光照、水分等環境因素，從而發現最適宜蠶的環境狀態。應用“物聯網飼養箱”來養蠶，會讓科學課堂充滿生趣，讓學生獲得良好的體驗，激發學生的學習興趣。

總而言之，伴隨著科學技術特別是信息技術的進一步發展，物聯網技術會更加普及到教育教學中。這將大大提高小學科學的課堂教學效率和學習效率，并且全面提升學生的綜合素質，強化學生的思維能力，激發學生的學習興趣，為學生今后的學習打下良好的基礎。

【作者單位：蘇州市吳中區木瀆實驗小學? 江蘇】