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信息技术在小学科学实验观察中的运用

2018-12-04 11:35 来源:小学科学论文 人参与在线咨询

摘要:实验教学是小学科学课堂教学的重要内容,也是科学课堂教学中一种常见的组织形式。运用信息技术手段,可以充分激发学生实验观察的兴趣,提高实验观察的效果,形成实验观察的技能。在小学科学实验观察中运用信息技术手段,可从聚焦话题激发观察兴取,提供观察素材丰富观察内容,提供方法指导训练观察技能,化解操作难点强化观察效果,变革教学方式引发观察思考等方面来实践。

关键词:信息技术;小学科学;实验观察

小学科学是一门以实验为基础的学科,观察实验是小学科学课堂教学中最常见的教学形式,也是学生喜爱科学课的重要因素之一。信息技术手段具有具体直观、形象生动等特点,可以化繁为简、化静为动、化小为大。因此,信息技术手段在小学科学实验观察中可以发挥独特的作用。

一、聚焦话题,激发观察兴趣

兴趣是最好的老师,良好的开始就是成功的一半。现实中并不是所有的观察活动都是学生喜闻乐见的,让学生持久深入仔细地观察似乎更不容易。为了激发学生的观察兴趣,聚焦观察的目标和任务显得尤为重要。一位教师在教学《认识矿物的性质》(苏教版科学五下)一课时,在课始阶段,为了激发学生的观察兴趣,教师通过视频导入的方法成功创设了一个真实的问题情境。视频来源于一则电视新闻报道:河南某地许多村民在野外找“金子”,许多人还在夜里打着电筒找,还有许多是全家出动,坐着小板凳或趴在地上找。所谓的“金子”在村民口中就是金矿石,提炼后可以得到纯度较高的金子。结果记者带着所谓的“金子”到专门的机构检测,发现其实是黄铁矿,根本不是金矿石。学生包括听课教师的注意力一开始就被这则新闻视频所吸引,随着新闻采访的深入,大家都知道了原来村民把黄铁矿误认为是金矿石了。那么金矿石和黄铁矿究竟有什么区别?其他矿石又有什么特点呢?带着这样的问题,师生开始了矿物的观察探究活动。新闻视频紧扣学生心理,激发了学生的好奇心,使后续的观察活动成为学生内在的需求,而不是单纯为了完成教师布置的探究任务。这样的导入聚焦了观察的主题和任务,为下一阶段的主题探究活动营造了积极氛围。

二、提供观察的素材,丰富观察内容

实验观察课对材料的要求很高。材料要具有丰富性,以增强学生的感性认识,方便学生分析、比较。材料还要具有典型性,典型性的材料能突出概念的本质属性,便于学生抽象、概括。传统的观察课,往往通过对素材的直接感知获取对观察对象的认识。比如观察水时,教师让学生通过眼、鼻、舌等器官进行观察,了解水的一般物理性质。观察中往往还借助醋、牛奶、盐水等液体进行对比,以加深对水的物理性质的理解。此外,还有一些非典型的实验观察课,对学生观察的精细度要求不高,但对观察的广泛度、关联度有要求,这样能促进学生对知识的理解,并帮助学生通过切身体验构建情感、态度和价值观。《生态平衡》(苏教版科学六下)一课内容大致有三大块:一是理解生态平衡的概念,教材一开始就以文字形式呈现出来,并通过做一个生态瓶模拟生态平衡来加以理解;二是认识生态平衡的现状和破坏生态平衡的后果,教材以图片和故事的形式呈现,但一般的城镇区域学生平时都很难见到这些现象;三是探讨如何保护生态平衡,教材先是呈现自然保护区的资料,然后引导学生讨论怎样保护生态平衡。本课的教学内容,比如自然保护区的资料远离学生生活,不易引起共鸣,也就很难激发起学生主动保护生态平衡的意识和积极性。学生缺乏对生活现象的关注,概念教学很容易变成知识的被动接受。在这样一个非典型的实验课中,为了帮助学生真正构建生态平衡的概念,意识到生态失衡的危害,同时能在理解生态平衡的基础上制作生态瓶,我决定在多媒体教室进行教学。我为学生提前制作专题网站,因为课堂上教师仅凭有限的图片和视频资料进行教授是不够的。专题网站上设置“生态系统”“生态破坏”“生态农业”“生态失衡的危害”“生态平衡的保护”“制作生态瓶”等专栏,图文并茂,内容丰富。教学中,教师根据教学进展,让学生在网站上自主搜集并交流资料,在对资料的搜集、整理、分析的过程中逐步深化对生态平衡的理解,从而真正认识到保护生态平衡的重要性,同时了解制作生态瓶的步骤、方法、注意事项等。专题网站拓展了学生学习的资源,使得学生的观察内容更丰富,达到了较好的效果。

三、提供方法指导,训练观察技能

科学课堂中的实验不等同于科学家的实验,课堂实验是科学探究过程的简约再现,是在教师指导下的实践操作。在有限的教学时间内必须考虑教学的效率,因此教师适时、有效的指导是十分必要的。尤其低中年级的学生,他们还没有形成良好的实验操作技能,更需要教师精心设计教学环节,充分考虑学生的学情,在学生可能遇到的困难处给予必要的帮助。在《这里面有空气吗》(苏教版科学一下)一课中,把物体放入水中观察发生的现象是一个重要的观察实验。我们希望学生通过描述物体在水中有气泡冒出,认识到凡是有缝隙或小孔的物体里都藏有空气。为了让这一观察实验更加有效,一位教师在教学中,提前拍摄了一段观察的视频,通过视频中的实验演示、解说进行观察指导,强调了实验观察的三字要素:放——物体要轻放;看——物体一放入水中就及时观察;画——把看到的现象及时在记录纸上画出来。选择播放视频的方式来进行指导,是因为对一年级学生来说它直观、形象,易于接受。视频介绍完了,再引导学生回顾实验中要注意什么,学生对观察操作的要点就非常清晰了。

四、化解操作难点,强化观察效果

实验教学受教学内容的时空、环境等限制,有些实验很难在实验室现场进行,而信息技术手段便能化解操作难点,突破观察盲区。比如《声音的传播》(苏教版科学四上)一课的重点是让学生理解声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,不同物质传播声音的速度和效果不一样。教学中,声音在固体、液体、气体中的传播都能通过实验设计,让学生在操作过程中观察、体验、感受。但声音在真空中的传播因为技术原因,很难让学生通过分组实验的方式直接感知。许多教师往往采用视频教学的方式,用抽气泵慢慢抽取玻璃罩中的空气,使得玻璃罩逐步达到真空状态,玻璃罩中发声的铃声也随之减弱最后消失了。通过视频再现声音在真空中的传播过程,能帮助学生理解声音的传播需要介质,声音在真空状态不能传播。同样的,借助技术手段,还可以帮助学生丰富感性认识,增强实验的效度与信度。比如教学《热的传递》(苏教版科学四上)一课时,教师为了帮助学生理解热传导,设计了一组实验装置,包括直条形的、曲线形的金属条,平面的金属片,并引导学生用不同形状的金属做热的传递实验。实验用到了温变油墨,随着温度的升高,涂在金属环、金属片上的温变油墨会褪色。这样可以直观呈现“热沿着物体传,从温度高的地方向温度低的地方传”的过程。热传递的过程稍纵即逝,为了让同学不仅看到本组的实验现象,同时看到其他各组的实验情况,增强结论的信度和效度,教师采用了即时拍摄、即时上传到电脑的技术。这样在实验结束后的汇报环节,各组展示实验实拍情况,实验结论的得出自然水到渠成。

五、变革教学方式,引发观察思考

对于高年级学生而言,如果观察仅止于观察现象的细致描述,那是低层次的。高层次的观察活动应该与学生的思维紧密联系,触发学生的深入思考。当今的科学课程更加重视综合性、实践性,与STEAM课程融合度越来越高,要求学生能运用知识解决实际问题,这需要学生思维的深度参与。科学课的综合性、实践性等特点要求学习不能局限于课堂,而是要渗透到课堂内外;不能局限于教室,而是要扩展到学校内外;不能局限于师生互动,而是要扩展到生生互动、家校互动甚至更多。运用信息技术手段可以变革教学方式,使教和学更加开放、灵活,让学生能有深入自主探究的机会,在观察实践中发展科学思维、认识科学本质、掌握科学方法、提升科学技能,形成科学素养。一位老师在执教《物体的形状改变以后》(苏教版科学四下)时,一改过去通过课堂实验现象的观察来认识、理解弹性和弹力的传统做法,而是在课前录制了微视频,借助视频将学习活动前置。视频主要分为两部分。第一部分是展示搜集了各种能发生形变的物体,比如橡皮筋、弹簧、海绵、直尺等。通过学生演示,让学生观察、讨论,认识到什么是弹性,什么是弹力,弹力的大小可能跟什么因素有关。这一内容对于学生而言难度不大,因为学生有丰富的生活经验做支撑,完全可以通过视频自主学习,在观察、讨论的基础上自我消化。视频的第二部分主要是提出问题并要求讨论解决问题。视频中教师提出一个实际问题:“弓箭作为古代的一种武器,射程越远,刺伤力越大越好,如果在科学课堂上制作一个这样的弓箭,你觉得需要哪些材料?如何制作?”这是一个具体的任务,也是一个开放性的教学任务,学生要在理解弹性、弹力的基础上才能解决问题,这是一个融合科学知识、技术、工程的综合性教学内容。课堂上,教师可以引导学生设计、讨论、制作一个射程最远的弓箭,并实际测试,最后分析总结最佳弓箭的原理。这是一堂非常典型的STEAM课程,这又是一堂有效运用信息技术手段,引导学生深入观察、思考、实践的课例。

作者:应从祥

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