福建省泉州市惠安縣涂寨中心小學(xué) 李玉欽

2020年初突發(fā)肆虐的新冠肺炎疫情，使得全國(guó)各級(jí)各類教學(xué)在極短時(shí)間內(nèi)由線下教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上教學(xué)，這是人類實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合的奇跡。現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)不僅包括各種音像資源、計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)等，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，新興信息技術(shù)也不斷運(yùn)用到教學(xué)中，如遠(yuǎn)程交互技術(shù)、VR、AI等技術(shù)。2017年發(fā)布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，小學(xué)科學(xué)是一門基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、綜合性課程?；A(chǔ)性課程體現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)課的重要性，也反映了本學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)概念較多：小學(xué)科學(xué)涉及生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域的廣泛內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)已難以滿足科學(xué)教學(xué)需要，網(wǎng)絡(luò)資源以其豐富性、生動(dòng)性和便捷性很好地彌補(bǔ)了現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源不足的問題。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)效率，而且可以根據(jù)學(xué)生差異調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)習(xí)慣。作為一門具有實(shí)踐性和綜合性的課程，小學(xué)科學(xué)課程不僅關(guān)注理論知識(shí)的積累，更倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)在“做中學(xué)、學(xué)中思”理念下，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、探究能力、創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。這為教育媒體及技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的合理高效應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

一、巧用現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)，突破科學(xué)概念教學(xué)難點(diǎn)

處于小學(xué)階段的學(xué)生，以具體形象思維為主，抽象邏輯思維還難于起主導(dǎo)作用。因此，直觀生動(dòng)的表象往往更能吸引學(xué)生的興趣。2010年，筆者在執(zhí)教教科版舊版四年級(jí)上冊(cè)第三單元“聲音”中“聲音的變化”這一課時(shí)，碰到了一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)：如何讓學(xué)生理解“發(fā)音物體振動(dòng)越快，音高越高，發(fā)音物體振動(dòng)越慢，音高越低”這一概念？為了突破本難點(diǎn)，筆者一開始讓學(xué)生通過彈撥橡皮筋和撥動(dòng)尺子做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)物體振動(dòng)的速度太快，學(xué)生并沒有獲得充足的證據(jù)以證明音高與發(fā)音物體振動(dòng)存在的關(guān)系。接著，筆者嘗試著利用物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)常用到的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：把尺子綁在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙條上，通過尺子振動(dòng)拖動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，讓學(xué)生觀察單位時(shí)間內(nèi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙上所打點(diǎn)的密集程度，判斷音高和發(fā)音物體的關(guān)系。由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是來回拖動(dòng)紙條，點(diǎn)的密集程度較難判斷，學(xué)生依然無法真正理解這一科學(xué)概念。后面筆者想到了應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)來突破這一難點(diǎn)：先把學(xué)生彈撥橡皮筋的實(shí)驗(yàn)錄制下來，接著利用相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件的動(dòng)畫效果，把每次實(shí)驗(yàn)的速度都放慢相同的倍速，在多媒體上播放，讓學(xué)生能觀察到物體振動(dòng)速度的變化，再伴以相應(yīng)的聲音高低變化。這樣，學(xué)生便可以生動(dòng)形象地建立音高變化與物體振動(dòng)快慢的印象，最終構(gòu)建起發(fā)音物體振動(dòng)與音高變化關(guān)系的知識(shí)概念。而在2020年，某地舉辦的科學(xué)關(guān)鍵問題研訓(xùn)課例展示新教科版四年級(jí)上冊(cè)第一單元“聲音的高低變化”一課中，執(zhí)教老師也在教學(xué)中巧妙應(yīng)用了現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)突破“音高的高低與發(fā)音物體振動(dòng)快慢關(guān)系”難點(diǎn)。他采用了一種計(jì)算機(jī)軟件，可以準(zhǔn)確地通過學(xué)生敲擊物體時(shí)發(fā)出的聲音自動(dòng)計(jì)算物體每秒的振動(dòng)次數(shù)，還采用了一種數(shù)字表格轉(zhuǎn)化軟件，學(xué)生只要把實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)輸入平板電腦相應(yīng)表格，便可直接轉(zhuǎn)化為條形統(tǒng)計(jì)圖。學(xué)生借助現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)，獲得了直觀且充足的證據(jù)，自然建構(gòu)了音高高低與發(fā)音物體振動(dòng)快慢關(guān)系的科學(xué)概念。通過兩個(gè)案例可以發(fā)現(xiàn)，很多科學(xué)教師為了讓學(xué)生能真正建構(gòu)音高與發(fā)音物體振動(dòng)快慢關(guān)系這一概念，在教學(xué)中都不約而同地應(yīng)用到了現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)。這樣的合理結(jié)合提高了教學(xué)效率，保障了教學(xué)質(zhì)量。

二、緊跟現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)更新，解決科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)難題

張紅霞教授在《科學(xué)究竟是什么》一書中指出：“科學(xué)研究的目的是描述和解釋世界，而描述和解釋世界的途徑是觀察和實(shí)驗(yàn)?！睆闹形覀兛梢钥闯鲇^察和實(shí)驗(yàn)在科學(xué)教學(xué)中的重要性。筆者在2018年指導(dǎo)一位教師參加本縣的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)課比賽時(shí)，選擇了教科版五年級(jí)下冊(cè)的“造一艘小船”這一課。在進(jìn)行試教時(shí)，剛開始課堂氛圍熱烈，但是到了實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)出現(xiàn)了一個(gè)問題：小組學(xué)生代表上臺(tái)評(píng)價(jià)橡皮泥小船載重能力時(shí)，發(fā)現(xiàn)往橡皮泥小船中加重物，使得水面上升的現(xiàn)象不明顯，無法得出小船排出的水量越大，小船載重能力越強(qiáng)，小船的浮力越大等結(jié)論。對(duì)此我們想了很多辦法：把測(cè)試橡皮泥小船排水量的水槽改小為有刻度的燒杯，把水染成紅色，甚至想到利用連通器原理增加水面變化的可視度，發(fā)現(xiàn)效果都不明顯。最終本課在展示中因?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不明顯，也沒有取得較好的成績(jī)。賽后筆者也一直反思這個(gè)問題，直到一位教師介紹一種計(jì)算機(jī)軟件——手機(jī)實(shí)時(shí)投屏軟件，筆者才茅塞頓開?？梢岳眠@種投屏軟件，把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作錄制下來，通過截屏呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)前后燒杯的水量變化圖，再通過圖像放大來進(jìn)行比較。后面筆者照此方法嘗試，學(xué)生都能發(fā)現(xiàn)其中的水量變化，也能順利探究出結(jié)論。筆者認(rèn)為，此類軟件在小學(xué)科學(xué)課中可實(shí)時(shí)展示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程，展示不容易觀察到的實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，值得廣大科學(xué)教師在教學(xué)中嘗試使用。

三、展望未來教學(xué)媒體及技術(shù)發(fā)展，不斷深化與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的結(jié)合

近年來，遠(yuǎn)程交互技術(shù)、VR和AI等現(xiàn)代信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，不斷轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)，如疫情期間的線上教學(xué)便是一種遠(yuǎn)程交互技術(shù)。疫情期間，各種及時(shí)通信軟件不斷地優(yōu)化，教師不僅可以在相關(guān)平臺(tái)上布置、批改作業(yè)，借助軟件統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，在直播教學(xué)中進(jìn)行生生交流和師生交流，同時(shí)還可以全程自動(dòng)錄制直播視頻，為有需要學(xué)生提供直播回放。這些直播平臺(tái)上的遠(yuǎn)程交互技術(shù)不僅方便，而且操作簡(jiǎn)單，筆者深有感觸。在線上直播教科版三年級(jí)下“認(rèn)識(shí)其他動(dòng)物的卵”一課時(shí)，筆者先讓學(xué)生在課前搜集各種動(dòng)物的卵圖片，并用文字對(duì)自己搜集的動(dòng)物卵圖片進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，最后拍照上傳。這項(xiàng)任務(wù)對(duì)學(xué)生的信息技術(shù)能力要求不高，三年級(jí)的學(xué)生大部分都能做到自己動(dòng)手搜集制作并上傳圖片。當(dāng)筆者把這些圖片歸類整理，做成動(dòng)態(tài)相片圖冊(cè)在直播時(shí)播放，學(xué)生反響熱烈。再把圖片在線分發(fā)給學(xué)生歸類，大部分學(xué)生明顯比在線下時(shí)更加積極，學(xué)生對(duì)動(dòng)物卵的構(gòu)造和進(jìn)行簡(jiǎn)單分類能較好掌握。VR是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的英文縮寫，也叫仿真技術(shù)，可以提供使用者聽覺、視覺、觸覺等感官模擬，讓使用者如同身臨其境。在一次現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)相結(jié)合的培訓(xùn)課例展示中，一位教師在執(zhí)教教科版二年級(jí)上冊(cè)第一單元第3課“太陽的位置和方向”中，大膽地引入了VR，讓學(xué)生在VR虛擬野外迷路的場(chǎng)景中，利用所學(xué)的關(guān)于太陽的位置和方向以及其他課外積累的野外求生知識(shí)，尋找回家的方向。這種仿真情境，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，學(xué)生積極主動(dòng)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)尋找回家的方向，在動(dòng)手動(dòng)腦親身體驗(yàn)中，內(nèi)化了所學(xué)科學(xué)知識(shí)。AI是人工智能技術(shù)的英文縮寫，在當(dāng)前的數(shù)學(xué)教學(xué)中，就有教師嘗試引入AI模式輔助教學(xué)，通過AI搜集學(xué)生平時(shí)回答問題、課堂表現(xiàn)情況以及作業(yè)和考試等信息，基于一定算法標(biāo)準(zhǔn)，判定每個(gè)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況，對(duì)教師提供輔優(yōu)補(bǔ)差的相關(guān)建議，取得了一定的教學(xué)效果。筆者認(rèn)為，AI在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用也頗讓人期待?；贏I的相關(guān)技術(shù)算法，自動(dòng)收集學(xué)生課堂上的相關(guān)科學(xué)學(xué)習(xí)信息，讓AI根據(jù)每個(gè)學(xué)生的信息判斷其科學(xué)素養(yǎng)形成的實(shí)時(shí)情況，并對(duì)科學(xué)教師的教學(xué)提出一定的意見和建議。這樣能使科學(xué)教學(xué)更加富有針對(duì)性，更加高效。

由上可知，現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)發(fā)展一日千里，決定了科學(xué)教師要不斷學(xué)習(xí)、掌握基本的現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)，不斷提高在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)的能力，合理展望未來教學(xué)媒體及技術(shù)的發(fā)展方向，為把學(xué)生培養(yǎng)成有實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和質(zhì)疑態(tài)度的合格公民打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是我們也必須清醒地認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)代教學(xué)媒體及技術(shù)只是一種科學(xué)教學(xué)的輔助手段，它的運(yùn)用是為了更好地達(dá)到教學(xué)目的，切不可為了應(yīng)用而運(yùn)用，讓學(xué)生親身接觸自然、親自體驗(yàn)真實(shí)情境、親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)中還是有著不可替代的作用。