朱雅琴 白毅全

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，全息技術(shù)主要是通過(guò)虛擬仿真技術(shù)模擬各種探究環(huán)境，幫助學(xué)生理解跨時(shí)空、超宏觀或超微觀的具象事物。全息技術(shù)能讓學(xué)科課程從書(shū)本向應(yīng)用技術(shù)環(huán)境轉(zhuǎn)變，從平面向立體，從文本向視窗，從接受向探究式的觀察、體驗(yàn)、猜測(cè)、推理、驗(yàn)證、應(yīng)用活動(dòng)轉(zhuǎn)移，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生想象和認(rèn)識(shí)活動(dòng)的變化，真正支持他們主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，從而促進(jìn)他們思維品質(zhì)的發(fā)展。

注重直觀性學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

小學(xué)低年級(jí)學(xué)生的形象思維較好，抽象思維較差，他們對(duì)生動(dòng)形象、具體的事物容易感興趣，并能夠記住，而對(duì)枯燥、單一、乏味、抽象的科學(xué)知識(shí)缺乏興趣。因此，在科學(xué)教學(xué)中，教師要重視直觀性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過(guò)耳聽(tīng)、手做、口說(shuō)、腦想等多種感官的活動(dòng)，逐步積累豐富的感性認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生對(duì)新事物的興趣，使其成為學(xué)習(xí)新知識(shí)和促進(jìn)思維發(fā)展的重要手段。利用全息技術(shù)能挖掘直觀素材，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)在動(dòng)力，讓“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

如《動(dòng)物特征》一課，目的是讓學(xué)生知道動(dòng)物的共同特征是——能運(yùn)動(dòng)、主動(dòng)吃食物。在傳統(tǒng)課堂上，如果是看圖片，不僅內(nèi)容少，不直觀，而且枯燥無(wú)味;如果觀看視頻，則耗時(shí)較長(zhǎng)，且干擾因素太多。利用全息技術(shù)，精選動(dòng)物，制作動(dòng)畫(huà)，配上文字，可以讓學(xué)生邊看動(dòng)畫(huà)，邊讀文字，并利用“文字貼”進(jìn)行記錄，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程非常快，且效果非常好。

這堂課利用了小兔、鷹、鴿子、馬、熊5種動(dòng)物的動(dòng)畫(huà)素材，在每組的全息顯示屏上任意呈現(xiàn)3種小動(dòng)物圖片，每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)一兩種動(dòng)物，他們點(diǎn)擊一種動(dòng)物圖片后，全息屏上呈現(xiàn)出該種動(dòng)物的動(dòng)畫(huà)——吃食物、運(yùn)動(dòng)，這樣避免其他因素的干擾，讓學(xué)生有針對(duì)性地獲取感性認(rèn)識(shí)。然后通過(guò)小組交流和全班分享環(huán)節(jié)，教師在黑板上用表格展示出5種動(dòng)物是如何運(yùn)動(dòng)的、吃什么食物。再基于學(xué)生豐富的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，教師提出問(wèn)題：小兔跳躍、鷹飛翔、鴿子飛翔、馬奔跑、熊在走，用一個(gè)詞語(yǔ)概括出來(lái)它們都能怎樣？這樣，學(xué)生概括出“動(dòng)物都能運(yùn)動(dòng)”就水到渠成了。同理，“動(dòng)物都能吃食物”也是遵循這樣的思維過(guò)程。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生很容易概括出“動(dòng)物的共同特征是——能運(yùn)動(dòng)、都能吃食物”。這時(shí)教師追問(wèn)：具備什么特征的物體才是動(dòng)物呢？植物具備這些特征嗎？使學(xué)生的思維由形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)化。

幫助教師解決教學(xué)的重難點(diǎn)

小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)最基本的要求之一是緊緊圍繞教材的重難點(diǎn)展開(kāi)教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，教師要抓住教學(xué)的重難點(diǎn)，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，引導(dǎo)學(xué)生積極參與和主動(dòng)探究。

如《變化的月亮》一課的教學(xué)重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)月亮的形狀是變化的，變化是有規(guī)律的，培養(yǎng)學(xué)生長(zhǎng)期觀察的習(xí)慣。如果按照常規(guī)的教學(xué)方法就是讓學(xué)生先實(shí)地觀察月亮的形狀，然后根據(jù)觀察的結(jié)果，總結(jié)出月亮的形狀是變化的，變化是有規(guī)律的。但是由于學(xué)生的觀察受到時(shí)間和天氣因素的影響，觀察的方法也不清晰，這樣的觀察就直接影響教學(xué)效果。

運(yùn)用全息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，能方便地突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。比如，探究2018年1月的月相變化規(guī)律。首先小組內(nèi)分工，每個(gè)學(xué)生用十分鐘觀察7—8個(gè)月亮的形狀：在觸控屏上選擇一個(gè)日期，如選擇“3”，全息屏上就會(huì)出現(xiàn)3號(hào)這一天24小時(shí)運(yùn)動(dòng)著的太陽(yáng)或者月亮;當(dāng)看到月亮?xí)r，點(diǎn)擊觸控屏右邊的暫停鍵，月亮就停在全息屏上;這時(shí)學(xué)生觀察月亮的形狀，將其畫(huà)在記錄單中對(duì)應(yīng)3號(hào)的表格里;畫(huà)好后，點(diǎn)擊觸控屏上的播放鍵繼續(xù)觀察。直到屏幕上出現(xiàn)“2018年1月3日月亮形狀觀察完畢，請(qǐng)選擇接下來(lái)要觀察的日期”這一信息，則結(jié)束一天的觀察。最后，把小組四個(gè)人畫(huà)的月亮形狀按時(shí)間順序擺成一排，呈現(xiàn)一個(gè)月的月亮形狀，從而發(fā)現(xiàn)月相變化的規(guī)律。再延伸到課外觀察，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的長(zhǎng)期觀察習(xí)慣，也能提高學(xué)生的推理能力（觀察不到的月亮形狀，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行推測(cè)），同時(shí)促進(jìn)了他們的深度學(xué)習(xí)。

提供高度抽象的單一實(shí)驗(yàn)環(huán)境

在科學(xué)探究過(guò)程中，有些問(wèn)題由于受多種因素的影響，單憑傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究，無(wú)法得到預(yù)期的結(jié)果。如《小幼苗要長(zhǎng)大》一課，要證明植物的生存和生長(zhǎng)需要水和陽(yáng)光這兩個(gè)條件，怎樣保證實(shí)驗(yàn)前的植物生長(zhǎng)情況是相同的（尤其是根和葉子）？另外此實(shí)驗(yàn)需要長(zhǎng)期觀察，不確定因素太多，最終的實(shí)驗(yàn)效果也未必盡如人意。對(duì)低年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)間觀察植物，植物變化不大，他們就會(huì)失去興趣，收集的證據(jù)就會(huì)不正確或不完整。那么，基于學(xué)生的證據(jù)總結(jié)概念就會(huì)牽強(qiáng)，失去了探究的意義。

全息技術(shù)能為課堂提供虛擬環(huán)境下植物生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，可以避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的上述弊端。全息技術(shù)通過(guò)人為控制研究對(duì)象，為學(xué)生提供高度抽象的單一實(shí)驗(yàn)環(huán)境（研究水——多水、少水、無(wú)水，研究陽(yáng)光——多陽(yáng)光、遮光、無(wú)光照），1分鐘觀察吊蘭30天的生長(zhǎng)情況，親眼見(jiàn)證“事實(shí)”，在學(xué)生獲得充分證據(jù)的基礎(chǔ)上，再歸納概括“植物的生存和生長(zhǎng)需要水和陽(yáng)光”就水到渠成了。

輔助教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)

教學(xué)中，教師要不斷地通過(guò)評(píng)價(jià)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)的過(guò)程，這樣才能切實(shí)幫助他們建構(gòu)知識(shí)。全息技術(shù)在這方面是分兩步走的：

一是教師層面。結(jié)合中控系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)控每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)指導(dǎo)、評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同層次學(xué)生的關(guān)注。如在《變化的月亮》一課中，教師端平臺(tái)顯示觀察17和18號(hào)月亮的學(xué)生遇到了困難：重復(fù)操作也看不到月亮，且無(wú)法記錄，這時(shí)教師可利用平臺(tái)提示學(xué)生，看不到月亮就用黑色的圓片來(lái)記錄。同理，教師可提示觀察較慢的學(xué)生，要提高觀察速度;指導(dǎo)先完成任務(wù)的學(xué)生去觀察相鄰日期的月亮形狀，擴(kuò)展自己的認(rèn)知范圍。

二是技術(shù)層面。在探究的過(guò)程中，全息系統(tǒng)會(huì)對(duì)學(xué)生的活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，讓學(xué)生隨時(shí)獲得成功的體驗(yàn)。如《生活中的材料》遷移環(huán)節(jié)“給生活中的垃圾分類”就應(yīng)用了全息系統(tǒng)自帶的評(píng)價(jià)手段：在觸控屏上有金屬、紙、玻璃和塑料4個(gè)分類選項(xiàng)，如果全息屏上出現(xiàn)“礦泉水瓶”時(shí)，學(xué)生可將其拖到認(rèn)為合適的選項(xiàng)里，如果選擇正確，全息屏上會(huì)飛出一個(gè)由小變大的黃色“星星”作為獎(jiǎng)勵(lì)。最后全息屏上會(huì)展示出12種物品的正確分法，同時(shí)還展示學(xué)生獲得了幾顆星。這樣，不僅可以激勵(lì)學(xué)生，而且讓他們馬上知道自己的錯(cuò)誤在哪里。

全息交互協(xié)作學(xué)習(xí)終端的評(píng)價(jià)方式是多種多樣的。比如《小幼苗要長(zhǎng)大》一課，學(xué)生在虛擬環(huán)境下模擬種植吊蘭，在經(jīng)歷“提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)與交流”7個(gè)環(huán)節(jié)后，進(jìn)入“反思評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，全息屏就會(huì)顯示本組4個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的完整數(shù)據(jù)（見(jiàn)下表）：

某小組模擬種植吊蘭數(shù)據(jù)

[學(xué)生頭像 選擇條件 顯示吊蘭的結(jié)果（圖片） 所用時(shí)間（分鐘） 水量 光照 大象 多水 遮光 生長(zhǎng)茂盛 15 考拉 少水 遮光 生長(zhǎng)矮小 13 小貓 無(wú)水 多光 枯萎 12 斑馬 多水 多光 葉子發(fā)黃 14 ]

這時(shí)，通過(guò)教師端平臺(tái)在大屏幕上展示所有小組的數(shù)據(jù)，學(xué)生一眼就能看出誰(shuí)的吊蘭生長(zhǎng)得最好，很快認(rèn)識(shí)到吊蘭的生存、生長(zhǎng)需要水和陽(yáng)光，而且對(duì)水和陽(yáng)光的需求是：多水、少光。交互協(xié)作模式既培養(yǎng)了學(xué)生的比較鑒別思維能力，又完成了對(duì)他們學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)。

北京市延慶區(qū)八達(dá)嶺中心小學(xué)（102102）

北京市延慶區(qū)教育科研中心（102100）？？