基于信息技術創設小學科學虛擬情景課堂研究

陳鏗元

摘要：隨著信息技術的快速發展進步，通過運用信息技術的教育教學有了極大的便利性。在學校教學中，信息技術與學科課程的融合是課堂教學的一種重要方式，小學科學是以培養學生科學素養為宗旨的一門學科，它不僅有學科特點，還有特別的技術優勢，因此通過將信息技術與小學科學的充分融合，為學生的有效學習提供更多工具和資源。通過打造虛擬情景，將豐富多彩的內容與教學情境相融合，運用情景的交互作用增強學生的自我效能感和內驅力，多維度培養學生觀察、分析和解決問題的能力，全面提高學生的科學素養。

關鍵詞：信息技術;小學科學課程;虛擬情境

一、小學科學信息技術的應用現狀

1.信息技術運用形式單一

隨著信息技術與學科間的融合，信息化在課堂中的應用也越來越廣泛，為學校的教學工具和教學資源提供了便利。信息技術在小學科學教學中也普遍存在，但對于課程的呈現方式依舊停留在課件的呈現，微視頻的播放等。課件的使用也嚴格按照教師配套工具用書使用，缺乏創新性，課堂中知識的呈現也是按照課件一頁一頁按部就班地進行。雖然有了些改變，但教師只是把當初寫在黑板上和口頭表達的知識遷移到屏幕中而已。現代網絡資源極大地豐富了科學課程的教學內容，它不僅可以輔助教師教學，還能夠幫助學生解決問題，不過必須意識到，信息技術的使用不是終極目標，利用信息技術強過于強調信息技術的運用。

2.過于強調信息技術的應用

對于小學生學習科學而言，探究其科學過程、通過親身體驗能夠獲取知識的過程顯得尤為重要，這也是人才培養重要的一環，因此信息技術雖然可以呈現一切，但不能代表能真的達到教師的教學目標，比如用信息技術控制的電子動物和真實動物所帶給學生的體驗是完全不同的。在小學科學教學中，信息技術不應當成為唯一的教學手段和資源，它更多的是一種輔助，比如在學生對溫度的觀察、數據的整理記錄、設計相應解決方法時，只有學生真正的去體驗才能得出結論。一堂精彩的科學課，離不開教師的教學設計、教學資源、學生的狀態等多方面影響，僅僅通過豐富科學教學的手段與資源，改進教師教學及學生的呈現方式，效果改善并不明顯，我們不應該過高估計信息技術的絕對作用。

3.信息技術的虛擬情景創設較少

信息技術在小學科學的應用最常見的應用形式主要還是以教學上課的課件制作和展示以及信息的檢索和整理為主，在真正的立體的寫實的虛擬情境創設方面的應用卻很少。在某些科學課的章節中，很多知識內容非常適合虛擬情景的教學，但卻沒有采用。所謂的虛擬情景，是一種在完全虛擬的信息環境中進行有目的的交互體驗，比如，學生在學習自由落體的運動試驗中，通過運用虛擬情境將自由落體的速度減慢，教師通過對虛擬物體的控制，讓學生真正地理解教學內容，從而將科學思維過程變為自身的思考過程。但是如果僅憑肉眼或者攝影技術來觀察，既不容易觀察到物體運動的特點，也會因為拍攝的繁瑣等問題影響到知識的學習。通過科學課中運用信息技術的模擬功能可以為課堂提供實踐或真實的模擬情境和可操作性的操作平臺。在小學科學課堂中，信息技術在教學中的應用不僅是技術的應用和集成，而且是界面的呈現和互動顯示。教師應有技巧和目的地將科學課程教學內容與信息技術平臺進行有機融合，通過利用知識創造一個虛擬的教學整合環境，使知識更加可視化和直觀化。

信息技術創造的虛擬情境能有效促進學生的認知發展，激發學生的學習興趣。由于虛擬情境的真實性、形象性和可操作性，教師可以較好的開展課堂教學，學生在學習的過程中也可以培養自己的信息加工能力、分析問題、解決問題的能力。

二、啟示與建議

1.注重真實情境與虛擬情境的結合

所謂的運用在小學課堂上的信息技術創設的虛擬情境，并不是萬能的，也不是要顛覆現在的教學模式，教師要立足教學實踐和學情特點，根據學科內容通過虛擬情景的創設來呈現教學內容，在虛擬的情景中，有對知識概念、技能、實踐的逐一呈現，讓學生通過自己的觀察、思考，在實踐中得出相應問題的解決方法，從而來體驗和發現科學知識的全過程，以此來加深學生對知識技能的學習和理解。通過創設學習的情境，不僅可以讓學生把新學會的知識與先前的知識進行有效的連接，而且能夠喚醒現有的知識經驗，通過對信息的收集、分析自己所收集的成果，得出自己想要的結論來主動建構屬于自己的概念，從而能夠更加有效地掌握新知識，而且能夠令比較抽象的學科概念，變得更加的生動有趣，增強了學生的積極性和創造力。

當然這也不能全部靠信息技術得以實現，教師也要在小學科學的課堂中具有情境意識，教師要注重構造情境教學，將自己的課程設置及相應學科內容進行設計和組織。教師要著重培養學生情境構造的能力，通過循序漸進的教學方式及真實情境的運用，幫助學生更好地理解知識內容，從而較好地調動學生的學習興趣和積極性，實現培養學生科學素質的目標。

2.用軟件實現教學情境的還原

學生通過真實的情景獲得知識的學習，為學生獲取知識的方式打開了新的模式，然而在現實的小學科學課堂教學中，學生在學習過程中時常受到課程資源與時空限制，并不能高效地進行實際情境問題的模擬或分析，同時讓學生保持持續的專注力在情境中學習是很難可以實現的。在此基礎上，通過用信息技術手段模擬真實情況是一個很好的解決方案，它創造的虛擬教學情境可以模擬出與真實情境非常相似的境況，比較好地彌補了真實教學情境中的一些缺陷，實現教學情境的重建。

在教學中，教師可以充分地為學生們展示相應的場景，比如：熱帶雨林、南極冰山、星空探測、技術發展和植物的生長過程等等。通過虛擬場景的優勢可以創造出一個豐富、社會意義的文化、自然景觀或問題情境案例。當然，想要通過虛擬創造出不易體驗到的真實情境，更是離不開軟件底層架構的開發，只有將先進的理念和先進的計算機設備相結合，才能達到最大的發揮效果。雖然現在的計算機及各類信息化技術在充分的應用于中小學，但軟件的開發卻稍顯滯后，軟件的發展落后是導致虛擬教學情景難以實現的主要原因。很多學校雖然也配備相應硬件設備，但軟件遲遲不更新，很難發揮出它的最大作用。特別是經過大量實踐，對學生有作用的優秀軟件少之又少，因此，要在課堂中開展虛擬情境教學，是一個硬件軟件相互推進的過程，這不僅對相應的硬件廠商提出很大的要求，科學教師也要具備一定的計算機基礎，特別是可以根據自己的教學實踐，有意識地反饋給廠家。

3.充分運用科學教育網站的資源

通過網絡資源進行小學科學課程教學也是一種重要的教學方式和教學手段。通過互聯網，我們能夠從中獲得海量的視頻、圖像、聲音和文本信息。實驗模擬仿真同樣可以通過網絡進行，此時，原本靜態的課程內容將變得豐富多彩，動靜結合地把抽象的科學思維變得形象具體。除了運用信息技術手段和計算機軟件進行情景模擬外，還可以充分利用科學資源網站進行交互式、具象的教學情景復現。如在教學中利用在線游戲、在線搶答的方式進行知識的潛移默化，還可以充分利用模擬教室中的虛擬情景將知識進行更好的呈現。比如香港的實驗室，會將解剖小白鼠的實驗通過虛擬情景為學生們展示，從而提高學生的科學認知，再比如，它還會為學生們呈現海底地震、火山噴發、泥石流、洪水等自然災害的發生過程。這些網站上的課程教學內容的呈現不再局限于靜態文本或圖像，而是一個以學生為主體，充分將信息技術與學科知識的進行高效有機融合，將虛擬與現實呈現在學生面前，讓學生學習知識時身臨其境，獲得美妙的知識建構過程。

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