發(fā)揮數(shù)字化教具的作用

〔摘 要〕 本文從科學核心素養(yǎng)的定義及其在小學教育中的重要性出發(fā)，深入分析數(shù)字化教具的作用與影響，詳細討論了通過這些教具實現(xiàn)科學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略：結合課程目標設計教具、促進探究式學習、增強互動性和參與感、支持個性化學習以及教師的專業(yè)發(fā)展。本文強調(diào)了數(shù)字化教具在提升學生科學學習體驗中的關鍵作用，為科學教育實踐提供了必要的指導和啟示。

〔關鍵詞〕 小學科學；數(shù)字化教具；核心素養(yǎng)

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 23 022-024

隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)字化教具已成為創(chuàng)新教學方法的重要工具。特別是在小學科學教育中，這些教具的引入不僅豐富了教學資源，還為學生提供了更加直觀、互動的學習體驗。研究聚焦于數(shù)字化教具如何有效培養(yǎng)小學生的科學核心素養(yǎng)，探索其在促進學生理解復雜科學概念、過程和思維方式中的作用，對于培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)及其未來的學習生活，都具有深遠的意義，它不僅涉及知識的積累，更重要的是培養(yǎng)學生的探究能力、批判性思維和解決問題的能力。

一、科學核心素養(yǎng)的概念

科學核心素養(yǎng)涵蓋了學生在科學學習過程中必須掌握的一系列能力和態(tài)度，這些能力和態(tài)度對學生未來的學業(yè)發(fā)展和日常生活具有深遠的影響。在當今快速發(fā)展的科技社會中，科學核心素養(yǎng)不僅僅是科學知識的累積，更重要的是能夠在復雜情境中運用這些知識進行思考和解決問題?？茖W觀念，作為科學核心素養(yǎng)的基石，包含了對自然世界的基本理解和科學概念的掌握，使學生通過科學課程能夠?qū)W習到生物、物理、化學等領域的基本原理和事實，這為他們解釋自然現(xiàn)象和應對生活中的科學問題提供了必要的知識基礎?？茖W思維則關注培養(yǎng)學生的邏輯推理、批判性思維和解決問題的能力，包括觀察、假設、實驗和數(shù)據(jù)分析等科學方法，使學生能夠在面對復雜問題時運用科學的方法來探求答案，提高他們的分析和決策能力。探究實踐，作為科學核心素養(yǎng)中的實踐部分，強調(diào)學生通過親身體驗和操作來進行學習，這種方式可以增強學生對科學知識的理解和記憶，更重要的是，通過實際操作學生可以學會如何在實驗中觀察、記錄、分析并得出結論，這種經(jīng)驗是理論學習難以替代的。態(tài)度責任則涉及學生對科學的態(tài)度和在科學學習及應用中應具備的品質(zhì)，包括對科學誠實原則的尊重、對環(huán)境和社會的責任感以及終身學習的意識。

二、數(shù)字化教具的作用

數(shù)字化教具不僅能豐富教學手段，還能為學生提供更加直觀、互動的學習體驗，有效促進對學生科學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。運用自制數(shù)字化教具，教學內(nèi)容能以更加生動、具體的形式呈現(xiàn)，從而幫助學生更好地理解復雜的科學概念和原理。數(shù)字化教具的引入，改變了學生的學習方式，使學習過程變得更加主動，學生的參與性更強。通過交互式的模擬實驗，學生可以在虛擬環(huán)境中親自操作、觀察實驗結果，這種過程大大激發(fā)了學生的學習興趣和探究欲望。這種方式還允許學生通過反復實驗，探索不同參數(shù)對實驗結果的影響，進一步深化了對科學原理的理解。由于這些教具通常設計有多種學習路徑和難度級別，能夠根據(jù)學生的學習進度和理解程度進行適當?shù)恼{(diào)整，從而滿足不同學生的個性化學習需求。這種個性化的學習體驗有助于提高學生的學習效率，同時也能減少學習中的挫折感，增強學生的學習動力。在促進學生科學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方面，自制數(shù)字化教具的作用尤為顯著，通過使用這些教具，學生不僅能夠?qū)W習到科學知識，更重要的是，他們能夠在實踐中培養(yǎng)科學思維方式，如觀察、分析、推理等能力。這些教具還能夠培養(yǎng)學生的合作精神和溝通技能，因為在使用教具進行學習活動時，學生往往需要與同伴合作，共同討論和解決問題。

三、發(fā)揮數(shù)字化教具作用有效培養(yǎng)學生科學核心素養(yǎng)的策略

（一）結合課程目標設計教具

數(shù)字化教具的設計過程要充分考慮科學課程的核心學習目標，包括科學觀念、科學思維、探究實踐和態(tài)度責任。例如，若課程目標旨在讓學生理解水循環(huán)的過程，教具的設計就可以模擬雨水從蒸發(fā)到降水的整個過程，通過交互式模擬實驗讓學生觀察并操作每一步驟，以實現(xiàn)對水循環(huán)科學概念的直觀理解。教具設計還應支持學生通過實際操作和實驗，培養(yǎng)他們的科學探究能力，這意味著教具不僅要展示科學現(xiàn)象，更要為學生提供探索、假設、實驗和驗證的機會。通過這樣的設計，學生可以在教師的引導下，主動提出問題、設計實驗、收集和分析數(shù)據(jù)，最終得出科學結論?；有詮姷慕叹吣軌蚋行У匚龑W生的注意力，提高學習效果，利用一些傳感器（溫度傳感器、力傳感器等）讓實驗數(shù)據(jù)更加直觀，實驗過程更加簡便，可以讓學生通過觸摸和滑動操作來探索科學現(xiàn)象，這種身體參與的學習方式能夠促進學生對科學知識的理解和記憶。通過提供不同難度級別的學習活動或讓學生根據(jù)自己的興趣選擇學習路徑，有助于培養(yǎng)學生的科學觀念，個性化學習有助于滿足不同學生的學習需求，提供適合每個學生的學習體驗，從而提高學習的有效性和學生的獲得感。

（二）促進探究式學習

通過數(shù)字化教具支持的探究式學習，學生被置于學習過程的中心，他們不再是被動的知識接受者，而是變成了積極的知識探索者。這種學習方式強調(diào)學生通過實際操作發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、設計和實施實驗以及對結果進行分析和解釋，這不僅有助于學生構建科學知識體系，還促進批判性思維、解決問題和自主學習能力的發(fā)展。如利用數(shù)字化教具模擬生態(tài)系統(tǒng)的運作，學生可以通過改變某些變量（如溫度、濕度、光照等）來觀察對生態(tài)系統(tǒng)中植物和動物的影響。這種互動和模擬實驗不僅增加了學習的趣味性，也使學生能夠直觀地理解生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和動態(tài)性，以及人類活動對環(huán)境的潛在影響。自制數(shù)字化教具還可以根據(jù)不同學生的學習節(jié)奏和興趣進行個性化設置，提供不同難度級別的探究活動。這樣的設計考慮了學生的差異，使所有學生都能在能力范圍內(nèi)進行科學探究，進一步提高了學習的包容性和有效性。數(shù)字化教具的使用，還促進師生之間以及學生的互動與合作，在探究式學習的過程中，教師作為指導者和助手，協(xié)助學生制訂學習目標，并提供必要的學習資源，同時鼓勵學生之間開展討論和合作，共同解決問題。這種教學模式不僅加強了學生的社會交往技能，還培養(yǎng)了他們的團隊合作精神。

（三）增強互動性和參與感

互動性強的教具能夠通過多種方式激發(fā)學生的學習興趣，通過觸摸屏操作、虛擬現(xiàn)實體驗或者在線協(xié)作平臺，學生可以在探索科學概念的過程中享受到游戲般的樂趣。這種學習方式不僅提高了學生對科學學習的興趣。而且還幫助他們在實踐中理解抽象的科學理論，使學習過程變得更加生動和具有吸引力。互動性強的教具還能夠提供即時反饋，這對學生的學習至關重要。學生在完成某個任務或?qū)嶒灪罂梢粤⒓传@得反饋，了解自己的學習情況，從而對自己的學習進度有一個明確的認識。這種即時反饋機制不僅可以增強學生的學習動力，還可以幫助他們及時調(diào)整學習策略，提高學習效率。通過設計富有挑戰(zhàn)性的任務和游戲，教師鼓勵學生主動參與學習過程，與同伴合作解決問題，這種參與方式不僅加深學生對科學知識的理解，而且還培養(yǎng)他們的團隊合作能力和社交技能。學生在合作中學習，通過共同探討、交流和解決問題，提高了科學素養(yǎng)，同時也學會了尊重和傾聽他人的觀點。自制數(shù)字化教具的高度互動性和強大的參與感還能夠適應不同學生的學習需求，通過個性化的學習路徑和多樣化的學習資源，每個學生都能根據(jù)自己的興趣和能力選擇最適合自己的學習方式。這種個性化的學習體驗有助于提升學生的學習滿意度，使所有學生都能在科學學習中找到樂趣和成就感。

（四）支持個性化學習

個性化學習的核心在于認識到學生之間存在的差異，這些差異可能源于他們的興趣、學習速度、知識背景以及學習風格。數(shù)字化教具通過提供定制化的學習體驗，使每位學生都能夠根據(jù)自己的特點和需要進行學習，從而最大限度地提高學習效率和效果。通過嵌入不同層次的學習任務、調(diào)整教學難度、提供多樣化的學習資源，自制數(shù)字化教具能夠滿足不同學生的學習需求。對于難度較大的科學概念，教具可以通過分層次展示信息，讓學生根據(jù)自己的理解能力逐步深入，或者通過提供不同形式的解釋和實例來滿足不同學生的理解方式。個性化學習還涉及學習路徑的多樣化，數(shù)字化教具可以設計成允許學生根據(jù)自己的興趣和好奇心選擇學習的方向和內(nèi)容，這種自主選擇的過程不僅能夠增加學生對學習活動的投入度，還有助于提高學生在學習過程中的積極性和獨立性。在支持個性化學習的同時，數(shù)字化教具還提供了即時反饋和評估機制，這種機制可以幫助學生及時了解自己的學習進度和存在的問題，對于教師而言，也能夠根據(jù)學生的學習數(shù)據(jù)進行教學調(diào)整和優(yōu)化。通過這種方式，教學活動更加貼近學生的實際需要，有助于提升學習的個性化和精準度。因此，教師不僅需要掌握如何有效利用數(shù)字化教具進行教學的技能，還需要能夠根據(jù)學生的反饋和學習數(shù)據(jù)調(diào)整教學策略和內(nèi)容。

（五）教師的專業(yè)發(fā)展

教具的有效整合與使用依賴于教師的專業(yè)能力與教學策略的不斷進步和創(chuàng)新。教師的專業(yè)發(fā)展策略涉及多個方面，包括提高對科學觀念的理解、加強科學思維的教學方法、深化探究實踐的引導技巧，以及強化教學中的態(tài)度和責任感。在科學觀念的教學中，教師需深入理解科學的基本概念和理論，以便精確地向?qū)W生傳達科學知識。參與專業(yè)發(fā)展課程能讓教師更新其科學知識庫，并學習將復雜的科學理論簡化成易于理解的形式。在科學思維方面，教師的專業(yè)發(fā)展應側重于培養(yǎng)學生運用批判性思維、邏輯推理以及科學方法（如觀察、假設、實驗和結論）的能力。通過專門的培訓，教師可以掌握如何設計鼓勵學生思考的活動，并將自制數(shù)字化教具作為支撐工具，提高學生的科學思維能力。探究實踐的引導則需要教師能夠設計和實施以學生為中心的科學實驗和項目。教師應學習如何創(chuàng)建富有挑戰(zhàn)性的探究環(huán)境、使用數(shù)字化教具模擬科學過程，并有效引導學生進行科學探究。在態(tài)度與責任的教育中，教師的專業(yè)發(fā)展重點是培養(yǎng)學生的科學責任感和倫理意識。教師需學習如何通過教學活動強化學生的環(huán)保意識、誠信意識及對科學的尊重，這包括在使用數(shù)字化教具時向?qū)W生灌輸正確的科學態(tài)度，教育他們認識到科學探究對社會和環(huán)境可能帶來的影響。

四、結論與建議

顯而易見，數(shù)字化教具在小學科學教育中發(fā)揮著至關重要的作用，特別是在培養(yǎng)學生科學核心素養(yǎng)方面。為了最大化地發(fā)揮這些教具的教學效益，建議對教師進行專業(yè)培訓，讓他們掌握將這些工具有效融入教學實踐的策略。同時，學校還應支持教師進行創(chuàng)新教學的嘗試和反思，鼓勵教師根據(jù)學生的具體反饋調(diào)整教學方法。未來，還可以進一步探索如何優(yōu)化數(shù)字化教具的設計，以更有效地滿足學生多樣化的學習需求，從而更深入地推動學生科學核心素養(yǎng)的成長。

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