李青

科學(xué)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力的重要途徑。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，地球宇宙領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容雖然所占比例不大，但是卻是學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)、體驗(yàn)科學(xué)魅力的根本。在地球宇宙領(lǐng)域教學(xué)中，如何通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生汲取營養(yǎng)、收獲智慧，也是許多教師關(guān)注的課題。本文從智慧課堂視角，以《天氣》單元為例，就小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)的意義及實(shí)驗(yàn)教學(xué)路徑進(jìn)行了分析，希望能通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高教學(xué)的有效性，達(dá)到智慧教育的目的。

1. 智慧課堂下小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)的意義

科學(xué)是小學(xué)的基礎(chǔ)課程，是一門以探究事物變化規(guī)律、科學(xué)屬性為主的課程。小學(xué)階段是學(xué)生打基礎(chǔ)的階段，小學(xué)科學(xué)具有綜合性和實(shí)踐性，它肩負(fù)著科學(xué)思想啟蒙、喚醒智慧的重任，其教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的分析性、思考性。小學(xué)科學(xué)不僅涵蓋了許多科學(xué)知識(shí)，還涉及了心理品質(zhì)、動(dòng)手能力、衛(wèi)生知識(shí)等多個(gè)方面的內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，可以感受到世界的多元性、科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣，發(fā)展相關(guān)能力。為了讓學(xué)生有效掌握知識(shí)，許多教師經(jīng)常會(huì)將直觀的教具、實(shí)物等應(yīng)用到教學(xué)中去，不過，小學(xué)生的認(rèn)知能力存在一定的局限，缺乏科學(xué)思維和空間想象能力，所以，他們有時(shí)候很難通過學(xué)習(xí)建立科學(xué)概念，無法充分領(lǐng)悟科學(xué)的魅力。

智慧教學(xué)指借助智慧引入和智慧喚醒，讓學(xué)生感受過程、習(xí)得規(guī)律、發(fā)展智慧的課堂。真正有意義的教學(xué)需要發(fā)揮教師智慧，要充滿靈動(dòng)和智慧。智慧課堂主張喚醒學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生在歡快愉悅的氛圍下學(xué)習(xí)。構(gòu)建智慧課堂，重點(diǎn)是以探究為核心，給學(xué)生的雙手、大腦以刺激，讓學(xué)生觀察、動(dòng)手、探究、思考、表達(dá)，直至學(xué)生能有效掌握知識(shí)，感悟?qū)W習(xí)的魅力。實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)也是開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力的有效途徑。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)引入和安排大量的實(shí)驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)類推原型，探究研究對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律。實(shí)驗(yàn)不僅可以讓學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)、物理規(guī)律，還可以為學(xué)生提供科學(xué)探究的佐證、依據(jù)。此外，在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要對(duì)相關(guān)規(guī)律、原因進(jìn)行合理猜測(cè)；需要尋找證據(jù)，學(xué)習(xí)和掌握理論知識(shí)；還要交流互動(dòng)，設(shè)想分析，直至找到答案，印證猜想，解決問題。將實(shí)驗(yàn)引進(jìn)到小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，不僅可以營造討論的氛圍，讓學(xué)生獲得更多有價(jià)值的信息，還可以促進(jìn)知識(shí)輸出、智慧生成?？梢哉f，在學(xué)生情感、態(tài)度、行為、習(xí)慣等方面的培養(yǎng)中，實(shí)驗(yàn)都有著積極的作用。因此，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，可以將實(shí)驗(yàn)引入到課堂教學(xué)中，以增加教學(xué)的張力和底蘊(yùn)，構(gòu)建智慧課堂，優(yōu)化教學(xué)生成。

2. 智慧課堂下小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)開展路徑

2.1 了解學(xué)情，精心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

之前，在教學(xué)中，許多教師都將教學(xué)視為由教師單項(xiàng)進(jìn)行知識(shí)輸出的活動(dòng)。所以他們?cè)诮虒W(xué)中都不重視學(xué)情，也很少會(huì)根據(jù)學(xué)生需求去進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和安排，課堂幾乎是教師一個(gè)人唱獨(dú)角戲的舞臺(tái)。這樣的課堂教學(xué)，忽視了學(xué)生的地位，剝奪了學(xué)生參與教學(xué)的權(quán)利，所以很難吸引學(xué)生興趣，滿足學(xué)生需求。新課改認(rèn)為，教學(xué)是一項(xiàng)由教與學(xué)組成的雙邊活動(dòng)，教學(xué)要以學(xué)生為中心，以人為本，因材施教。因此，智慧課堂下的小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)，需要教師做好學(xué)情分析，做好實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)有序展開做好鋪墊。如在《我們關(guān)心天氣》一課教學(xué)中，在課堂上，教師利用智能平板展示實(shí)驗(yàn)過程，以此為基礎(chǔ)，教師會(huì)給學(xué)生提供工具、儀器，讓學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)去觀察并描述天氣。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師要明確教學(xué)目標(biāo)，即“了解天氣的復(fù)雜性、多變性，及其與人類生活的聯(lián)系，培養(yǎng)細(xì)致、認(rèn)真觀察天氣的能力，學(xué)會(huì)用思辨方法看問題”。然后，進(jìn)行學(xué)情分析，就學(xué)生的知識(shí)背景、思維能力等進(jìn)行分析，根據(jù)學(xué)生情況界定教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，基于科學(xué)理論和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌_展并達(dá)到預(yù)期目的。如通過學(xué)情分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)陰晴、冷暖等天氣情況有所了解，但是許多人對(duì)災(zāi)害性天氣的危害、天氣圖標(biāo)缺少了解。鑒于此，在實(shí)驗(yàn)中，教師要注意學(xué)單導(dǎo)學(xué)，以激發(fā)學(xué)生興趣，還要以天氣分類、天氣影響為重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。惟其如此，才能確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的針對(duì)性和有效性，讓學(xué)生深入學(xué)習(xí)。

2.2 整合資源，為學(xué)生提供知識(shí)服務(wù)

在小學(xué)科學(xué)中，實(shí)驗(yàn)并不是一個(gè)新生事物，然而，雖然實(shí)驗(yàn)經(jīng)常有，但是許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不盡如人意。導(dǎo)致小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不盡如人意的原因非常多，主要原因?yàn)椋翰牧线x取不科學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理。如在實(shí)驗(yàn)材料選擇上，有的教師很少注意事物之間的相似性，給學(xué)生提供的資源有限。實(shí)驗(yàn)資源是實(shí)驗(yàn)開展的基礎(chǔ)，也是實(shí)驗(yàn)所必須的物質(zhì)保障。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)要想取得良好的效果，必須要為實(shí)驗(yàn)提供充足的資源，為學(xué)生提供完善的服務(wù)尤其是知識(shí)服務(wù)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有所了解，對(duì)相關(guān)知識(shí)、概念有所認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)心理準(zhǔn)備和知識(shí)鋪墊。同樣以《我們關(guān)心天氣》一課實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，準(zhǔn)備各種有關(guān)天氣的圖片，或者根據(jù)學(xué)生的身心特點(diǎn)，準(zhǔn)備天氣預(yù)報(bào)的視頻、表格，挖掘豐富的教學(xué)資源，并且將教學(xué)資源上傳到學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以通過智能平板觀看，借助智慧課堂為教學(xué)提供良好條件。然后，在教學(xué)中，在學(xué)生觀看圖片或視頻后，結(jié)合導(dǎo)入素材設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生就與天氣有關(guān)的話題進(jìn)行討論。如教師可以結(jié)合天氣預(yù)報(bào)視頻設(shè)問：大家經(jīng)常會(huì)在哪些節(jié)目看到天氣預(yù)報(bào)？這些圖標(biāo)中，哪個(gè)是表示陰天/陣雨/大風(fēng)的？今天是什么天氣？你是如何判斷的？你最喜歡什么天氣？為什么？然后，讓學(xué)生思考并回答問題。再結(jié)合學(xué)生的討論，講述天氣知識(shí)，補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容，引出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主題，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)觀察天氣。

2.3 建構(gòu)模型，借助實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生思維

小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域教學(xué)內(nèi)容主要是一些基礎(chǔ)的自然、地理、科學(xué)知識(shí)，其內(nèi)容雖然簡單，但是許多概念都非常抽象，學(xué)生對(duì)許多知識(shí)也感覺很陌生。在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)中，為了深化學(xué)生的認(rèn)識(shí)和了解，經(jīng)常要借助模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生去類比推理，深度思考，直至學(xué)生形成概念，建立假說。模擬實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是選取具有相似性的材料建構(gòu)模型，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作中體現(xiàn)學(xué)生的自主性。這是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒋偈箤W(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。因此，在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)中，任課教師要相信學(xué)生、尊重學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到材料選擇、模型建構(gòu)和實(shí)驗(yàn)操作中去，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)有所思、有所悟。如在《風(fēng)的成因》一課教學(xué)中，為了讓學(xué)生理解風(fēng)的成因，教師提前搜集相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)，并且通過學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)；之后，讓學(xué)生選擇材料進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)用到的材料有通風(fēng)的容器、冒煙的事物等等。在選取材料時(shí)，教師可以讓學(xué)生自己去尋找材料，用塑料瓶、蠟燭、蚊香片、剪刀、油性筆等開展實(shí)驗(yàn)；也可以給學(xué)生提供重要的材料，如蚊香、大小塑料瓶、蠟燭等，讓學(xué)生使用其他輔助工具開展實(shí)驗(yàn)。在建構(gòu)模型時(shí)，要求學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)條件與研究對(duì)象所處的實(shí)驗(yàn)條件的相似性，讓學(xué)生認(rèn)真思考問題：用什么可以模擬風(fēng)？還可以用什么替代蚊香，讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變得更明顯？鼓勵(lì)學(xué)生尋找合適、易得的替代品，以優(yōu)化模擬實(shí)驗(yàn)的效果。

2.4 回到原型，幫助學(xué)生完善知識(shí)體系

小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)，其根本目的主要是讓學(xué)生通過類比推理進(jìn)行遷移思維訓(xùn)練，了解事物變化過程和結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師既要關(guān)注實(shí)驗(yàn)步驟和細(xì)節(jié)，還要采用合適的策略，引導(dǎo)學(xué)生思考、想象，讓學(xué)生基于邏輯推理、空間想象回到原型，建構(gòu)清晰的概念，完善知識(shí)體系。簡單來說，在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)中，學(xué)生要有證據(jù)意識(shí)、想象能力，其思維要由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，不能只停留在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上。這就需要教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮引導(dǎo)作用，讓學(xué)生遵循科學(xué)規(guī)律，尋找證據(jù)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)思考問題，直至學(xué)生建構(gòu)自己的假說。如在《風(fēng)的成因》的模擬實(shí)驗(yàn)中，在將大小塑料瓶連接起來，點(diǎn)燃放在大塑料瓶洞口高度的蠟燭后，蠟燭的火焰沒有飄動(dòng)，說明沒有風(fēng)；將空氣流動(dòng)裝置罩在燃燒的蠟燭上，火焰對(duì)著塑料瓶口時(shí)，發(fā)現(xiàn)蠟燭的火焰向另一方向飄動(dòng)，說明有了風(fēng)。操作到這里，學(xué)生會(huì)對(duì)風(fēng)的成因（空氣溫差導(dǎo)致空氣流動(dòng)）有所認(rèn)識(shí)。這時(shí)，可以趁熱打鐵，點(diǎn)燃蚊香，拿起書，用不同的力度扇蚊香，再次進(jìn)行風(fēng)的實(shí)驗(yàn)，并提出問題：風(fēng)的形成是不是只有一種原因？風(fēng)的大小跟什么有關(guān)？這樣可以讓學(xué)生突破實(shí)驗(yàn)表象，有更深的思考和認(rèn)識(shí)，可以幫助學(xué)生完善知識(shí)體系。

2.5關(guān)注細(xì)節(jié)，提高實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性

實(shí)驗(yàn)雖然是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力的有效方法，但是在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)中，有許多需要注意的問題。對(duì)于教師來說，實(shí)驗(yàn)不僅涉及到相關(guān)知識(shí)的講授和運(yùn)用，還關(guān)系到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、材料選取、模型建構(gòu)、學(xué)生啟發(fā)和教育等。如果無法做到面面俱到，無法兼顧細(xì)節(jié)，很可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的順利開展和最終結(jié)果。因此，在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)中，要關(guān)注實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)執(zhí)行力、引導(dǎo)力，使實(shí)驗(yàn)質(zhì)量最優(yōu)化，效果最大化。如在《風(fēng)的成因》的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在將大小塑料瓶連接起來時(shí)，需要將大塑料瓶鉆孔，但是孔要在瓶的下半部，而且孔的大小要與小塑料瓶的瓶口略大一點(diǎn)，因?yàn)橐獙⑿∑科靠谌M(jìn)大瓶孔里；并且為了確保空氣流動(dòng)不受影響，還要用橡皮泥將連接處封緊。在操作時(shí)，有的學(xué)生可能會(huì)對(duì)塑料瓶的連接部位不注意。在學(xué)生操作時(shí)，教師可以利用多媒體展示實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，點(diǎn)明操作要點(diǎn)，讓學(xué)生知其然，也知其所以然。在實(shí)驗(yàn)操作中，有的學(xué)生注意力不集中，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察，注意細(xì)節(jié)，并鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出質(zhì)疑，讓學(xué)生尋找新的信息、證據(jù)去驗(yàn)證自己的猜測(cè)。這樣可以提供實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，讓學(xué)生有深刻的心得體會(huì)。

2.6 課堂內(nèi)外相結(jié)合，開展課外實(shí)踐

小學(xué)科學(xué)地球宇宙教學(xué)內(nèi)容非常抽象，但是，許多與之有關(guān)的現(xiàn)象、知識(shí)，在日常生活中卻非常常見。生活是一個(gè)大課堂，科學(xué)教學(xué)的根本目的是服務(wù)學(xué)生生活，為學(xué)生全面發(fā)展、終身發(fā)展助力。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，將教學(xué)內(nèi)容與生活實(shí)際統(tǒng)一起來，將課堂內(nèi)外結(jié)合起來，可使學(xué)生突破認(rèn)知局限，建立科學(xué)概念。因此，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要樹立生活化教學(xué)理念，注意教學(xué)的靈活性、開放性，合理控制學(xué)生的作業(yè)量，引導(dǎo)學(xué)生充分利用課外時(shí)間開展科學(xué)實(shí)踐，以拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，促進(jìn)學(xué)生綜合能力發(fā)展。以問題為引擎，讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，交流討論，并讓學(xué)生開展科學(xué)實(shí)踐。這樣可以鞏固課堂學(xué)習(xí)成果，讓學(xué)生有更多的發(fā)現(xiàn)。

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的重要性是不容置喙、無法代替的。因此，在小學(xué)科學(xué)地球宇宙領(lǐng)域教學(xué)中，可以細(xì)化教學(xué)過程，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，借助實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生開展科學(xué)探究，驗(yàn)證自己的假說，為構(gòu)建智慧課堂、學(xué)生全面發(fā)展做好鋪墊。

課題備注：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)資源的開發(fā)與應(yīng)用》（立項(xiàng)號(hào)：AH2021053）研究成果。