在实验中观察在观察中想象 在想象中创新

〔摘

要〕

随着科学技术的飞速发展，科学课程教学要引领学生在掌握基本的科学知识、思维方法、科学方法的基础上建构学生正确的价值观和社会责任感。本文从明确目标，在实验中观察；激活思维，在观察中想象；自主探究，在想象中创新；整合资源，在创新中实践几个方面探究小学科学教学与信息技术的有效整合，旨在培养学生的核心素养。随着素质教育的深入发展，小学科学教学与信息技术的有效整合要立足于科学知识学习的基础，引领学生在实验中观察，在想象中创新，在生本学习、生本探究、生本发现的基础上推进学生核心素养的全面发展。一、明确目标，在实验中观察《义务教育科学课程标准（2022年版）》中在培养学生核心素养的过程中强调要发挥科学课程育人价值，建构学生适应个人终身发展和社会发展的正确的价值观、必备品格和关键能力，培养学生科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。为此，小学科学教学与信息技术的有效整合要引领学生在明确教学目标的基础上深化生本学习，在融合信息技术资源的过程中深化实验观察。（一）明确教学目标，定位实验主题陶行知先生提出，先生的责任是教学生学，不仅要教学生学会，还要教学生会学。小学科学教学中教师要在明确教学目标、定位实验主题的基础上充分挖掘学生的潜能，鼓励学生去积极参加实验，在实验中认真学习。例如，在“种子里孕育着新生命”的教学过程中，首先明确教学目标是在引领学生观察中了解种子的外部特征，并思考种子是如何孕育新生命的。然后再综合运用感官在比较中观察种子的各种特征。最后，在种子发芽实验的观察和对比中探究绿豆发芽与土壤的关系。（二）强化生本学习，深化实验观察苏霍姆林斯基说过，儿童内心深处根深蒂固的需求是成为发现者、研究者和探索者。小学科学教学要在注重生本学习的基础上深化实验观察，指导学生在实验观察中去发现、去研究、去探索。例如，在“种子长出了根”的实验教学中，生本学习将凤仙花长根的过程进行了认真的记录，其中的实验观察主要从两个方面深化生本学习：一是生本观察，强化细节的观察和文字的记录，尤其是根的生长变化，如长度、大小等方面的变化；二是生本整理，引领学生融入信息技术资源，将观察情况与相关科学知识进行对照，在对比中发现问题，研究问题。（三）融合信息技术，记录实验数据华罗庚先生提出，科学成就是由一点一滴积累起来的，唯有长期的积聚才能由点滴汇成大海。小学科学教学中教师要在融合信息技术的过程中引领学生科学记录实验数据，在数据的累积和分析中进行探究实践。例如，在“绿豆种子发芽和土壤的关系”的对比实验开展中，信息技术的融合实现了学生对实验观察数据的整理，一是1号组在土壤中种子的发芽情况与2号组无土壤中种子的发芽情况的记录；二是每天记录情况和相关数据的更新；三是对比实验中对数据的初步分析和整合，在择取其中的关键点中分析种子发芽与土壤的关系，并在对比分析中探究土壤在种子发芽中的作用。二、激活思维，在观察中想象《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》中提出在盘活资源中重在集成，在内外联动中重在融合，在优化数字智慧平台中丰富科学教育资源。小学科学教学与信息技术的有效整合要在激活思维中引领学生在观察中想象，在盘活各种资源中拓宽学生的视野。（一）激活理论思维，在观察中思考法布尔提出，科学上最好的助手是自己的头脑，而不是别的东西。小学科学教学中教师要注意引领学生在手脑并用、手脑双全中激活理论思维，在观察中思考。例如，在研讨“住房的基本结构和系统”的过程中，科学实验将住房的结构通过模型以实物化的方式呈现在学生面前。这里的教学主要通过三个环节进行：一是在信息技术的运用中将住房的结构和系统在模拟建造的演示过程中以直观的方式呈现在学生面前，便于学生的系统化学习和针对性认知；二是实物化展示将住房的基本结构和系统展现在学生面前，学生可以选择感兴趣的地方进行深入观察并思考；三是小组探究和发现，引领学生在分散和集中思维的整合中，以小组探究的方式激活理论思维，在观察中思考并梳理住房的基本结构和系统。（二）激活实验思维，在观察中想象杜威指出，科学的巨大成就是以大胆的幻想为出发点的。小学科学教学中要注意在基础知识学习的过程中激活学生的实验思维，引领学生在观察中想象，进而推进概念的形成，模型的建构，强化学生在对感性认识材料进行加工处理的过程中实现归纳与演绎的统一。例如，在“住房的基本结构”的教学中，引领学生在认知框架、承重、户型和采光等方面的基本结构要求后，结合自己的生活实践，依托信息技术的优势，整合相关科学资源进行实验探究，在观察中想象如果框架、承重、户型和采光发生了变化会出现怎样的问题，哪些地方能变，哪些地方不能变。一是学生从自己居住的地方进行住房结构的分析，在观察中想象如果户型设计发生变化会有哪些优势，又存在哪些安全隐患等；二是指导学生结合新闻中出现的因为盲目装修而造成承重墙的损害，为此整栋大楼的居民受到危害，造成了巨大的经济损失；三是进一步指导学生在实验思维中以模型的方式进一步探究住房基本结构发展变化和科学革新的路径。（三）激活计算思维，在观察中推理亚里士多德指出，智慧不仅仅存在于知识之中，而且还存在于运用知识的能力之中。为此，小学科学教学与信息技术的有效整合中教师要发挥学生学习知识、运用知识的能力，在激活计算思维中指导学生在观察中推理。尤其是通过对观察结果的比较与分类、归纳与演绎、分析与综合中建构学生的批判性思维，在理论与实践的融合中推进学生的探索与创新。例如，在“关于塔台建造”相关知识的学习过程中，信息技术的融入推进了学生对塔台的项目成本、项目安全性的基础知识的学习，同时也在设计塔台模型和制作塔台模型中通过模拟动态视频的呈现将相关过程进行了形象化展示，而在测试塔台模型中，要激活学生的计算思维，除文本中提出的高度、承重、抗风和抗震的测试要求以外，学生要结合信息资源中的其他问题和安全隐患在观察中进行推理，拓展塔台测试的项目，并在评估中改进设计方案，通过科学推理实现塔台设计的科学化、塔台评估的安全化。三、自主探究，在想象中创新叶圣陶先生提出，教育教学要在启发诱导中引领学生举一反三、触处自伸，在疑难自决、是非自辩、斗争自奋和高精自探中实现自求得之。小学科学教学与信息技术的有效整合为学生的自主探究提供了学习平台，通过信息资源的运用推进了学生在想象中创新。（一）生本探究，在想象中思考陶行知先生强调要以生活为中心，教给学生活的书、真的书、动的书和用的书。小学科学教学与信息技术的有效整合需要在生本探究中引领学生去学真、学活、学动和学用，鼓励学生在想象中思考，在探究中发现。例如，在“模拟安装照明电路”的教学过程中，引领学生在学习基本照明电路的安装流程基础上，通过信息技术的运用将安装流程进行动态化展示，然后从三个方面进行探究。一是模拟实验的生本探究。通过实验教学，引领学生在模拟进行线路安装的过程中深化对文本知识的学习、理解和运用。二是问题导向的生本探究。引领学生思考在安装照明电路中如何运用当前的高科技信息为照明提供更优化的服务。有的学生提出了声控灯的运用，并指出在声控灯的照明电路安装中只是单独安装了一个关于声控的设备，这样可以通过语音识别实现声控的便利。同时学生提出这个声控灯也存在着问题，如路人的声控，会造成用电的浪费。三是想象创新的生本探究。要解决学生在想象和思考中的问题，就需要针对问题进行生本探究，指导学生通过查找网上相关资源或者課下请教电工师傅有效地解决问题。（二）合作探究，在思考中创新“科学是老老实实的东西，他要靠许许多多的人民的劳动和智慧积累起来。”李四光对科学的解读，在指导当前小学科学教学中，要注意在信息技术的整合中推进学生的合作探究，引领学生在集思广益地思考和探究中实现科学创新。例如，在“电路中的开关”教学中，首先通过信息技术的实物呈现，引领学生认识到小开关的结构包括刀片、底座和接线柱，并指导学生认识到刀片是导体，底座是绝缘体，接线柱外面是绝缘体，里面是导体，学生在观察图片中思考线路中开关怎样控制灯泡的亮灭；然后指导学生在观看视频中学习运用身边的材料进行小开关的制作，观察思考身边的开关的原理；最后再根据小视频思考创新运用电路开关的方法，如通过对控制红绿灯电路开关的练习，思考创新生活中开关的制作和运用原理。四、整合资源，在创新中实践《中国教育现代化2035》中提出，要加快信息化时代化教育变革，建立数字教育资源共建共享机制。小学科学教学与信息技术的有效整合通过资源共建共享，引领学生在学习中创新，在创新中实践。（一）整合信息资源，在学习中创新“科学也需要创造，需要幻想，有幻想才能打破传统的束缚，才能发展科学。”郭沫若对于科学的分析，指导当前小学科学教学中教师要注意在整合信息资源的过程中引领学生在学习中创新。例如，在“合理利用能源”的教学中，首先在整合信息资源中通过图片的播放引领学生了解当前能源的消耗对环境的影响，如温室效应。然后通过认识模拟实验材料了解模拟太阳能的材料，通过太阳能电池板了解正极、负极和发光二极管的正负极和面包板，从发光二极管的发亮和蜂鸣器的鸣叫中了解太阳能转化为电能的实验过程。然后，引领学生思考在生活中除了太阳能还有哪些清洁能源可以有效利用，在创新思维中拓宽学生的科学视野，引领学生在信息资源的整合中探究更加宽阔的能源空间。（二）整合社会资源，在创新中实践陈鹤琴先生在活教育理念中强调要把握大自然、大社会的活教材。小学科学教学中要充分整合社会资源，引领学生在创新中实践。例如，在“让资源再生”的教学中，面对这个社会性问题，小学科学教学