信息技術(shù)輔助《空氣的成分》全程教學(xué)

〔摘" "要〕" 本文以教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣的成分》一課為例，探討如何運(yùn)用信息技術(shù)手段優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升其科學(xué)探究能力。教學(xué)實(shí)踐中，教師運(yùn)用信息技術(shù)的輔助，不僅突破了空氣成分抽象難懂的教學(xué)難點(diǎn)，還幫助學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)了空氣各成分的比例和功能，培養(yǎng)了他們的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皡f(xié)作能力。研究表明，科學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的融合，不僅提高了課堂效率，還為學(xué)生構(gòu)建科學(xué)素養(yǎng)提供了強(qiáng)有力的支持，具有較高的實(shí)踐價(jià)值和推廣意義。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；信息技術(shù)；創(chuàng)新融合

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）21" " 0061-03

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)課堂教學(xué)正逐步向信息化方向轉(zhuǎn)型，科學(xué)課程作為培養(yǎng)學(xué)生探究能力的重要學(xué)科，也迎來了深度融合信息技術(shù)的契機(jī)。在小學(xué)科學(xué)課程中，將信息技術(shù)創(chuàng)新性地融入課堂，不僅可以優(yōu)化教學(xué)流程，還能夠突破重難點(diǎn)，讓學(xué)生以更加直觀和深刻的方式理解科學(xué)知識(shí)。

一、課前部分，運(yùn)用微課導(dǎo)入教學(xué)

（一）激發(fā)學(xué)生對(duì)空氣成分的探究興趣

在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以通過微課視頻的形式，營(yíng)造一個(gè)與空氣相關(guān)的真實(shí)情境。例如，播放一段關(guān)于“太空生活”的微課，展示宇航員如何在沒有空氣的環(huán)境中生存，以及地球空氣對(duì)生命的重要性。視頻結(jié)束后，教師提問：“空氣在我們的生活中看不見摸不著，那它到底是什么？包含了哪些成分？”微課通過圖文并茂的動(dòng)態(tài)內(nèi)容，將生活現(xiàn)象與科學(xué)知識(shí)緊密結(jié)合，不僅能夠吸引學(xué)生的注意力，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。利用信息技術(shù)，將抽象的科學(xué)問題以直觀形式呈現(xiàn)，使學(xué)生在好奇心的驅(qū)使下，主動(dòng)投入后續(xù)的學(xué)習(xí)和探究活動(dòng)。

（二）幫助學(xué)生建立空氣成分的科學(xué)認(rèn)知

教師可設(shè)計(jì)一段2～3分鐘的微課，展示空氣成分的比例及其作用。微課中以動(dòng)畫形式展示空氣成分的組成（如氮?dú)?8%、氧氣21%、二氧化碳0.03%等），配合生活化的場(chǎng)景說明各成分的功能：氧氣用于呼吸，二氧化碳參與植物的光合作用，氮?dú)饩哂斜Ｗo(hù)性作用等。動(dòng)態(tài)的餅狀圖和情境化的講解使復(fù)雜的數(shù)據(jù)變得生動(dòng)形象。在播放微課后，教師提問：“你有沒有想過，如果空氣成分比例發(fā)生變化，會(huì)對(duì)我們的生活產(chǎn)生什么影響？”通過微課輔助，學(xué)生對(duì)空氣成分有了初步了解，并對(duì)其功能產(chǎn)生興趣，同時(shí)為接下來的探究實(shí)驗(yàn)埋下思維伏筆。

（三）引導(dǎo)學(xué)生確立探究方向

微課還可以幫助學(xué)生梳理探究的主題和方向。例如，教師播放一段實(shí)驗(yàn)演示微課：將蠟燭放在密閉容器中，隨著氧氣的消耗，蠟燭逐漸熄滅。視頻結(jié)束后，教師提出思考性問題：“空氣中為什么會(huì)有氧氣？氧氣消耗后會(huì)發(fā)生什么？其他成分對(duì)我們的生活有什么影響？”通過這一微課的導(dǎo)入，學(xué)生不僅感知到了空氣成分的重要性，還對(duì)“氧氣的作用”和“其他成分的功能”產(chǎn)生了探究興趣。在此基礎(chǔ)上，教師組織學(xué)生分組討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證空氣中不同成分的特性，從而引導(dǎo)學(xué)生明確探究任務(wù)。信息技術(shù)通過可視化與互動(dòng)性的結(jié)合，讓學(xué)生的思維更加活躍，為科學(xué)探究奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、課堂部分，運(yùn)用VR技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)

（一）模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)意識(shí)

傳統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)受限于課堂空間和材料條件，某些實(shí)驗(yàn)可能因安全或技術(shù)限制而無法在課堂上進(jìn)行。而運(yùn)用VR技術(shù)，教師就可以為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生能夠身臨其境地觀察到各種實(shí)驗(yàn)過程。在教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣的成分》一課中，教師可以利用VR技術(shù)展示一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程，通過虛擬實(shí)驗(yàn)演示空氣成分的分離和氧氣的助燃作用。學(xué)生佩戴VR頭盔后，可以從不同的視角觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，真實(shí)地感受到空氣成分如何影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過沉浸式的體驗(yàn)，學(xué)生能夠更加清晰地理解空氣成分的比例和作用，避免了由于實(shí)際操作難度或設(shè)備限制無法呈現(xiàn)某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的局限性。VR技術(shù)為學(xué)生提供了一個(gè)可視化、交互性強(qiáng)的學(xué)習(xí)平臺(tái)，幫助他們深入理解復(fù)雜的科學(xué)概念，從而激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和探究精神。

（二）提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生往往是根據(jù)教師的指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也依賴于學(xué)生的觀察記錄。在VR技術(shù)的支持下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)可以通過實(shí)時(shí)反饋呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并根據(jù)自己的操作結(jié)果獲取即時(shí)的反饋。比如，在進(jìn)行“氧氣助燃”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生通過虛擬環(huán)境點(diǎn)燃蠟燭，VR系統(tǒng)將自動(dòng)顯示氧氣消耗的比例，并反饋是否成功點(diǎn)燃。通過互動(dòng)式的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生不僅能夠更好地理解空氣中各成分的作用，還能通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自主探究。在VR環(huán)境下，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整虛擬實(shí)驗(yàn)的條件，探究不同氧氣比例對(duì)助燃效果的影響。基于VR技術(shù)的互動(dòng)反饋功能，極大地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的深入理解。

（三）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)反思，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

VR技術(shù)不僅能夠讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)過程中，還能幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)反思。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往難以回顧和分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，而通過VR技術(shù)，學(xué)生可以隨時(shí)回溯實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。教師可以設(shè)計(jì)一段實(shí)驗(yàn)回放的VR視頻，學(xué)生通過虛擬視角回顧整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作步驟、數(shù)據(jù)變化和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并思考實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題和改進(jìn)方案。在進(jìn)行空氣成分分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以通過VR觀看空氣中氮?dú)狻⒀鯕獾瘸煞值姆植歼^程，分析實(shí)驗(yàn)中可能的誤差或不足之處。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在回放過程中發(fā)現(xiàn)問題，并提出改進(jìn)意見，促進(jìn)學(xué)生從中獲得更深層次的思考。

三、課后部分，運(yùn)用測(cè)驗(yàn)軟件鞏固所學(xué)知識(shí)

（一）幫助學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)，檢測(cè)學(xué)習(xí)成果

課后測(cè)驗(yàn)是學(xué)生鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容的有效途徑。運(yùn)用測(cè)驗(yàn)軟件，教師可以根據(jù)教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣的成分》一課的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)一系列有針對(duì)性的測(cè)試題目，幫助學(xué)生及時(shí)檢測(cè)知識(shí)的掌握程度。在測(cè)驗(yàn)軟件中，教師可以設(shè)置多種題型，例如選擇題、判斷題、填空題等，涵蓋空氣的成分、比例及其功能等知識(shí)點(diǎn)。由于測(cè)驗(yàn)軟件具有即時(shí)反饋功能，學(xué)生完成測(cè)試后可以立即得到結(jié)果，軟件會(huì)根據(jù)學(xué)生的作答情況提供詳細(xì)的解析和錯(cuò)誤提示，幫助學(xué)生找出薄弱環(huán)節(jié)。例如，如果學(xué)生在回答氧氣、氮?dú)獗壤葐栴}時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，軟件會(huì)自動(dòng)提示正確答案并解釋其科學(xué)依據(jù)。即時(shí)反饋有助于學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，加深記憶，并及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略。而教師則可以根據(jù)學(xué)生的測(cè)驗(yàn)成績(jī)，了解他們?cè)谥R(shí)掌握上的具體問題，從而為后續(xù)的教學(xué)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。

（二）提供個(gè)性化學(xué)習(xí)方案，促進(jìn)差異化教學(xué)

每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解深度不同，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)難以做到全面顧及每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)差異。而測(cè)驗(yàn)軟件的優(yōu)勢(shì)之一就是能夠根據(jù)學(xué)生的測(cè)試結(jié)果，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議。根據(jù)教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣的成分》一課的教學(xué)內(nèi)容，教師可以設(shè)置不同難度層次的題目，幫助學(xué)生有針對(duì)性地鞏固自己薄弱的知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于知識(shí)掌握較好的學(xué)生，測(cè)驗(yàn)軟件可以提供更具挑戰(zhàn)性的題目，如要求學(xué)生分析空氣成分比例變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響；而對(duì)于基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，軟件則可以自動(dòng)提供更多關(guān)于空氣成分基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固練習(xí)，如通過配對(duì)題加深學(xué)生對(duì)空氣中各成分的記憶。通過個(gè)性化、差異化測(cè)驗(yàn)方式，測(cè)驗(yàn)軟件能夠滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，幫助他們?cè)趥€(gè)別薄弱點(diǎn)上得到有效提高。基于數(shù)據(jù)的個(gè)性化教學(xué)，顯著增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高了教學(xué)的精度。

（三）進(jìn)行反思性學(xué)習(xí)，提升學(xué)生批判性思維水平

測(cè)驗(yàn)軟件不僅可以幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的鞏固，還能夠促進(jìn)學(xué)生的反思性學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)的課堂上，學(xué)生完成作業(yè)或考試后，可能會(huì)忽視錯(cuò)誤答案的原因，缺乏反思和總結(jié)，而測(cè)驗(yàn)軟件可以提供詳細(xì)的錯(cuò)誤分析報(bào)告，幫助學(xué)生了解出錯(cuò)的原因并進(jìn)行深度思考。例如，學(xué)生在回答有關(guān)空氣成分比例的問題時(shí)如果答錯(cuò)，測(cè)驗(yàn)軟件會(huì)提供詳細(xì)解析，解釋氧氣、氮?dú)夂投趸荚诳諝庵械谋壤捌浔澈蟮目茖W(xué)原理。錯(cuò)誤分析與反饋，不僅能夠幫助學(xué)生糾正知識(shí)點(diǎn)上的偏差，還能夠引導(dǎo)學(xué)生思考為何這些成分會(huì)以特定比例存在，進(jìn)而培養(yǎng)他們的批判性思維。在學(xué)習(xí)教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣的成分》一課時(shí)，學(xué)生通過反思自己在測(cè)驗(yàn)中的錯(cuò)誤，能夠更深入地理解空氣成分與自然界之間的關(guān)系，從而為今后的科學(xué)學(xué)習(xí)打下更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過測(cè)驗(yàn)軟件提供的反思性學(xué)習(xí)功能，學(xué)生能夠在錯(cuò)誤中汲取教訓(xùn)，并形成更加全面、深入的知識(shí)體系。

四、作業(yè)部分，運(yùn)用視頻軟件記錄課程實(shí)踐

（一）利用視頻軟件增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐感知能力

教師可以使用視頻軟件實(shí)時(shí)錄制學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程，記錄實(shí)驗(yàn)步驟、操作細(xì)節(jié)以及實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的意外情況。布置作業(yè)后，教師可以把視頻內(nèi)容發(fā)布到班級(jí)學(xué)習(xí)平臺(tái)上，讓學(xué)生回顧自己的實(shí)驗(yàn)操作，尤其是那些由于操作不當(dāng)或者理解不夠深入導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的環(huán)節(jié)。視頻軟件不僅能夠記錄實(shí)驗(yàn)的全過程，還能通過暫停和回放功能幫助學(xué)生逐步理解每一步操作的科學(xué)原理，例如為何將燃燒的蠟燭放入瓶中會(huì)熄滅，如何通過這些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證空氣成分的重要性。通過這種方式，學(xué)生能更加清晰地理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉襟E及其背后的科學(xué)原理，進(jìn)而增強(qiáng)他們的動(dòng)手實(shí)踐能力。

（二）通過視頻作業(yè)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

學(xué)生可以通過視頻展示自己在實(shí)驗(yàn)中的操作過程、遇到的難題、解決方法以及最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。例如，學(xué)生可以在視頻中展示如何用簡(jiǎn)單的工具分離空氣中的氮?dú)狻⒀鯕獾瘸煞郑约皩?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和分析，學(xué)生還可以在視頻中進(jìn)行反思，討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不足之處，以及下一步可能的改進(jìn)方案。這不僅能復(fù)習(xí)課堂所學(xué)知識(shí)，還能通過自主總結(jié)和分享，提升他們的總結(jié)能力。視頻作業(yè)的形式也能幫助學(xué)生將課堂理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力。

（三）通過視頻作業(yè)促進(jìn)家長(zhǎng)參與課堂互動(dòng)

視頻軟件還可以幫助學(xué)生和家長(zhǎng)之間建立更緊密的聯(lián)系。尤其是在家庭作業(yè)的布置和完成過程中。教師可以要求學(xué)生錄制自己與家長(zhǎng)一同完成的實(shí)驗(yàn)視頻，并在視頻中向家長(zhǎng)展示空氣成分的實(shí)驗(yàn)過程，這樣不僅能加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，還能通過與家長(zhǎng)的互動(dòng)提高家庭教育的效果。家長(zhǎng)作為輔導(dǎo)者，能夠在視頻錄制過程中了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握程度，并根據(jù)教師的要求提供及時(shí)的指導(dǎo)和幫助。在互動(dòng)中，家長(zhǎng)既能幫助學(xué)生完成任務(wù)，也能與其一起學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，從而增進(jìn)親子關(guān)系。教師也可以通過學(xué)生錄制的視頻，觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況以及實(shí)驗(yàn)中的問題，并在下一課時(shí)給予有針對(duì)性的指導(dǎo)。

五、結(jié)語

信息技術(shù)的應(yīng)用為小學(xué)科學(xué)課堂注入了活力，為學(xué)生打開了一扇理解自然現(xiàn)象的直觀窗口。在教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣的成分》一課教學(xué)中，信息技術(shù)的深度融入，不僅提升了教學(xué)效率，還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。

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