2025 小学五年级科学下册信息技术在科学探究中的应用课件

二、信息技术与科学探究的融合基础：理解需求，把握规律演讲人信息技术与科学探究的融合基础：理解需求，把握规律01信息技术应用的实施策略：从“能用”到“善用”的跨越02信息技术在五年级科学探究中的具体应用场景03结语：让信息技术成为科学探究的“隐形翅膀”04目录2025小学五年级科学下册信息技术在科学探究中的应用课件一、引言：当科学探究遇见信息技术——教育信息化背景下的教学新生态作为一名深耕小学科学教育12年的一线教师，我清晰记得2013年第一次带五年级学生研究“种子发芽条件”时的场景：30组学生每天用纸质表格记录温度、湿度、光照数据，统计时需要手工绘制折线图，结果因为测量工具精度不足，多组数据出现偏差，探究结论的可信度大打折扣。而到了2023年，同样的课题，学生们用智能温湿度传感器实时采集数据，通过蓝牙同步到平板电脑，自动生成动态折线图，还能调用气象数据库对比本地气候特征。这10年间的变化，正是信息技术与科学探究深度融合的缩影。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出：“要充分利用现代信息技术，为学生提供多样化的学习工具和资源，支持探究式学习的开展。”五年级科学下册教材涵盖“生物与环境”“光”“热”“地球的运动”等核心主题，这些内容的探究往往涉及长周期观察、微观现象可视化、复杂数据处理等挑战，信息技术恰好能为这些难点提供解决方案。本节课件将从“融合基础”“应用场景”“实施策略”三个维度，结合具体教学案例，系统阐述信息技术在五年级科学探究中的实践路径。01信息技术与科学探究的融合基础：理解需求，把握规律1五年级学生科学探究的认知特点与需求五年级学生（10-11岁）正处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期，其科学探究能力呈现以下特征：观察能力：能关注到事物的细节，但对隐性变量（如空气湿度、光照强度）的定量测量仍依赖工具辅助；数据处理：已掌握简单统计方法（如绘制柱状图），但面对多变量、长周期数据时，易因计算繁琐失去探究耐心；抽象思维：对微观现象（如光的折射路径）、动态过程（如种子萌发的细胞分裂）的理解存在困难，需要可视化工具降低认知负荷；协作需求：小组探究中常出现分工不清、过程记录碎片化问题，需要数字化平台支持协同编辑与进度追踪。1五年级学生科学探究的认知特点与需求例如，在“光的反射”单元，学生需要探究“反射角度与入射角度的关系”，传统教学中用量角器测量易产生误差，且难以直观呈现多次实验数据的规律；而借助激光传感器与数据采集软件，可实时记录角度值并生成散点图，学生能快速发现“反射角等于入射角”的规律，探究效率提升40%以上。2信息技术赋能科学探究的核心价值A信息技术并非简单替代传统工具，而是通过“增强、扩展、重构”三大机制，重塑科学探究的过程与体验：B增强：提升数据采集的精度与频率（如用pH传感器替代pH试纸，将测量误差从±1pH降低至±0.1pH）；C扩展：突破时空限制（如通过虚拟仿真实验观察“月相变化”的完整周期，或用延时摄影记录“植物向光性”的动态过程）；D重构：改变探究模式（如利用在线协作平台实现“异班同题”探究，对比不同环境下的实验结果）。2信息技术赋能科学探究的核心价值以“岩石的风化”为例，自然状态下的风化过程需数十年甚至更久，学生难以直接观察。通过3D建模软件模拟“温度变化-岩石裂缝扩张-水分渗透-冻融破坏”的动态过程，配合微视频展示实地风化的典型案例（如黄山“飞来石”的形成），能帮助学生在40分钟课堂内建立“时间尺度”与“地质作用”的关联认知。02信息技术在五年级科学探究中的具体应用场景1工具层：智能设备辅助观察与测量五年级科学探究中，许多实验需要定量数据支撑，传统工具（如温度计、天平等）存在操作复杂、精度不足、无法实时记录等问题。智能传感设备与数据采集系统的引入，可有效解决这些痛点。1工具层：智能设备辅助观察与测量1.1常见智能工具类型及适用场景|工具类型|典型设备|适用探究主题|优势体现||----------------|-------------------------|-------------------------------|-------------------------------||环境传感器|温湿度传感器、光照传感器|种子发芽条件、植物光合作用|实时采集、自动存储、多变量同步||物理量传感器|力传感器、角度传感器|光的反射、简单机械|高精度测量（误差＜0.5%）||化学传感器|pH传感器、二氧化碳传感器|土壤酸碱性对植物的影响|连续监测，避免采样破坏环境|1工具层：智能设备辅助观察与测量1.1常见智能工具类型及适用场景教学案例：在“种子发芽需要水吗？”探究中，传统实验需每天手动测量培养皿湿度，常因操作时间不一致导致数据偏差。使用土壤湿度传感器（精度±2%）连接数据采集器，设置每2小时自动采样，5天后导出的湿度变化曲线清晰显示：有水组湿度稳定在60%-70%，无水组48小时后降至10%以下。结合发芽率统计（有水组发芽率92%，无水组0%），学生能直观得出“水是种子发芽必要条件”的结论。1工具层：智能设备辅助观察与测量1.2工具使用的教学建议STEP3STEP2STEP1先明确探究问题：避免为用工具而用工具，如“观察蚯蚓的生活环境”只需用普通放大镜即可，无需强行使用传感器；做好操作培训：五年级学生首次接触智能设备时，需通过“分步演示+同伴互助”掌握基本操作（如传感器校准、数据导出）；强调数据解读：工具是“数据采集员”，教师需引导学生关注“数据背后的意义”（如“湿度曲线下降的拐点对应哪次操作？”）。2资源层：数字化资源支持深度探究五年级科学下册涉及大量抽象概念（如“光的色散”“热传递的三种方式”）和宏观/微观现象（如“地球的公转与四季”“细胞的分裂”），单纯依靠教材插图或教师讲解难以让学生形成直观认知。数字化资源通过“虚拟仿真”“微视频”“交互课件”等形式，能有效突破这一障碍。2资源层：数字化资源支持深度探究2.1主流数字化资源类型及应用策略虚拟仿真实验：推荐使用PhET（科罗拉多大学开发）、NOBOOK（国内科学仿真平台）等工具。例如，在“光的折射”教学中，学生可通过PhET的“弯曲的光线”仿真实验，自主调节入射角、介质类型（空气-水/空气-玻璃），观察折射角变化并总结规律，实验错误（如用激光直射法线）不会导致“器材损坏”，学生能更自由地尝试各种可能性。微视频资源：选择或制作时长3-5分钟的“现象记录类”“过程分解类”视频。如“月相变化”教学中，播放延时摄影《30天月相全记录》，配合动画分解“月球公转-太阳照射-地球观测角度”的关系，学生能快速理解“月相成因”的三要素（日、地、月位置；月球不发光；地球观测角度）。2资源层：数字化资源支持深度探究2.1主流数字化资源类型及应用策略交互课件：利用希沃白板、101教育PPT等平台制作可拖拽、可触控的课件。例如，在“热传导”教学中，设计“金属棒温度变化”交互模块：学生拖动“热源”靠近金属棒一端，课件实时显示各点温度变化曲线，对比铜、铁、铝的导热差异，直观理解“不同材料导热性不同”。教学反思：我曾在“地球的自转与昼夜交替”教学中使用3D地球模型软件，学生虽能看到“自转导致昼夜交替”的动画，但部分学生仍困惑“为什么北京和纽约不能同时天亮”。后来增加“全球时钟”交互功能（点击不同城市显示当地时间），并让学生模拟“乘飞机从北京到纽约”的时间变化，才真正突破了“地方时差异”的认知难点。这说明：数字化资源的设计需紧扣学生的“认知冲突点”，而非单纯追求视觉效果。3平台层：数字化工具支持探究过程管理科学探究的核心是“过程”，但传统教学中常出现“重结论、轻过程”的问题。借助数字化平台，可实现探究过程的“可视化记录”“协作共享”与“动态评价”，让探究真正“留痕”。3平台层：数字化工具支持探究过程管理3.1过程管理的关键环节与平台选择记录与存储：推荐使用“班级优化大师”的“成长档案”功能或“腾讯文档”的协作表格，学生可上传实验照片、数据表格、观察日记等，教师实时查看并批注；01协作与交流：利用“钉钉”“微信”的小组群功能，支持课下探究的实时沟通（如种植小组汇报“今天发现菜苗卷叶”，教师可及时指导“可能是红蜘蛛虫害，建议用放大镜观察叶背”）；02评价与反馈：通过“问卷星”设计“探究过程评价表”，从“问题提出”“方案设计”“数据收集”“结论推导”等维度进行自评、互评与师评，评价结果自动生成雷达图，直观呈现学生的优势与不足。033平台层：数字化工具支持探究过程管理3.1过程管理的关键环节与平台选择实践案例：在“环境对生物的影响”项目式学习中，我班学生以4人小组为单位，研究“校园不同区域（操场、树林、花坛）的生物种类差异”。各小组使用“形色”APP识别植物，用“鸟叫声识别”小程序记录鸟类，将数据录入共享表格；同时拍摄环境照片（如光照、湿度）上传至班级云盘。探究结束后，学生用“图说”工具制作汇报海报，结合数据图表（如“不同区域植物种类柱状图”）和照片对比（如“树林下的喜阴植物vs操场的耐旱植物”），清晰阐述“环境决定生物分布”的结论。整个过程中，数字化平台不仅保存了200+条原始数据，更让学生体验了“像科学家一样工作”的完整流程。03信息技术应用的实施策略：从“能用”到“善用”的跨越1教师层面：构建“技术-学科”融合的教学能力信息技术与科学探究的融合，对教师提出了新的能力要求：工具掌握能力：至少熟练使用3-5种与科学探究相关的工具（如PhET仿真实验、Arduino传感器、希沃白板交互功能），并能根据教学需求快速筛选与组合；资源开发能力：能基于教材内容，将网络资源（如国家中小学智慧教育平台的科学实验视频）进行二次加工（如截取片段、添加标注），或自制简易数字化资源（如用手机延时摄影记录“豆苗生长”）；过程引导能力：在学生使用信息技术时，教师需从“知识传授者”转变为“探究引导者”，重点关注“学生是否在利用技术解决真实问题”“数据是否支持结论”“协作是否有效”等关键点，避免“技术使用”替代“科学思维”。1教师层面：构建“技术-学科”融合的教学能力我在参加2024年“长三角科学教师信息化教学能力培训”时，听到一个令人深思的案例：某教师在“电路连接”教学中，让学生全程使用虚拟电路仿真软件，学生虽能快速连接出复杂电路，但面对真实器材时却因“不会剥导线绝缘皮”“分不清电池正负极”而卡壳。这提醒我们：信息技术是“辅助工具”，而非“替代工具”，真实操作体验仍是科学探究的根基。2学生层面：培养“技术赋能探究”的核心素养五年级学生需在教师引导下，逐步形成以下与信息技术相关的科学探究素养：工具选择能力：能根据探究问题选择合适的技术工具（如探究“温度对溶解度的影响”选温度传感器，探究“影子长度变化”选手机测角软件）；数据批判能力：能识别数据中的异常值（如传感器故障导致的“突变点”），并通过重复实验或人工校验排除干扰；协作共享意识：在小组探究中主动上传数据、分享发现，尊重他人的观点与贡献（如在共享文档中用不同颜色标注各自负责的部分）。为培养这些素养，我在课堂中设计了“技术工具答辩会”环节：每节课前5分钟，由1-2名学生介绍“我在探究中使用的技术工具”，并说明“为什么选它”“它解决了什么问题”“如果再做一次，我会怎么改进”。这种“学生主导”的分享，比教师单向讲解更能激发学习动力。3家校层面：构建“课内-课外”协同的探究生态科学探究不应局限于课堂40分钟，家庭与社区是重要的延伸场景。信息技术可搭建家校沟通桥梁，扩大探究的时间与空间：课外探究支持：通过班级公众号推送“家庭小实验”（如用手机慢动作拍摄“水的表面张力”），并提供“技术指导视频”（如如何用手机测量下落时间）；社区资源整合：联系本地科技馆、气象站，获取开放数据（如最近一周的降雨量）或线上资源（如气象卫星云图），用于“天气与气候”单元的探究；成果展示平台：利用抖音、视频号等新媒体展示学生的探究成果（如“我们的生态瓶”微视频），鼓励学生以“小科学家”的身份分享发现，增强探究的获得感。3家校层面：构建“课内-课外”协同的探究生态去年我班学生开展“家庭用电调查”时，通过“网上国网”APP查询自家月用电量，结合“中国电力企业联合会”官网的“居民用电结构数据”，对比分析“不同家电的耗电量”，并提出“用节能灯泡替代白炽灯可每月省电5度”的建议。家长反馈：“孩子现在回家总盯着电表看，还教我们怎么看电费账单，真正把科学用到了生活中。”04结语：让信息技术成为科学探究的“隐形翅膀”结语：让信息技术成为科学探究的“隐形翅膀”回顾20年的教学历程，我深刻体会到：信息技术不是科学探究的“装饰品”，而是激发学生探究兴趣、提升探究深度、培养核心素养的“关键助手”。对于五年级学生而言，信息技术的应用应始终围绕“解决真实问题”这一核心，既要用传感器、仿真实验等工具突破观察与操作的限制，也要保留真实实验的触感与温度；既要用数字化平台记录探究过程，也要引导学生关注数据背后的科学思维