劉利俠

小學(xué)科學(xué)學(xué)科是一門(mén)綜合性學(xué)科，是小學(xué)生了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)世界的重要學(xué)科，也是素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)。在小學(xué)科學(xué)學(xué)科的教學(xué)培養(yǎng)中，不僅要讓學(xué)生掌握一定的科學(xué)知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)探究意識(shí)和科學(xué)探究能力，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)觀和探究觀。小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域教學(xué)中，由于小學(xué)生的認(rèn)知能力和理解能力相對(duì)有限，地球宇宙領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)又相對(duì)抽象不易理解。因此，在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域的教學(xué)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將抽象的知識(shí)形象化，對(duì)于提升小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)效果有十分重要的作用。但是由于地球宇宙領(lǐng)域中包含大量抽象、復(fù)雜、難以模擬的時(shí)空問(wèn)題，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在很多問(wèn)題。隨著科技的發(fā)展，智慧課堂的融入，就通過(guò)科技的力量給小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了更多教學(xué)支持，也給小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了更優(yōu)化的教學(xué)策略。

一、智慧課堂在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)中應(yīng)用的積極意義

（一）有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于小學(xué)生的動(dòng)手能力和自我保護(hù)意識(shí)相對(duì)薄弱，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的主體往往以教師為主。采取教師展示講述和展示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生觀察的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。這樣的教學(xué)模式，局限性較強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生無(wú)法真正參與到實(shí)驗(yàn)中去，特別是針對(duì)地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由于地球宇宙領(lǐng)域的知識(shí)和現(xiàn)象存在較多的抽象概念，具有較強(qiáng)的時(shí)空復(fù)雜性，教師很難將地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、真實(shí)形象地帶到教室中去。單純的灌輸式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不僅降低了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和科學(xué)探究興趣，學(xué)生的科學(xué)探究和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ矡o(wú)法得到有效培養(yǎng)。智慧課堂以及信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效應(yīng)用，就給小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新的、更加有效的實(shí)驗(yàn)方式。教師通過(guò)智慧課堂，利用現(xiàn)代化的信息科技，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)，以音頻、動(dòng)畫(huà)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)等多種方式。在互聯(lián)網(wǎng)上為學(xué)生創(chuàng)設(shè)虛擬的地球宇宙領(lǐng)域場(chǎng)景，并將虛擬場(chǎng)景融入實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。讓學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行地球宇宙領(lǐng)域的現(xiàn)象觀察和實(shí)驗(yàn)，可以有效地將實(shí)驗(yàn)的主體還給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去。不僅可以幫助小學(xué)生培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)探究觀念和意識(shí)，還能通過(guò)對(duì)小學(xué)生的感官刺激，激發(fā)他們的實(shí)驗(yàn)興趣，提升小學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與興趣和積極性。在提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

（二）有助于規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，建立安全意識(shí)

在小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，小學(xué)科學(xué)涉及到的實(shí)驗(yàn)相對(duì)都是比較基礎(chǔ)和簡(jiǎn)單的。但是由于小學(xué)生年齡較小，操縱規(guī)范意識(shí)和安全意識(shí)都相對(duì)有限，而且對(duì)于未知的事物好奇心重，導(dǎo)致在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)中，出現(xiàn)學(xué)生操作困難，甚至出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)的情況。在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如科教版小學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元《地球表面的變化》中的火山噴發(fā)實(shí)驗(yàn)中，單純的講述式的實(shí)驗(yàn)無(wú)法達(dá)到有效的教學(xué)效果。模擬實(shí)驗(yàn)會(huì)涉及到一定的化學(xué)試劑使用，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，稍有不慎，不僅會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還會(huì)給學(xué)生造成一定的危險(xiǎn)，這樣的實(shí)驗(yàn)形式顯然不適合小學(xué)生的年齡和認(rèn)知特點(diǎn)。不僅不利于小學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣培養(yǎng)，難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，還增加了實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。在這一單元的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師就可以充分利用智慧課堂的科技優(yōu)勢(shì)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)信息及技術(shù)為小學(xué)生創(chuàng)設(shè)模擬實(shí)驗(yàn)。在模擬實(shí)驗(yàn)考試之前，先通過(guò)視頻的形式為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范宣講。在模擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生每開(kāi)始一項(xiàng)步驟，都加以相應(yīng)的安全警示和安全知識(shí)宣導(dǎo)，學(xué)生一旦操作失誤，會(huì)出現(xiàn)模擬的實(shí)驗(yàn)事故展示。通過(guò)這樣的模擬實(shí)驗(yàn)，既保證了學(xué)生的安全，讓學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中去，達(dá)到了實(shí)際動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)效果，又培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)和規(guī)范操作意識(shí)。

（三）有效降低實(shí)驗(yàn)難度，縮短試實(shí)驗(yàn)周期

小學(xué)科學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)以及地球宇宙領(lǐng)域的課程內(nèi)容和特點(diǎn)，共同決定了在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，會(huì)涉及很多抽象的知識(shí)和內(nèi)容。對(duì)于年齡尚小、思維和邏輯能力發(fā)展有限的小學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解和認(rèn)知難度都存在一定的困難。在地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，涉及到一些地球宇宙領(lǐng)域的自然和運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，無(wú)法完全將真實(shí)的場(chǎng)景搬進(jìn)課堂，只能通過(guò)同類(lèi)型的物質(zhì)進(jìn)行模仿實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)模仿實(shí)驗(yàn)去想象和理解真實(shí)的場(chǎng)景。這就給小學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解增加了一定的難度，不僅不能達(dá)到有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，還磨滅了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和積極性。智慧課堂的應(yīng)用，就可以通過(guò)圖片、視頻以及各種多媒體信息技術(shù)形式，將復(fù)雜抽象的地球宇宙領(lǐng)域想象具象化、簡(jiǎn)單化地展示在小學(xué)生面前。通過(guò)有趣的動(dòng)畫(huà)形式吸引小學(xué)生的注意力，通過(guò)簡(jiǎn)單、直觀的展示，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程。既降低了實(shí)驗(yàn)的難度，增加了實(shí)驗(yàn)的直觀性，又增強(qiáng)了學(xué)生的直觀感受，降低了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理解難度，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可操作性。同時(shí)，在地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)中，如科教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元《地球表面的變化》中《風(fēng)的作用》中，有風(fēng)卷起沙子對(duì)巖石造成影響的實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)都需要有一定的周期性，才能看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不僅影響課程進(jìn)度，也不利于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)整體觀察效果。通過(guò)智慧課堂的信息技術(shù)，就可以通過(guò)圖片或視頻的形式為小學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程及前后對(duì)比等，讓學(xué)生能夠直觀地觀察到實(shí)驗(yàn)的各個(gè)流程，避免因?qū)嶒?yàn)操作中物質(zhì)變化及反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而干擾教學(xué)進(jìn)度，從而縮短實(shí)驗(yàn)周期，提高課堂效率。

二、智慧課堂在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)中應(yīng)用的開(kāi)展路徑

（一）創(chuàng)設(shè)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)情境，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在素質(zhì)教育的大背景下，小學(xué)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生通過(guò)自身的探究和發(fā)展，掌握和理解一定的科學(xué)知識(shí)和規(guī)律，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、觀察能力以及思維和實(shí)驗(yàn)操作能力。在小學(xué)科學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，尤其是在地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師無(wú)法將地球宇宙領(lǐng)域的一些現(xiàn)象真實(shí)地帶到實(shí)驗(yàn)中去，只能通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)生進(jìn)行理解和掌握。同時(shí)由于地球宇宙領(lǐng)域現(xiàn)象的抽象化和復(fù)雜化，模擬實(shí)驗(yàn)往往難度較大，通常通過(guò)教師實(shí)驗(yàn)演示的形式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生很難真正參與到實(shí)際實(shí)驗(yàn)中去，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)失去興趣。針對(duì)這一問(wèn)題，教師就可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)小學(xué)生的年齡和能力特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)上為學(xué)生創(chuàng)建科學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)情境，將信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的模擬和知識(shí)展示優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)。讓學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)參與到實(shí)驗(yàn)中去，給學(xué)生留足充分的試驗(yàn)操作和思考空間。借助信息技術(shù)智慧課堂的優(yōu)勢(shì)，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體還給學(xué)生，讓學(xué)生在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)操作中，通過(guò)觀察、思考和討論總結(jié)現(xiàn)象、得出結(jié)果。既增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課堂的參與度，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，又發(fā)展了學(xué)生的各項(xiàng)能力，提升了實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效果。

例如：在科教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元《地球表面的變化》第四課《火山噴發(fā)的成因及作用》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，火山噴發(fā)是一種自然現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)造成一定的自然危害，將火山噴發(fā)搬進(jìn)教室，或者利用化學(xué)試劑模擬火山噴發(fā)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)都是不現(xiàn)實(shí)的。這時(shí)，教師就可以利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上為學(xué)生創(chuàng)設(shè)模擬實(shí)驗(yàn)情境，學(xué)生可以通過(guò)自己的平板電腦進(jìn)行試驗(yàn)操作。如：先通過(guò)多媒體播放火山噴發(fā)的視頻，讓學(xué)生看到火山噴發(fā)的威力，吸引學(xué)生的探究興趣；再讓學(xué)生了解火山噴發(fā)的原因，在互聯(lián)網(wǎng)上為學(xué)生提供一些火山爆發(fā)的條件，如巖漿、模擬地殼、模擬板塊等；再給學(xué)生一些可控因素，如溫度變化、壓力變化等。讓學(xué)生自己去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，自己掌握溫度和壓力，看溫度和壓力在變化的過(guò)程中，巖漿有什么變化。通過(guò)這樣的互聯(lián)網(wǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，既可以讓學(xué)生更直觀地參與到實(shí)驗(yàn)中去，又能提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

（二）通過(guò)信息技術(shù)，拓展地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)的教學(xué)資源

凡涉及科學(xué)實(shí)驗(yàn)，都具有一定的開(kāi)放性和自主性，而小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也是一樣。在地球宇宙領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容中，包含了大量的地球宇宙相關(guān)知識(shí)和內(nèi)容，而單一的教材教學(xué)往往無(wú)法達(dá)到全面的教學(xué)效果。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓小學(xué)生更好地了解地球及自己生活的家園，培養(yǎng)學(xué)生的天文情懷。發(fā)展學(xué)科探究意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)以及保護(hù)地球、熱愛(ài)環(huán)境的意識(shí)。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的思維和邏輯能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，模擬實(shí)驗(yàn)的形式也可以是多樣化的。教師要引導(dǎo)學(xué)生充分地依托智慧課堂信息技術(shù)的資源優(yōu)勢(shì)，借助互聯(lián)網(wǎng)的資源共享性。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)自己感興趣的知識(shí)進(jìn)行檢索和查找，拓展自己的教材知識(shí)，豐富自己的實(shí)驗(yàn)形式，在實(shí)現(xiàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)自主探究意識(shí)和能力的提升。

例如：在科教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元《地球表面的變化》第五課《風(fēng)的作用》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師就可以把實(shí)驗(yàn)課堂的主體地位徹底還給學(xué)生，在課堂上只對(duì)風(fēng)的形成原因進(jìn)行講解。讓學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自主查找風(fēng)造成的各種自然現(xiàn)象，以及成因，如龍卷風(fēng)等。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，關(guān)于風(fēng)的模擬實(shí)驗(yàn)有很多，有一些也相對(duì)簡(jiǎn)單。教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主地在互聯(lián)網(wǎng)上探究一些風(fēng)的實(shí)驗(yàn)，如模擬龍卷風(fēng)等。讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上查找實(shí)驗(yàn)流程，完成實(shí)驗(yàn)。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，既拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源，又提升了學(xué)生的科學(xué)邏輯和思維能力。

（三）通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，建立地球宇宙領(lǐng)域科學(xué)實(shí)驗(yàn)微資源庫(kù)

在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)的主要場(chǎng)所還是課堂和教室，這就要求小學(xué)生在學(xué)習(xí)中必須全身心地投入到每一節(jié)課中，才能達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。在地球宇宙領(lǐng)域科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的步驟和過(guò)程相對(duì)復(fù)雜、抽象，需要一定的實(shí)時(shí)邏輯跟隨才能達(dá)到有效的觀察和掌握。因此，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，課堂實(shí)驗(yàn)后效果不佳。借助智慧課堂，教師可通過(guò)信息技術(shù)為學(xué)生建立起地球宇宙領(lǐng)域科學(xué)實(shí)驗(yàn)微資源庫(kù)，將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和過(guò)程以及知識(shí)解讀錄制成視頻微課。學(xué)生可在互聯(lián)網(wǎng)上重復(fù)觀看和理解。同時(shí)，還可借助互聯(lián)網(wǎng)師生進(jìn)行實(shí)時(shí)交流、討論。既可有效地拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式，擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間的局限性，又能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和觀察、邏輯能力，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效果，更好地培養(yǎng)學(xué)生的天文及地理興趣。

例如：在科教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元《地球表面的變化》第七課《總結(jié)我們的認(rèn)識(shí)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以將本單元前面幾課中涉及到的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一錄制成微課放在互聯(lián)網(wǎng)資源庫(kù)內(nèi)。如：風(fēng)的作用實(shí)驗(yàn)、水的作用實(shí)驗(yàn)，以及火山噴發(fā)、地震爆發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)。將這些實(shí)驗(yàn)放在資料庫(kù)的最前面，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，完成地球表面和結(jié)構(gòu)的變化以及原因的課件學(xué)習(xí)。通過(guò)這樣串聯(lián)性的資源庫(kù)，學(xué)生不僅可以更好地理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還能更好地將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鏈接和理解，對(duì)地球宇宙領(lǐng)域的自然現(xiàn)象和與運(yùn)動(dòng)關(guān)系有更深刻、更全面的認(rèn)識(shí)。

本文系2021年度安徽省教育信息技術(shù)研究課題《智慧課堂環(huán)境下小學(xué)科學(xué)“地球與宇宙領(lǐng)域”教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用》（立項(xiàng)號(hào)：AH2021053）研究成果。