芻議現代信息技術與小學科學教學的有機融合

摘要：隨著信息技術迅猛發展，現代教育尤其是小學科學教學正經歷深刻變革。本文探討了現代信息技術在小學科學教學中的應用現狀和融合路徑，比如分析多媒體、虛擬現實、大數據以及慕課等技術在教學中的具體案例，還提出了相應策略和實踐建議。通過優化教學設計、提升教師信息素養以及開發共享教學資源，可以促進信息技術與科學教學的深度融合，提高學生的科學素養和探究能力，為教育工作者提供實踐參考。

關鍵詞：信息技術；小學科學教學；教學設計；教師信息素養；教學資源共享

在信息化快速發展的這個時代，現代信息技術在教育領域里的應用已是大勢所趨。而小學科學教學作為基礎教育的重要組成部分，怎樣有效融合信息技術來提高教學質量、培養學生科學素養，這已成為當前教育研究的重要課題。本文旨在探討現代信息技術在小學科學教學中的應用現狀、融合路徑、具體案例以及策略實踐，以期為教育工作者提供參考和借鑒。

一、現代信息技術在小學科學教學中的應用現狀

（一）小學科學教學的特點與需求

小學科學教學具有啟蒙性、綜合性和實踐性等特點，其目的是培養學生的科學興趣與探究能力。因為學生在這一階段思維活躍且動手能力較強，還對新鮮事物充滿好奇，所以教學內容要生動有趣，教學方法要靈活多樣。而科學課程還需要提供豐富的實踐機會，讓學生通過觀察、實驗等活動，親身體驗科學探究過程，進而加深對科學知識的理解和掌握。

（二）現代信息技術在小學科學教學中的應用現狀分析

在現代信息技術的推動下，小學科學教學的模式和方法有了顯著變化，多媒體技術、網絡資源、智能設備等被廣泛應用，這就讓課堂教學變得更加生動、直觀和互動。教師可以利用多媒體課件展示復雜的科學現象，通過動畫和視頻使抽象概念變得具體且容易理解。網絡資源的豐富性和便捷性為教師提供了大量教學素材和參考資料，同時也為學生自主學習和課外探究提供了廣闊的平臺[1]。技術水平不均衡制約著信息技術的普及和應用，像一些學校因為設備不足或者教師信息素養有限，就沒辦法充分利用現代信息技術來進行教學，而且教師對信息技術的應用意識和能力也有待提升，很多教師在教學中還是習慣于傳統教學方法，對新技術的接受和使用有一定抵觸情緒，目前，我們還缺乏對信息技術與科學教學深度融合的認識和能力。另外教學內容和信息技術的結合度也不夠高，一些教師在應用信息技術時，缺少對教學目標和學生需求的深入理解，致使信息技術應用流于形式，不能真正提升教學效果。

二、現代信息技術與小學科學教學融合的主要路徑

（一）課程目標與信息技術的對接

在課程設計中，教師需要明確科學教學的目標，并考慮如何借助信息技術手段來實現這些目標。比如在學習“力”的相關知識時，教師能通過動畫演示力的作用效果，去幫助學生更直觀地理解力的概念，課程目標的設定要和信息技術的特性相結合，保證學生在知識獲取、技能提升以及情感態度等方面都能有所收獲。具體來說，可以通過設置動態課程目標，讓學生在自主探索中達到預期的學習效果，教師在制定課程目標時也應該關注信息技術的應用，去探索如何利用線上平臺進行知識的擴展與延伸，進而為學生提供更廣泛的學習資源和機會。

（二）教學內容的數字化與互動化

通過數字化，教師能把傳統教學內容轉變成更生動、直觀的形式，就像利用電子課件、視頻以及模擬實驗等多媒體資源來豐富課堂內容，提升學生學習興趣，而互動化的教學方式能通過在線討論、互動游戲等形式激發學生的參與感。比如在學習“水的循環”這一課題時，教師可以借助虛擬實驗室讓學生模擬水循環的各個環節，觀察水的變化過程，這種互動式學習不但加深了學生對知識的理解，還促進了學生的思維能力和創造力的發展。教師在設計教學內容時，應該充分利用信息技術，創造多樣的學習場景，讓學生在實踐中主動探索和學習。

（三）教學方法的創新與多樣化

傳統教學方法通常以教師為中心，不過現代信息技術的應用給教學方法的改革提供了新方向，教師可以采用翻轉課堂、項目學習這類新的教學模式，讓學生在課堂上能進行更多自主學習與合作探究。比如說在學習“植物生長”時，教師能讓學生分組去進行植物的觀察與記錄，用手機應用來記錄植物的生長數據并進行數據分析，這種方法不但提高了學生的實踐能力，還培養了學生的團隊合作精神和科學探究意識。教師應該積極探索信息技術在教學中的應用，利用在線學習平臺、社交媒體等多種方式，豐富教學手段，提升課堂的活躍度和趣味性[2]。

（四）評估與反饋機制的優化

傳統的評估方式常常側重于知識的掌握，而現代信息技術的應用為評估方式的多元化帶來了可能性，教師能通過在線測評工具、學習管理系統等手段來實現對學生學習情況的實時評估與反饋，就像在學生完成某一科學實驗后，教師可以利用電子問卷收集學生的實驗心得和遇到的問題，接下來，及時進行針對性的指導。這種動態的評估與反饋機制不但能幫助教師及時了解學生的學習情況，還能促使學生在學習過程中進行自我反思與改進。教師也應該鼓勵學生互評，通過小組討論和同伴評價的方式，促進學生之間的交流與學習，增強課堂的互動性和參與感。

三、現代信息技術在小學科學教學中的具體應用案例

（一）多媒體技術的應用

多媒體技術不但能把抽象的科學原理借助圖像、動畫及音頻呈現給學生，還能憑借互動性提升學生的參與感和興趣，在教學中教師利用它能將復雜的科學現象變為簡單易懂的視覺表現，就像在具體應用案例《蘋果為什么落地》中，教師能在課堂上用多媒體技術展示蘋果落地的動畫，還可以結合科學實驗視頻資料引導學生觀察蘋果落地現象。比如課堂開始教師先展示一段蘋果從樹上掉落的視頻并配合旁白解釋為什么物體受地球引力，接著利用多媒體課件引導學生討論“為什么蘋果會落地”，讓學生在觀看視頻和參與討論過程中初步形成對重力的認識。在這整個過程中，學生不僅能觀察到現實生活中的蘋果落地現象，還能通過視頻看到其他物體如羽毛、石頭等在地球引力作用下的運動方式，進而對重力概念有更直觀的理解。

（二）虛擬現實（VR）與增強現實（AR）的應用

在小學科學教學中，虛擬現實（VR）與增強現實（AR）技術逐漸顯現出其特有的優勢，VR技術能創建一個沉浸式虛擬環境，讓學生可以親身去體驗和探索科學現象，從而提升他們的學習動機與興趣。與傳統教學方法相比，VR能夠提供更加直觀生動的學習體驗，讓學生在安全的環境中進行實驗和探究，不受現實條件的限制。此外，而AR技術還可以在現實世界中疊加虛擬信息，讓學生在真實環境中與虛擬對象互動，從而加深對科學知識的理解和記憶。這種技術的應用不但能豐富課堂內容，還能提高學生的合作學習和自主探究能力，讓他們在互動中探尋知識的奧秘。在“小車的運動”這一課中，教師可以利用VR技術設計一個模擬小車在不同斜面和水平面上運動的場景，然后讓學生戴上VR頭盔進入虛擬的實驗室。

在這個虛擬實驗室里，學生能看到各種不同類型的小車和斜坡模型，教師引導學生觀察小車在不同條件下的運動情況，讓他們直觀感受到推力和拉力的作用。在實驗過程中，學生能通過手柄或其他控制設備來調節斜坡的高度、角度以及小車的重量，觀察這些因素怎樣影響小車的運動。通過這樣的互動方式，學生不但能更好地理解力的概念，還能在實踐中提出問題、進行假設并加以驗證。在實驗過程中，學生被分成了小組，進行合作探究。每組學生在虛擬環境中設計他們自己的實驗方案，探討不同變量對小車運動的影響。觀察小車運動的學生需要記錄下實驗數據，并依據觀察結果進行分析和討論。這一過程培養了學生的觀察能力、分析能力以及團隊合作能力，激勵他們在科學探究中主動提出問題和思考。教師還引導學生總結實驗結果，借助虛擬環境中的數據分析工具，幫助他們直觀地了解各個因素對小車運動的影響。

（三）大數據與人工智能的應用

大數據和人工智能（AI）技術在小學科學教學中展現出了強大的潛力，能為教育提供個性化、智能化的支持，大數據技術能通過收集和分析學生的學習數據，助力教師知曉學生的學習進度、習慣還有興趣，進而制定出更具針對性的教學策略。而AI技術能夠依據學生的表現和反饋，通過實時調整學習內容和難度，可以提高學習效果。并且AI還能夠通過智能化的學習平臺，提供即時的反饋和建議，幫助學生更好地掌握科學知識[3]。這種技術的結合不但提高了教學的有效性，還培養了學生自主學習和探索的能力，讓他們在科學學習中變得更加主動。以“玩滑梯的啟示”為案例，教師可以利用大數據和AI技術來設計一個智能化的科學學習平臺，在課程開始前，教師會給學生介紹摩擦力的概念，還讓學生在平臺上進行初步的在線調查，收集他們在玩滑梯時的觀察和感受，然后系統會根據學生的輸入數據，通過分析學生對摩擦力的理解程度以及在不同條件下滑梯的摩擦力變化情況，平臺將根據分析結果向學生推薦相應的學習資源，包括視頻、模擬實驗和課外閱讀材料等，以幫助學生更深入地理解摩擦力的相關知識。在實驗階段，學生可以通過該平臺進行在線實驗，模擬不同條件下的滑梯摩擦力。教師會為學生設計像改變滑梯表面材料、角度以及滑行物體類型這樣的一系列實驗任務，讓學生觀察和記錄摩擦力的變化。在實驗過程中，AI系統會實時監測學生的實驗數據，并生成圖表和分析報告以幫助學生更好地理解摩擦力與表面性質、物體質量等因素之間的關系。

（四）慕課、微課的應用

慕課（MOOC）和微課是現代信息技術在教育中的重要應用形式，為小學科學教學帶來了靈活多樣的學習方式，其中慕課是大規模開放在線課程，通常具有豐富的視頻內容、互動討論和評估機制，能夠讓學生在自主學習時接觸到更廣泛的科學知識，微課是把復雜知識點分解成短小且重點突出的教學視頻，適合作為課堂教學的補充或復習[4]。這些技術的應用可以讓學生根據自己的學習需求和節奏來選擇學習內容，從而提高學習的主動性和自主性。此外，慕課和微課還可以有效地與課堂教學相結合，擴展學生的學習資源，使科學知識變得更YRJnMwwy1n3mYELEqrUD/w==加生動具體，增強學習效果。以“生活中的靜電現象”為案例，教師可利用微課給學生提供電荷和靜電現象的直觀解釋，在課程開始前，教師就在學習平臺上發布一段時長約五分鐘的微課視頻，其內容既涵蓋了靜電的基本概念，也有相關實驗。在這段視頻中，教師通過像用塑料梳子吸引紙屑這樣生活中的實例，形象地展示了靜電的作用，而且視頻里教師還演示了簡單的實驗過程，指導學生如何用塑料瓶、氣球和其他生活材料做靜電實驗，學生看完微課后，能通過線上討論區提問和交流，這激發了他們對靜電現象的好奇心和探索欲望。在課堂上，教師可以組織學生進行實踐活動，讓他們在小組里利用微課中學到的知識，設計并完成自己的靜電實驗。例如學生們可以使用氣球和毛衣進行靜電實驗，觀察氣球與毛衣摩擦后是否能夠吸附小紙屑。

四、現代信息技術與小學科學教學融合的策略與實踐

（一）教學設計與信息技術的整合

教學設計與信息技術的整合是實現這一目標的基礎，在科學課程設計里，教師得充分考慮信息技術的優勢，制定出既符合課程標準又能激發學生興趣的教學方案，就像在教授“電路”相關知識時，可以利用多媒體展示電路圖和實際操作視頻，通過可視化形式，教師可以幫助學生理解電流的流動原理。此外，教師還可以引入互動軟件，讓學生在模擬環境中搭建電路，實時觀察電流變化，從而加深對電路知識的理解。

（二）教師信息素養的提升

教師應該不斷學習和掌握現代信息技術的應用能力，了解各類數字工具的使用方法以及它們在科學教學中的具體應用場景，通過參加專業培訓、學習網絡課程等辦法，教師能夠不斷更新知識體系，提升自身的科技素養[5]。比如，教師可以去學習怎么利用數據分析軟件對科學實驗結果進行統計與分析，或者掌握如何使用在線教學平臺來進行學生的作業布置與反饋，這樣的話，教師在課堂上不但能夠用技術手段提高教學效果，還能引導學生使用這些工具去進行自主學習，進而提高他們的信息素養和科技創新能力。

（三）教學資源的開發與共享

教師應積極利用網絡資源來開發適合小學科學教學的數字化教材和實驗資源，比如可以建立一個科學教學資源庫，把各類視頻資料、電子教材、互動實驗程序等都匯集起來供師生一起使用，而且教師還能與其他學校進行資源共享，交流教學經驗，互相學習、取長補短，在這個過程中，學生可以通過小組合作的方式，參與到資源開發中，制作與課程相關的教學視頻或課件，從而培養他們的創造力和團隊合作能力。

五、結束語

在信息化時代，現代信息技術在小學科學教學中的應用已然成為提升教學質量的重要途徑，借助多媒體、VR/AR、大數據與AI等技術的融合，教師能夠給學生提供更生動、更具互動性以及更個性化的學習體驗，這不但激發了學生的學習興趣，而且還促進了他們的科學探究能力和團隊合作精神，在未來，教師需要不斷提升信息素養，優化教學設計與資源共享，從而更好地應對信息技術帶來的挑戰，推動小學科學教育的創新發展。

參考文獻

[1]蘭建華.信息技術與小學科學整合芻議[J].學周刊，2017，（05）：46-47.

[2]李英.芻議信息技術與小學科學教學的有機融合[J].中文科技期刊數據庫（引文版）教育科學，2021，（11）：191-192+195.

[3]謝艷麗. 信息技術教學方法芻議[J]. 現代教育科學（中學教師），2015，（02）：171-171，159.

[4]朱翠萍.淺析信息技術與小學科學教學的有機融合[J].天天愛科學（教學研究）， 2020， （04）：3.

[5]安金淼.信息技術與小學科學教學的有機融合芻議[J].考試周刊， 22019（A2）：119-120.

潘德亮（1970.03-），男，漢族，山東昌樂，大專，一級教師，研究方向：小學科學教學。