◇黃小偉(浙江:龍港市第五小學)
隨著信息技術的高速發展,當下教師的教學理念發生了改變,小學科學課堂的教學模式也發生了變化。但是,由于教學手段和教學策略等方面的問題,導致學生的核心素養發展并不理想,亟待采取新的教學手段。在此環境下,融入信息技術的科學課程教學模式應運而生。
學情分析是教學目標設定的基礎。因為只有真正了解學生的現有知識經驗和心理認知特點,才能確定學生在學習活動中的最近發展區即已經達到的發展水平與可能達到的發展水平之間的區域。從科學觀念、探究實踐、科學思維、態度責任等方面闡述最近發展區就是教與學的目標,并以此為中心設計出適合學生的教學活動,才能充分激發學生的學習內驅力,使之主動探尋解決問題的方法,真正發展核心素養。
用交互軟件的問卷功能做課前調查,可以將學情分析更細化、更聚焦、更實用,為開展教學目標的設定提供依據。
例如:在四上第三單元“運動和力”的學情調查中,利用問卷功能的多種題型(圖1具有學情調查需求的多種題型)可以對學生的學前認知進行多角度的了解,且通過關聯邏輯和跳轉邏輯聚焦摩擦進行追問,細化思維節點,使隱性的科學思維顯性化。(圖2聚焦摩擦)

圖1

圖2
利用問卷的統計功能,教師可以用少量時間就全面了解學生的思維起點。統計結果顯示,參與學情調查的200 多個學生中有100 個左右是知道摩擦力存在且阻礙物體運動的,但真正理解摩擦是在物體接觸面有運動時才發生的只有20 個學生。這說明,大部分學生不知道摩擦是怎么形成的。
據以上對摩擦力的學情分析,大部分學生不知道摩擦是怎么形成的,是因為他們沒有見過摩擦發生的過程。于是可以將教學目標定為觀察、比較物體分別處于運動和靜止狀態時,接觸面發生的變化,讓學生理解摩擦發生的原因,通過課堂預設活動自主構建摩擦力概念。在課堂預設中,我們可以錄制不同運動狀態下接觸面變化的對比視頻,幫助學生進行思維活動,構建摩擦力概念。
小學科學課程中的一些科學知識具有一定的抽象性,理解難度較大,而小學生的學習能力和理解能力較弱,單單靠生活經驗、體驗活動和教師講解,大部分學生根本無法理解抽象科學知識的具體內涵,更不用說遷移運用、解決實際問題了。所以,運用現代數字技術錄制重點素材,做成直觀、生動的微課,可以幫助學生理解抽象的科學知識。
以本單元的摩擦力概念構建為例。摩擦力是指一個物體在另一個物體表面運動時,接觸面發生摩擦而產生的一種阻礙物體運動的力。大部分教師都會讓學生體驗“手掌壓在桌面上運動”感知桌面阻礙手掌運動的力,為了更好地理解在接觸面發生摩擦產生的力,還會體驗“手掌在桌面上方運動”做對比研究。若問學生:教師此時站在地面上,與地面之間有摩擦存在而產生摩擦力嗎?教室里絕對會出現“有”和“沒有”兩種截然不同的聲音。教師再追問回答“沒有”的學生,請他們說出理由時,舉手者就寥寥無幾。這說明,這樣的對比體驗活動可以讓學生感受摩擦力的存在,但構建概念還不夠直觀,最好直接讓其看到運動時摩擦的存在。
我們可以將素材整合成微課,幫助學生更直觀地將觀察到的現象轉化為個人的思維活動,從而構建概念。微課展示足球在草地上從滾動到慢慢停下來的過程,對著接觸面慢動作錄制視頻,學生會很清晰地看到足球在前進中,不斷地努力推倒前面的草,被推倒的草又不斷努力地站起來的過程,直觀地看到物體運動時摩擦是怎樣阻礙物體運動的。靜止在地面上的球就沒有這樣的過程,沒有產生摩擦。由此,學生對摩擦的科學概念初步建構,通過解釋視頻中滾動在綠茵場上的足球慢慢停下來的原因,完成自主建構摩擦概念。再通過動畫放大演示中的水珠在光滑的玻璃上滑行,看似非常光滑的玻璃表面也是凹凸不平的,即使水珠在其表面滑行也受到摩擦力,從而真正實現摩擦力概念的構建。
學生的認知水平是不同的,不同水平的學生對教學內容的學習能力也是不同的。我們在教學過程中經常發現在探究實踐環節,總有學生被邊緣化,盡管是分組實驗,有些小組卻總是特別慢,甚至有個別小組淪為別組的看客。究其原因,是學生不會操作或不敢操作。教師可以將實驗操作的各個技術環節錄制成微課,將難點呈現在同一張PPT中,各個視頻自動循環播放,為學生的全員真探究提供支架。
例如:在《橡皮筋驅動小車》的探究實踐環節,纏繞皮筋和圈數的正確方法并不是本課的學習目標,其也不存在思維含金量,但卻是探究活動能否進行的關鍵點。教師通過展示所示PPT 和纏繞皮筋視頻,為有需要的學生提供有效快速的纏繞方法,大大節省了探究活動的準備時間;而纏繞皮筋圈數的正確方法則為學生獲取有效證據提供了支持。探究過程微課為完成探究任務特別困難的學生明確改變哪個變量與解決問題有關,并就控制起點、終點測量距離方法等提供了細節指導。PPT內所有視頻全程自動循環播放,需求不同的學生各取所需,無須教師占用大量的課堂時間強調實驗要點,給足他們自主探究的空間和時間,做真正的觀察和實踐,突破難點,從而貫徹落實了面向全體學生、立足素養發展的新課程理念。
選擇探究活動有創意的或有示范作用的亮點小組,將其探究過程中的亮點錄制成微課。將亮點微課以二維碼的形式放在素養作業中展示,既能激勵學生繼續探究,又能運用同伴互助的力量幫助能力薄弱學生遷移運用課堂教學的關鍵概念,提高學習能力。
例如:本單元的《運動的小車》素養作業意圖是延續小車的情境,巧妙設置小車撞蛋這個富有童趣又便于觀察的實驗,讓學生遷移運用課堂教學的關鍵概念和能力。由于課堂小組活動中各成員是分工合作,分工不同,因而總有成員沒有機會在課堂上動手實踐。這些學生因動手能力不強,在小組探究活動中不會主動承擔動手任務,但其內心是渴望實踐的。在此,他們只需掃二維碼就能方便地獲取亮點微課的支持,實現自主探究,獲得關鍵能力,促進自身核心素養的發展。
新課標指出,科學課程要培養的是學生的核心素養,包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等。筆者認為,探究實踐是核心,學生可通過探究實踐獲取信息和證據,再運用歸納、推理、論證、建模等思維方法進行解釋,最后通過師生之間、生生之間的交流與論證,構建科學觀念,并逐漸形成科學態度與社會責任。信息技術軟件中的交互應用技術打破了傳統黑板及投影的不足,使及時直觀地呈現課堂生成成為可能,從而讓學生深入探究、進行交流論證等深入學習的思維活動有據可依,讓全員核心素養養成不再是口號。
各大信息網絡都有強大的資源庫功能,教師可以根據課堂教學需要,搜索各種資源,如圖片、視頻、音頻等。這些資源可以被用來支持學生的自主探究活動。
例如:本單元的《設計制作小車(二)》,學生在測試環節會不斷地發現問題并解決問題,對小車不斷地進行改進。而有些問題并不是學生的現有水平能夠解決的,比如學生發現小車走著走著方向歪了,這是學生目前的知識儲備和有限的能力解決不了的。教師可搭建網絡自帶的搜索功能,以其豐富的文字、圖片和視頻等資料,為學生解決問題提供路徑。
例如:在《用橡皮筋驅動小車》的研討環節,運用手機投屏與電腦同屏互動功能,可以實時傳播、實時呈現課堂生成,即時交流共享,促進學生核心素養發展。
教師先利用手機相機功能,有選擇地錄制各組探究過程片段,并拍攝各小組數據,獲取實驗過程中的生成資源。其次,運用拍照上傳功能將各組數據投屏于電腦,大屏幕展現的是全班的大數據。數據一展現,每個學生都很興奮地對比自己組與別組的數據,初步歸納出“皮筋圈數越多,皮筋被拉得越長,彈力越大,小車行駛越遠”的科學定論。眼尖的學生發現第8組、第5組數據有異常,手機同步電腦精準推送兩組數據,助推全體學生思維卷入。在第8、第5兩小組分別進行質疑復盤時,教師用交互軟件通過手機實時操作PPT 的功能,將兩小組的探究視頻片段與實驗指導視頻整合于一張PPT 功能上。同時,自動播放,學生很容易通過對比發現,第8 組的數據異常是每次小車運動的前面一段時間輪子在飛轉而小車卻沒有前進(因摩擦力太小而導致的打滑現象),且隨著圈數的增加,輪子打滑的時間也變長。第5 組數據異常是因為皮筋出現毛刺,處于斷裂的邊緣,更換皮筋后數據就正常了。生生之間在直觀的證據面前深入交流,進一步完善之前的科學觀念——在皮筋承受范圍內,沒有打滑的情況下,皮筋纏繞圈數越多,皮筋被拉得越長,彈力越大,小車行駛越遠。整個過程是不斷發現問題、解決問題的過程。隨著探究不斷深入,學生不僅科學思維得到發展,也形成了實事求是、追求真理的科學態度。
在進行大單元項目式學習時,除了前置項目評價任務評價學生外,還可以用課堂加分機制對學生的學習過程進行實時評價。根據學生在解答問題、實驗操作、自主探究、小組合作等活動中的表現,開展實時學習評價。
例如:在《用橡皮筋驅動小車》的課堂教學中,小組分工合作合理提高了探究效率,就立刻增加了一個代表探究能力的爆米花;學生認真傾聽別組的匯報并提出自己的想法,就可以點亮代表思維投入的小燈泡。學生的傾聽、實驗設計與操作、交流與反饋、參與合作、記錄等,這些課堂表現都可以即時記錄。隨著課堂積分的增加,學生的學習自信心暴增,同時也會發現自身學習過程中的問題和薄弱環節,并通過自我反思形成更好的學習方法,促進學生全面而有個性地發展。
數字時代下,教師借助信息技術,通過問卷功能微調學情,精準地實現“以學定教”;通過微課精準推送,為學生重點學習、難點突破、同伴互助提供有力支架;通過微研深學,即借助信息技術強大的教學輔助手段豐富教學形式,不斷促進學生積極、主動地深入探究,促進師生間、生生間互動,踐行科學課程培養學生的核心素養,使小學科學課堂教學走向素養發展的新樣態。