智慧教育助力科學(xué)教學(xué)初探

〔摘" "要〕" 隨著信息技術(shù)的迭代更新，以智慧教育為導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)改革已經(jīng)成為教育發(fā)展趨勢。智慧教育是指通過信息技術(shù)手段，實現(xiàn)教育資源的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為教育教學(xué)提供個性化、高效化的服務(wù)。科學(xué)教師需要結(jié)合實際情況，在教學(xué)中不斷探索與總結(jié)技術(shù)助力高效課堂的方法和策略。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；智慧教育；實踐探索

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0133-03

科學(xué)教育是落實立德樹人根本任務(wù)的重要途徑，科學(xué)課堂是培育國家戰(zhàn)略科技力量的基礎(chǔ)陣地。教師不能在今天的課堂用昨天的教學(xué)手段培育孩子，要讓他們適應(yīng)未來的發(fā)展變化。在信息技術(shù)不斷迭代更新的背景下，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)基于智慧教育，合理地將智能化教學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用到教學(xué)之中，實現(xiàn)教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容的變化與創(chuàng)新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)，最終實現(xiàn)提升科學(xué)核心素養(yǎng)、實現(xiàn)全面發(fā)展的目的。當(dāng)智慧教育真正落實到課堂，隨之而來的是對智慧手段如何適配教學(xué)內(nèi)容？如何才能做到合理高效應(yīng)用等諸多問題的思考。本文以蘇教版教材為探究實踐內(nèi)容，例談智慧教育在科學(xué)課堂的應(yīng)用。

一、智慧教育助力科學(xué)教學(xué)的意義

（一）符合政策要求

2024年12月，教育部辦公廳印發(fā)通知，探索中小學(xué)人工智能教育實施途徑，加強中小學(xué)人工智能教育。通知明確要求堅持立德樹人，堅持以人為本，遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，以人工智能引領(lǐng)構(gòu)建以人為本的創(chuàng)新教育生態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生正確處理人與技術(shù)、社會的關(guān)系，促進思維發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高解決實際問題的能力。堅持激發(fā)興趣，引導(dǎo)學(xué)生廣泛參與探究實踐，強調(diào)學(xué)用結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣和科學(xué)精神，提升數(shù)字素養(yǎng)與數(shù)字技能。

（二）體現(xiàn)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)理念

新課標(biāo)課程理念提出要面向全體學(xué)生，立足素養(yǎng)發(fā)展；激發(fā)學(xué)習(xí)動機，加強探究實踐；重視綜合評價，促進學(xué)生發(fā)展。在智慧教育科學(xué)課堂上，運用隨機選人、全班作答、作業(yè)提交等功能為全體學(xué)生提供了公平的學(xué)習(xí)與發(fā)展機會；在以探究和實踐為主的學(xué)習(xí)活動中，傳統(tǒng)課堂往往出現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)展示不全面、實驗現(xiàn)象不直觀、效果呈現(xiàn)不佳等教學(xué)問題，智慧教育學(xué)生作答、教學(xué)視頻展臺等功能便彌補了這一弊端；在綜合評價方面，智慧教育手段充分發(fā)揮教師、學(xué)生、家長等多主體參與評價的積極性，使課堂評價、作業(yè)評價、單元與期末評價都有數(shù)據(jù)支撐、均能留下評價依據(jù)材料。

（三）落實思維型教學(xué)原理

為了更好地落實新課程理念，小學(xué)科學(xué)學(xué)科教學(xué)遵循思維型教學(xué)原理，即動機激發(fā)、認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、自我監(jiān)控以及應(yīng)用遷移。在這一背景下，科學(xué)教師一直踐行科學(xué)探究過程以及思考在探究過程中學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，力爭構(gòu)建思維型課堂。

在小學(xué)科學(xué)課堂上應(yīng)用智慧教育，首先，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。學(xué)生通過運用模型建構(gòu)、推理論證、交流探究等方法，可以在學(xué)習(xí)過程中逐步培養(yǎng)這些能力。其次，智慧教育能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)他們的獨立思考，這是課堂教學(xué)的核心目標(biāo)。在這個過程中，學(xué)生不僅可以獲取科學(xué)知識，還可以更好地提升思維品質(zhì)。

此外，智慧教育也是課堂教學(xué)改革的一部分，目標(biāo)是從知識教育走向智慧教育，從培養(yǎng)“知識人”轉(zhuǎn)為培養(yǎng)“智慧者”。這一轉(zhuǎn)變不僅符合現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢，也有助于學(xué)生更好地適應(yīng)未來社會的需求。在不斷培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的背景下，小學(xué)科學(xué)的教學(xué)工作不僅要促進學(xué)生對科學(xué)基礎(chǔ)知識和技能的掌握，還要在教學(xué)過程中不斷培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。智慧教育這樣的教學(xué)方式有助于形成學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為他們的未來學(xué)習(xí)和生活打下堅實的基礎(chǔ)。

二、智慧教育助力科學(xué)教學(xué)初探

（一）數(shù)據(jù)采集助力學(xué)情分析

傳統(tǒng)的學(xué)情分析方法往往依賴于教師的個人經(jīng)驗和觀察，這不僅耗時耗力，而且可能存在主觀偏差。如今數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用可以自動收集和分析大量數(shù)據(jù)，減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，同時也能提高學(xué)情分析的準(zhǔn)確性。在實踐教學(xué)中，課前教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)置調(diào)查問卷，主要圍繞核心素養(yǎng)的四個方面，下發(fā)給各個班級，學(xué)生通過平板實現(xiàn)實時作答，教師可在后臺通過數(shù)據(jù)精準(zhǔn)了解所授班級的學(xué)情。通過科學(xué)、客觀的數(shù)據(jù)支持，可以幫助教師調(diào)整教學(xué)設(shè)計、優(yōu)化教學(xué)流程、改進教學(xué)資源。此外，在隨堂測驗環(huán)節(jié)，教師能實現(xiàn)點對點的學(xué)習(xí)效果分析。每道題的正答率、優(yōu)秀學(xué)生、錯誤選項一目了然。課后教師也可按人查看報告，通過點陣圖呈現(xiàn)每個學(xué)生的作答時間，了解學(xué)生思考經(jīng)歷，分析每個學(xué)生的課堂掌握情況。

（二）全班作答助力主動參與

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家迪昂在他的《精準(zhǔn)學(xué)習(xí)》一書中提到：注意、主動參與、錯誤反饋和鞏固是學(xué)習(xí)成功的秘訣。其中，主動參與也被稱為好奇心的運算，鼓勵著我們的大腦去不斷測試新的假設(shè)。如何保持學(xué)生的專注力和課堂參與度，長久以來是教師比較頭疼的問題。在技術(shù)發(fā)展的今天，科學(xué)教師可在課上通過屏幕推送實現(xiàn)全班作答、小組作答、PK作答等多種形式的全班參與。

在探究與實踐的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)全班作答的圖畫功能可以很好地收集學(xué)生課上的思維活動證據(jù)。實現(xiàn)激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的沖突，不斷進行自我監(jiān)控和修正，驅(qū)動科學(xué)思維的發(fā)展的效果。例如，在蘇教版科學(xué)五年級上冊《云和霧》一課學(xué)習(xí)前，教師發(fā)布全班作答任務(wù)，在圖片上畫出你認(rèn)為云和霧的成因；在教學(xué)完成后，讓學(xué)生對課前的圖畫進行修正，從而了解學(xué)生的認(rèn)知水平是否提高或轉(zhuǎn)變。在蘇教版科學(xué)四年級下冊《用種子繁殖》一課，教師引導(dǎo)學(xué)生解剖蠶豆種子后，將觀察到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)畫下來；教師總結(jié)種子結(jié)構(gòu)后，學(xué)生進行第二次繪畫，通過前后兩次對比使學(xué)生前后思維變化直觀呈現(xiàn)出來，進而達到自我反思與評價的作用。

小組作答和PK作答通過實時互動和即時反饋能夠吸引學(xué)生持續(xù)參與，以競技的形式進行，能夠激發(fā)參與者的競爭意識，學(xué)生會更加努力地學(xué)習(xí)和答題，以提高自己的排名和獲勝率。

（三）互動游戲助力課堂反饋

電子游戲之所以容易讓人沉迷，筆者認(rèn)為有兩點。其一在于及時反饋的互動感；其二在于游戲設(shè)計師知道如何通過將簡單關(guān)卡和困難關(guān)卡組合起來，并讓你可以自由選擇多次通過相同難度的關(guān)卡來降低失敗和受挫的風(fēng)險，從而獲得愉悅的感覺。基于此，我們的科學(xué)課堂也可以借助技術(shù)手段，依據(jù)教材內(nèi)容設(shè)置恰當(dāng)?shù)幕佑螒颉?/p>

在智慧課堂互動模塊教師可以設(shè)置分類游戲、連線游戲、知識翻翻卡、找碴兒游戲等等。例如蘇教版科學(xué)四年級下冊《龐大的“家族”》以及四年級上冊的《魚類》《鳥類》《哺乳動物》等這些以科學(xué)概念建立為重點的課，可設(shè)置分類游戲，“幫昆蟲、非昆蟲找到家”“是魚類？還是非魚類？”學(xué)生通過拖動圖片或文字到相應(yīng)分類欄中，參與活動。這一教學(xué)環(huán)節(jié)實現(xiàn)了教師和學(xué)生的雙向反饋。學(xué)生作答完畢提交即可反饋正誤，無須等待其他同學(xué)答完，自己也可以重新作答。這一教學(xué)環(huán)節(jié)對于學(xué)生來說，是在快樂中收獲了自我評價和練習(xí)鞏固的機會；對于教師而言，是對本堂課教學(xué)效果的檢驗和反饋，能更好地了解學(xué)情，為后續(xù)教學(xué)調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持。

（四）習(xí)慣打卡助力長期觀察

能運用感官或選擇合適工具觀察、描述、收集信息是3～6年級在探究實踐上的教學(xué)目標(biāo)。但在教學(xué)實踐中卻發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生無法養(yǎng)成長期觀察的習(xí)慣，容易半途而廢，進而造成學(xué)生無法體驗科學(xué)探究的全過程，對于教師來說這也成了教學(xué)的難點。

利用智慧教育習(xí)慣打卡功能，教師通過平板發(fā)布任務(wù)，設(shè)置打卡天數(shù)，明確學(xué)生提交形式，還可以設(shè)置補卡功能給未能及時打卡觀察的同學(xué)繼續(xù)探究的信心。此外，為培養(yǎng)小學(xué)生對事物觀察的好奇心和求知欲，基于觀察本身如實地記錄和報告觀察信息，教師要定時地進行線上線下的評價和反饋，尤其在長期觀察的中后段學(xué)生容易放棄，要增強師生、生生互動。這種智慧教育手段可以應(yīng)用于長周期的植物生長變化觀察、月相的觀察、蠶寶寶的飼養(yǎng)活動記錄或拓展觀察雞蛋的孵化過程等。

（五）資源分享助力自主學(xué)習(xí)

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》提出堅持創(chuàng)新導(dǎo)向。凸顯學(xué)生主體地位，關(guān)注學(xué)生個性化、多樣化的學(xué)習(xí)和發(fā)展需要，增強課程適宜性。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，有時教師想布置課前預(yù)習(xí)任務(wù)、課后進行拓展資源分享沒有途徑，學(xué)生自己收集學(xué)習(xí)資源費時費力，還容易接收到魚目混珠的錯誤信息。因此，為解決這樣的問題需要借助恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段。

智慧教育資源分享功能是一種在線教育工具，旨在幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)。通過這個功能，學(xué)生可以與其他學(xué)生、教師和家長共享學(xué)習(xí)資料、課程筆記、心得體會等，從而提高學(xué)習(xí)效果和興趣。鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和需求，選擇合適的學(xué)習(xí)資源，制定學(xué)習(xí)計劃，獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)。例如五年級下冊《微小的生命體》一課中有提前制作小水塘活動，可以采用課前視頻資源分享的方式，先讓學(xué)生了解制作方法，以便本節(jié)課學(xué)生活動順利開展。例如四年級上冊“簡單電路”單元以及五年級上冊《雨和雪》、三年級下冊《聲音的傳播》、五年級下冊《發(fā)霉與防霉》等課，學(xué)生可通過平板進行虛擬實驗操作，使抽象的知識變得直觀，這樣的即時互動與反饋，不限時空和次數(shù)，學(xué)生學(xué)習(xí)的沉浸感很強。此外，反映經(jīng)濟社會發(fā)展新變化、科學(xué)技術(shù)新成果的教學(xué)資源可分享至班級，供學(xué)生課后學(xué)習(xí)拓展提升。

三、總結(jié)與展望

智慧教育在小學(xué)科學(xué)課堂的應(yīng)用前景非常廣闊，有望為小學(xué)科學(xué)教育帶來革命性的變革。本文主要從教師角度闡述智慧教育手段在課堂上的應(yīng)用，以實現(xiàn)“以‘智’助教、以‘智’助學(xué)”。在如今的智慧課堂上，已經(jīng)可以看到越來越多的教師能靈活地應(yīng)用隨堂檢測、數(shù)據(jù)診斷、拍照上傳、投屏匯報、全班作答、隨機點名、隨機搶答、隨機批改等功能助力教學(xué)。其實，關(guān)于智慧教育的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)不僅限于教與學(xué)這兩個方面。它還實現(xiàn)了以‘智’助評、以‘智’助育、以‘智’助研、以‘智’助管”等相關(guān)的應(yīng)用場景實踐，涵蓋集體備課、課堂教學(xué)展示、課后學(xué)生訪談及評研等環(huán)節(jié)，為科學(xué)教學(xué)發(fā)展注入新活力。

在不斷地實踐探索中，筆者發(fā)現(xiàn)智慧教育的應(yīng)用，不僅是借助信息化設(shè)備完成教學(xué)，更多的是強調(diào)教師要創(chuàng)新教育理念與教學(xué)方法，積極進行教學(xué)改革，提高教學(xué)效率。只有教師適應(yīng)時代變化，結(jié)合實際運用恰當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)手段，才能賦能提質(zhì)科學(xué)課堂，未來才能培養(yǎng)出更多具備創(chuàng)新精神和實踐能力的科學(xué)人才。

參考文獻

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