高燕紅

摘要：結(jié)合小學(xué)科學(xué)課的學(xué)科特點(diǎn)，把信息技術(shù)巧妙地應(yīng)用到科學(xué)課的教學(xué)中，不僅可以更新教學(xué)手段，改變學(xué)生學(xué)習(xí)的地位，還可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新精神。現(xiàn)代信息技術(shù)在科學(xué)教學(xué)中的巧妙運(yùn)用可以包括：數(shù)字傳感器，讓定性實(shí)驗(yàn)走向定量實(shí)驗(yàn)；虛擬實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)無(wú)法真實(shí)開(kāi)展的課堂實(shí)驗(yàn)；常用教學(xué)軟件，突破教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)；微視頻的使用，幫助學(xué)生進(jìn)入微觀世界。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；小學(xué)科學(xué)；應(yīng)用策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G622.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2016）12A-0071-03

信息技術(shù)的發(fā)展給我們的教育環(huán)境帶來(lái)翻天覆地的變化，也給小學(xué)科學(xué)的教學(xué)提出了更高更新的要求?？茖W(xué)課是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，但它離不開(kāi)現(xiàn)代信息技術(shù)的輔助。現(xiàn)代信息技術(shù)和科學(xué)課的整合，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)效率；網(wǎng)絡(luò)上豐富的教學(xué)資源也可以突破有限的教育內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)帶入課堂，引發(fā)學(xué)習(xí)欲望，喚醒創(chuàng)新意識(shí)；先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備，讓學(xué)生獲得更加精準(zhǔn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神；先進(jìn)的學(xué)習(xí)軟件的運(yùn)用，可以幫助學(xué)生突破教學(xué)中的重難點(diǎn)；還能不斷拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

一、運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)變定性實(shí)驗(yàn)為定量實(shí)驗(yàn)

科學(xué)課中有很多實(shí)驗(yàn)為定量實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)觀察、測(cè)量、調(diào)查、統(tǒng)計(jì)等定量研究，統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但現(xiàn)實(shí)的課堂教學(xué)中往往由于受實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)環(huán)境及學(xué)生的操作失誤等因素的影響，一些科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)只能做成定性實(shí)驗(yàn)。即使做定量實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生獲得數(shù)據(jù)也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤差，無(wú)法獲得正確的科學(xué)結(jié)論，最后教師只能牽強(qiáng)附會(huì)的讓學(xué)生硬性記住一些科學(xué)結(jié)論。這樣的實(shí)驗(yàn)就喪失科學(xué)探究的價(jià)值，不利于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究精神。

現(xiàn)代信息設(shè)備輔助教學(xué)，可以變定性實(shí)驗(yàn)為定量實(shí)驗(yàn)，幫助小學(xué)科學(xué)教學(xué)解決不少難點(diǎn)。數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分為三個(gè)部分：傳感器（探頭）、采集器、計(jì)算機(jī)軟件。其中包括與科學(xué)課教學(xué)聯(lián)系緊密的：磁場(chǎng)傳感器、聲音傳感器、壓強(qiáng)傳感器、溫度傳感器、速度傳感器等。傳感器將原本實(shí)驗(yàn)中看不到的現(xiàn)象用精確的數(shù)據(jù)、可視化的圖表表示出來(lái)，能幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地得到數(shù)據(jù)和結(jié)論。如在教學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“制作一個(gè)太陽(yáng)能熱水器”一課，要求學(xué)生將自己設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能熱水器帶到太陽(yáng)光下，測(cè)一測(cè)，比一比，看誰(shuí)制作的太陽(yáng)能熱水器升溫效能最好。如果按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法操作，會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題：如有些溫度計(jì)之間本來(lái)就存在一些誤差，導(dǎo)致有些組的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；太陽(yáng)光的強(qiáng)度也不穩(wěn)定，一會(huì)兒晴，一會(huì)兒陰。這些不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，影響實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。因此我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，將常用的玻璃溫度計(jì)用“數(shù)顯溫度傳感器”代替，用強(qiáng)光燈泡作為發(fā)光光源代替太陽(yáng)光。數(shù)字溫度傳感器的高靈敏性和燈光照射強(qiáng)度的穩(wěn)定性，使學(xué)生測(cè)得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)有效性。

又如在教學(xué)“保護(hù)我們的聽(tīng)力”時(shí)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)什么是噪音，教師可以利用采集聲音強(qiáng)弱的傳感器在校園里進(jìn)行測(cè)量，如在學(xué)校食堂里的音量，課間教室里的音量，同學(xué)們安靜寫(xiě)作業(yè)時(shí)教室里的音量等，教師通過(guò)出示這些數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生真實(shí)地感受到什么是噪音以及噪音給我們生活帶來(lái)的影響。第二個(gè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生利用生活中的材料，比一比哪種材料能使發(fā)聲罐發(fā)出的聲音輕一些，同學(xué)們就帶來(lái)了報(bào)紙、毛巾、泡沫塑料等材料，分別用這些東西包在發(fā)生罐的外面，聽(tīng)一聽(tīng)發(fā)聲罐發(fā)出聲音的強(qiáng)弱。但是整個(gè)教室的聲音都比較嘈雜，很難區(qū)分哪種材料隔音效果好。我們也在這個(gè)環(huán)節(jié)用上測(cè)量聲音強(qiáng)弱的傳感器，通過(guò)數(shù)值的顯示，學(xué)生就可以清楚地認(rèn)識(shí)到哪種材料的隔音效果好，從而輕松地得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

類(lèi)似的技術(shù)變定性實(shí)驗(yàn)為定量實(shí)驗(yàn)，讓科學(xué)課實(shí)驗(yàn)更加精確且具有說(shuō)服力，從而有效的幫助學(xué)生建立起嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)精神。

二、運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)有效進(jìn)行“虛擬實(shí)驗(yàn)”

“虛擬實(shí)驗(yàn)”就是一套借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)。虛擬實(shí)驗(yàn)有四大特點(diǎn)：1.突破了空間的約束，可以向?qū)W生展示宏觀或微觀的現(xiàn)象，避免教室對(duì)學(xué)生在場(chǎng)地上的約束；2.超越了時(shí)間的限制，它可以在很短的時(shí)間內(nèi)向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)幾百年甚至幾千年的現(xiàn)象；3.虛擬實(shí)驗(yàn)具有高安全性，避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的爆炸、起火、灼傷等安全事故；4.隨時(shí)隨地可以使用，不受時(shí)間和空間的限制。[1]虛擬實(shí)驗(yàn)是對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效補(bǔ)充。教材中的有些實(shí)驗(yàn)真正開(kāi)展起來(lái)是有一定危險(xiǎn)性的，因此我們可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)達(dá)到比較理想的教學(xué)效果。比如：在教學(xué)“巖石會(huì)改變模樣嗎”這一課時(shí)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到溫度的變化會(huì)改變巖石的模樣。在傳統(tǒng)教學(xué)中教師讓學(xué)生用鑷子夾著一塊石頭，先在酒精燈上加熱，然后把石塊放入冷水中，反復(fù)做幾次后，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)石塊會(huì)有一些碎屑掉在裝有冷水的燒杯中，就證明了溫度的改變會(huì)影響巖石的樣子。但實(shí)際操作常帶來(lái)安全隱患，加熱時(shí)，巖石會(huì)突然直接炸裂，很容易燙傷學(xué)生。若能使用“溫度對(duì)巖石的改變”的“虛擬實(shí)驗(yàn)”軟件，學(xué)生通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)便可以清晰地看到巖石在冷熱溫度的交替中產(chǎn)生的變化，從而也能有效地幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到“溫度的改變可以改變巖石的模樣”。

又如教學(xué)“簡(jiǎn)單電路”這一課，也可利用虛擬軟件“電路”，先讓學(xué)生嘗試著虛擬連接，利用導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、小燈泡等元件虛擬點(diǎn)亮一盞小燈泡。在虛擬實(shí)驗(yàn)中成功后，再進(jìn)行實(shí)際的操練，一方面鍛煉了學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)也能避免學(xué)生在直接進(jìn)行操作時(shí)的短路連接，避免了對(duì)電路元件的傷害。

科學(xué)課中，因?yàn)楦鞣N客觀的原因，很多的實(shí)驗(yàn)不能真實(shí)有效的開(kāi)展，而“虛擬實(shí)驗(yàn)”的軟件正好彌補(bǔ)了這方面的不足，它為學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)打開(kāi)了一片新天地。

三、運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)有效突破教學(xué)重難點(diǎn)

科學(xué)課上有些知識(shí)非常抽象，光靠老師課堂上講解，很難幫助學(xué)生建立正確的概念。若能恰到好處地用好一些學(xué)習(xí)軟件，就能有效的幫助學(xué)生突破重難點(diǎn)。如在六下“宇宙”單元“在星空中（二）”，要求學(xué)生認(rèn)識(shí)春夏秋冬四個(gè)季節(jié)的典型星座。教科書(shū)是讓學(xué)生利用活動(dòng)星圖對(duì)照真實(shí)的天空來(lái)進(jìn)行觀察，學(xué)生觀察也不是特別清晰，因此觀察的積極性也不是特別高。若能引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用一些觀星軟件，相信能為學(xué)生降低難度，也能激發(fā)學(xué)生的觀星欲望。如有一款觀星軟件——Stellarium，它是使用openGL技術(shù)對(duì)星空進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染的一款軟件，可以真實(shí)地表現(xiàn)通過(guò)肉眼、雙筒望遠(yuǎn)鏡和小型天文望遠(yuǎn)鏡所看到的天空，使用時(shí)只需要設(shè)定時(shí)間和地點(diǎn)，就可以計(jì)算天空中的恒星、行星、星云等各類(lèi)天體的位置或模擬各類(lèi)天文現(xiàn)象，使用起來(lái)非常的方便清晰。學(xué)生可以身臨其境地感受不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的星空。

又如在教學(xué)“月相變化”時(shí)，主要是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到月相是變化的，變化是有規(guī)律性的，月相變化的規(guī)律光靠課堂上老師的講解恐怕很難一下子消化，故教科書(shū)安排了一個(gè)課后觀察月相的活動(dòng)，但在實(shí)際的教學(xué)中，由于受到天氣等因素影響，大部分學(xué)生都不能真正的堅(jiān)持一個(gè)月去觀察月相的變化，那么Stellarium星空軟件就可以幫助學(xué)生彌補(bǔ)這方面的不足，讓學(xué)生在模擬過(guò)程中詳細(xì)記錄月相的形狀、月相所在天空的位置、太陽(yáng)在天空的位置等。這樣的學(xué)習(xí)軟件對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了重要的輔助作用，幫助學(xué)生有效的建立了宏觀觀念。

四、運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)幫助學(xué)生進(jìn)入微觀世界

“微視頻”以直觀形象、動(dòng)態(tài)逼真等優(yōu)勢(shì)已成為小學(xué)科學(xué)教學(xué)中重要的輔助手段之一。短小精致的微視頻可以使學(xué)生對(duì)微生物世界觀察得更明了，對(duì)遙不可及的宇宙世界的探究變得更真實(shí)，也能幫助學(xué)生觀察到平時(shí)生活中很難觀察到的一些自然現(xiàn)象。

如在教學(xué)“種子的萌發(fā)”一課時(shí)，教師一般是先引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)解剖蠶豆種子，了解蠶豆種子的各個(gè)組成部分的名稱(chēng)，然后教師想引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)一些現(xiàn)象來(lái)推測(cè)種子的各個(gè)部分的作用以及將來(lái)會(huì)發(fā)育成什么，如讓學(xué)生通過(guò)觀察同一顆蠶豆種子在萌發(fā)過(guò)程中子葉由大到小的變化，引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)種子子葉的作用。而對(duì)于種子各個(gè)部分將來(lái)究竟發(fā)育成什么，是很難讓學(xué)生親眼看到的（因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程是發(fā)生在地底下的，一般是不被人所見(jiàn)的）。這時(shí)若能引入一段種子在地底下萌發(fā)的微視頻，相信學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會(huì)好很多。這段微視頻可展示植物的根不斷向下伸展的過(guò)程，莖沖破地面，不斷向上長(zhǎng)高，然后兩片子葉冒出地面來(lái)……學(xué)生也能很快認(rèn)識(shí)到：種子的胚根將來(lái)會(huì)發(fā)育成根，胚芽發(fā)育成莖和葉，子葉為種子提供營(yíng)養(yǎng)等。

又如教學(xué)六年級(jí)下冊(cè)“用顯微鏡觀察身邊的生命世界（三）”這一課時(shí)，要求學(xué)生通過(guò)制作生物裝片標(biāo)本來(lái)觀察水中的微生物，觀察微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、生理代謝等特點(diǎn)。但在實(shí)際教學(xué)中，會(huì)因?yàn)樘崆皽?zhǔn)備的水樣中微生物太少、臨時(shí)裝片制作時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題或是顯微鏡清晰度不夠等原因，影響學(xué)生對(duì)這些微生物的觀察。若能及時(shí)提供一些微生物活動(dòng)的微視頻，就能增加課堂的趣味性，也讓學(xué)生們更好的認(rèn)識(shí)到了微生物的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、生理代謝等。微視頻，短小精悍，卻足以彌補(bǔ)學(xué)生在真實(shí)觀察上的缺憾，讓學(xué)生對(duì)所研究的對(duì)象了解得更清晰，更全面。

創(chuàng)新性地利用現(xiàn)代信息技術(shù)，能促進(jìn)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)改革，優(yōu)化科學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程，為學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)更多的便利。但現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)科學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)也是一把雙刃劍，我們應(yīng)該恰到好處的選擇并使用它，不能盲目運(yùn)用?？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用不是為用而用，首先必須是為教學(xué)內(nèi)容服務(wù)的，是教學(xué)過(guò)程內(nèi)容與方式的有機(jī)成分，只能在必要的時(shí)候，采用恰當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行?！盵2]現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)入課堂的目的是服從、服務(wù)于最優(yōu)化的教育教學(xué)效果，而不是為用現(xiàn)代化技術(shù)上科學(xué)課，如果一味追求形式，就背離了教育的初衷。尤其對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)而言，親歷探究過(guò)程、獲取第一手經(jīng)驗(yàn)是極為重要的。

總之，信息技術(shù)和科學(xué)課的整合是科學(xué)課堂的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。如何最大限度地發(fā)揮它的作用，還需要我們教師努力地去探索和研究。作為新時(shí)代的教師，應(yīng)該努力學(xué)習(xí)新的現(xiàn)代教育技術(shù)，勇于挑戰(zhàn)自我，提高自己運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)的教學(xué)能力，在科學(xué)課中創(chuàng)造性地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，以不斷的提高課堂效率，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展！

參考文獻(xiàn)：

[1]曾巧巧.科學(xué)課里的虛擬實(shí)驗(yàn)[J].科學(xué)課（小學(xué)版），2006（1）：38-39.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.科學(xué)（3-6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2001：38.

責(zé)任編輯：徐瑞泰

Application of Modern Information Technology in Science Instruction

GAO Yan-hong

（Mingde Primary School， Taicang215400， China）

Abstract： In accordance with the features of primary science， application of information technology to the teaching of science can not only update teaching means and change students position of learning， but also cultivate their spirits of scientific exploration and innovation. Such application includes： digital sensors from qualitative to quantitative experiments； virtual experiments to offset impossible classroom experiments； common teaching software to break through the key and difficult points of teaching； and application of micro-video to help them into the micro-world.

Key words： information technology； primary science； application strategy