本研究探討了信息技術支持下小學科學課堂互動模式的創(chuàng)新路徑,通過實踐案例與教學反思,發(fā)現(xiàn)信息技術能夠有效創(chuàng)設沉浸式學習情境、優(yōu)化課堂互動結構、提升學生的科學素養(yǎng)與協(xié)作能力。
傳統(tǒng)的小學科學課堂中,師生互動形式單一、學生參與度不足等問題制約了教學效果的提升,而信息技術的引入,如交互式白板、虛擬仿真實驗、移動學習終端等,為課堂互動模式的轉型提供了更多技術支撐。
小學生有著較強的好奇心,然而傳統(tǒng)講授式教學卻很難持續(xù)吸引他們的注意力,像AR/VR、互動游戲、虛擬實驗以及新媒體平臺等信息技術,可把抽象的科學知識轉變?yōu)榭梢暬?、動態(tài)化的內(nèi)容,讓課堂變得更加生動且有趣,以及如天體運行、微觀世界等科學現(xiàn)象沒辦法在課堂當中直接進行觀察,不過信息技術可模擬高風險或者復雜的實驗,提供安全、低成本的剖析機會。智能教育平臺可以依據(jù)學生的水平推送差異化資源,如微課、互動練習等,以此幫助教師實現(xiàn)因材施教,彌補傳統(tǒng)課堂“一刀切”的不足之處。
信息技術深度融入小學科學課堂,給其給予了前所未有的神秘感與吸引力,在地球科學這類包含抽象概念的教學里表現(xiàn)突出。以教科版五年級《地球表面的變化》為例,教師可構建多層次數(shù)字化教學場景,借助VR頭顯設備,學生可以“穿越”到環(huán)太平洋火山帶,在360°全景里觀察巖漿從地幔上涌以及火山錐形成的整個過程。當虛擬熔巖流擦身而過時,觸覺反饋裝置會產(chǎn)生輕微震動,多種感官受到刺激,使得板塊運動理論變得鮮活且可感知。對于地震教學,AR技術能把課桌瞬間轉變成動態(tài)地殼模型,學生用手指在平板上滑動就能模擬斷層錯動,系統(tǒng)會實時生成不同震級對應的地表裂縫三維投影。在實驗環(huán)節(jié),每組學生都配備物聯(lián)網(wǎng)傳感器套裝,把地溫傳感器插入不同質地的土壤,如沙土、黏土、礫石等,平板馬上會顯示熱傳導速率曲線,憑借調節(jié)模擬太陽光源的智能燈箱,光強傳感器會自動記錄各類地表物質的反射率數(shù)據(jù),AI算法會將這些參數(shù)轉化為色彩漸變的動態(tài)熱。這種沉浸式剖析解決了“無法重現(xiàn)的自然災害”和“肉眼不可見的地質過程”這兩大教學難點,還依靠數(shù)據(jù)可視化培養(yǎng)了學生的實證思維。當火山噴發(fā)模擬器的二氧化硫濃度讀數(shù)與周邊“植被枯萎”的VR場景產(chǎn)生關聯(lián)時,孩子們可自發(fā)總結出“火山活動影響生態(tài)環(huán)境”的完整證據(jù)鏈。
學生天性愛玩,把游戲融入小學科學課堂,能讓學生于輕松愉悅氛圍里主動去探索知識。如在教科版五年級下冊《環(huán)境與我們》的教學當中,教師可以設計一個“生態(tài)守護者”角色扮演游戲,讓學生成為環(huán)保科學家、城市規(guī)劃師或者生態(tài)工程師,在虛擬或者現(xiàn)實場景里解決實際的環(huán)境問題。課堂之上,教師借助互動白板創(chuàng)設一個“污染治理挑戰(zhàn)”情境:某條河流因工廠排放廢水致使魚類大量死亡,學生要分組合作、剖析污染源、提出可行的治理方案。每個小組可扮演不同角色:環(huán)保局官員負責制定政策、科學家研究水質數(shù)據(jù)、工程師設計污水處理裝置。學生經(jīng)討論、實驗模擬,如用濾紙凈化“污水”以及方案展示,最終在互動白板上呈現(xiàn)自身解決方案,系統(tǒng)會依據(jù)方案可行性給予即時反饋與評分。另外,教師還可以引入數(shù)字化模擬游戲,讓學生在平板上操控虛擬角色,在“城市生態(tài)修復”任務里種植樹木、建設濕地公園,觀察不同措施對空氣質量、生物多樣性所產(chǎn)生的影響。這種游戲化學習方式能提高學生參與感,還可以讓他們在解決問題過程中深刻領會環(huán)境保護的關鍵性,培養(yǎng)科學思維與社會責任感。
隨著在線教育平臺的逐漸完善,小學科學教師可突破傳統(tǒng)課堂的限制,借助學生熟知的教育平臺來輔助教學,讓科學知識變得更為生動有意思。比如,教師可預先在國家中小學智慧教育平臺中搜索優(yōu)質科普內(nèi)容,挑選與課程有關的教學視頻,然后在課堂上播放這些短視頻,借助其生動的動畫、直觀的實驗演示以及通俗易懂的解說,幫助學生更有效地理解抽象的科學概念。觀看視頻之后,教師可以組織學生進行分組討論,鼓勵他們提出問題,并引導他們運用AI聊天工具查找相關資料,培育自主學習能力,在課堂互動環(huán)節(jié),讓學生分享自己學到的科學知識,甚至鼓勵他們仿照科普視頻的風格,用手機錄制簡短的“科學小實驗”或者“知識解說”視頻在班級內(nèi)展示。這種教學方式可提升學生的科學素養(yǎng),還可鍛煉他們的表達能力,使科學學習變得更加貼近生活、充滿趣味。
本研究聚焦信息技術與小學科學課堂的深度融合,探討如何利用數(shù)字化工具重構課堂互動模式,以激發(fā)學生學習主動性、促進科學思維的深度發(fā)展,并為未來智慧課堂的構建提供實踐依據(jù)。
(作者單位:北京師范大學天津生態(tài)城附屬學校)