基于信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)小學(xué)科學(xué)虛擬情景課堂研究

陳鏗元

摘要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展進(jìn)步，通過運(yùn)用信息技術(shù)的教育教學(xué)有了極大的便利性。在學(xué)校教學(xué)中，信息技術(shù)與學(xué)科課程的融合是課堂教學(xué)的一種重要方式，小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的一門學(xué)科，它不僅有學(xué)科特點(diǎn)，還有特別的技術(shù)優(yōu)勢，因此通過將信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)的充分融合，為學(xué)生的有效學(xué)習(xí)提供更多工具和資源。通過打造虛擬情景，將豐富多彩的內(nèi)容與教學(xué)情境相融合，運(yùn)用情景的交互作用增強(qiáng)學(xué)生的自我效能感和內(nèi)驅(qū)力，多維度培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);小學(xué)科學(xué)課程;虛擬情境

一、小學(xué)科學(xué)信息技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.信息技術(shù)運(yùn)用形式單一

隨著信息技術(shù)與學(xué)科間的融合，信息化在課堂中的應(yīng)用也越來越廣泛，為學(xué)校的教學(xué)工具和教學(xué)資源提供了便利。信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中也普遍存在，但對于課程的呈現(xiàn)方式依舊停留在課件的呈現(xiàn)，微視頻的播放等。課件的使用也嚴(yán)格按照教師配套工具用書使用，缺乏創(chuàng)新性，課堂中知識(shí)的呈現(xiàn)也是按照課件一頁一頁按部就班地進(jìn)行。雖然有了些改變，但教師只是把當(dāng)初寫在黑板上和口頭表達(dá)的知識(shí)遷移到屏幕中而已。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源極大地豐富了科學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容，它不僅可以輔助教師教學(xué)，還能夠幫助學(xué)生解決問題，不過必須意識(shí)到，信息技術(shù)的使用不是終極目標(biāo)，利用信息技術(shù)強(qiáng)過于強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)的運(yùn)用。

2.過于強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)的應(yīng)用

對于小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)而言，探究其科學(xué)過程、通過親身體驗(yàn)?zāi)軌颢@取知識(shí)的過程顯得尤為重要，這也是人才培養(yǎng)重要的一環(huán)，因此信息技術(shù)雖然可以呈現(xiàn)一切，但不能代表能真的達(dá)到教師的教學(xué)目標(biāo)，比如用信息技術(shù)控制的電子動(dòng)物和真實(shí)動(dòng)物所帶給學(xué)生的體驗(yàn)是完全不同的。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，信息技術(shù)不應(yīng)當(dāng)成為唯一的教學(xué)手段和資源，它更多的是一種輔助，比如在學(xué)生對溫度的觀察、數(shù)據(jù)的整理記錄、設(shè)計(jì)相應(yīng)解決方法時(shí)，只有學(xué)生真正的去體驗(yàn)才能得出結(jié)論。一堂精彩的科學(xué)課，離不開教師的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)資源、學(xué)生的狀態(tài)等多方面影響，僅僅通過豐富科學(xué)教學(xué)的手段與資源，改進(jìn)教師教學(xué)及學(xué)生的呈現(xiàn)方式，效果改善并不明顯，我們不應(yīng)該過高估計(jì)信息技術(shù)的絕對作用。

3.信息技術(shù)的虛擬情景創(chuàng)設(shè)較少

信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)的應(yīng)用最常見的應(yīng)用形式主要還是以教學(xué)上課的課件制作和展示以及信息的檢索和整理為主，在真正的立體的寫實(shí)的虛擬情境創(chuàng)設(shè)方面的應(yīng)用卻很少。在某些科學(xué)課的章節(jié)中，很多知識(shí)內(nèi)容非常適合虛擬情景的教學(xué)，但卻沒有采用。所謂的虛擬情景，是一種在完全虛擬的信息環(huán)境中進(jìn)行有目的的交互體驗(yàn)，比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)自由落體的運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中，通過運(yùn)用虛擬情境將自由落體的速度減慢，教師通過對虛擬物體的控制，讓學(xué)生真正地理解教學(xué)內(nèi)容，從而將科學(xué)思維過程變?yōu)樽陨淼乃伎歼^程。但是如果僅憑肉眼或者攝影技術(shù)來觀察，既不容易觀察到物體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，也會(huì)因?yàn)榕臄z的繁瑣等問題影響到知識(shí)的學(xué)習(xí)。通過科學(xué)課中運(yùn)用信息技術(shù)的模擬功能可以為課堂提供實(shí)踐或真實(shí)的模擬情境和可操作性的操作平臺(tái)。在小學(xué)科學(xué)課堂中，信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用不僅是技術(shù)的應(yīng)用和集成，而且是界面的呈現(xiàn)和互動(dòng)顯示。教師應(yīng)有技巧和目的地將科學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容與信息技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行有機(jī)融合，通過利用知識(shí)創(chuàng)造一個(gè)虛擬的教學(xué)整合環(huán)境，使知識(shí)更加可視化和直觀化。

信息技術(shù)創(chuàng)造的虛擬情境能有效促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于虛擬情境的真實(shí)性、形象性和可操作性，教師可以較好的開展課堂教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中也可以培養(yǎng)自己的信息加工能力、分析問題、解決問題的能力。

二、啟示與建議

1.注重真實(shí)情境與虛擬情境的結(jié)合

所謂的運(yùn)用在小學(xué)課堂上的信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)的虛擬情境，并不是萬能的，也不是要顛覆現(xiàn)在的教學(xué)模式，教師要立足教學(xué)實(shí)踐和學(xué)情特點(diǎn)，根據(jù)學(xué)科內(nèi)容通過虛擬情景的創(chuàng)設(shè)來呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，在虛擬的情景中，有對知識(shí)概念、技能、實(shí)踐的逐一呈現(xiàn)，讓學(xué)生通過自己的觀察、思考，在實(shí)踐中得出相應(yīng)問題的解決方法，從而來體驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的全過程，以此來加深學(xué)生對知識(shí)技能的學(xué)習(xí)和理解。通過創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的情境，不僅可以讓學(xué)生把新學(xué)會(huì)的知識(shí)與先前的知識(shí)進(jìn)行有效的連接，而且能夠喚醒現(xiàn)有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，通過對信息的收集、分析自己所收集的成果，得出自己想要的結(jié)論來主動(dòng)建構(gòu)屬于自己的概念，從而能夠更加有效地掌握新知識(shí)，而且能夠令比較抽象的學(xué)科概念，變得更加的生動(dòng)有趣，增強(qiáng)了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力。

當(dāng)然這也不能全部靠信息技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，教師也要在小學(xué)科學(xué)的課堂中具有情境意識(shí)，教師要注重構(gòu)造情境教學(xué)，將自己的課程設(shè)置及相應(yīng)學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)和組織。教師要著重培養(yǎng)學(xué)生情境構(gòu)造的能力，通過循序漸進(jìn)的教學(xué)方式及真實(shí)情境的運(yùn)用，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)內(nèi)容，從而較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的目標(biāo)。

2.用軟件實(shí)現(xiàn)教學(xué)情境的還原

學(xué)生通過真實(shí)的情景獲得知識(shí)的學(xué)習(xí)，為學(xué)生獲取知識(shí)的方式打開了新的模式，然而在現(xiàn)實(shí)的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中時(shí)常受到課程資源與時(shí)空限制，并不能高效地進(jìn)行實(shí)際情境問題的模擬或分析，同時(shí)讓學(xué)生保持持續(xù)的專注力在情境中學(xué)習(xí)是很難可以實(shí)現(xiàn)的。在此基礎(chǔ)上，通過用信息技術(shù)手段模擬真實(shí)情況是一個(gè)很好的解決方案，它創(chuàng)造的虛擬教學(xué)情境可以模擬出與真實(shí)情境非常相似的境況，比較好地彌補(bǔ)了真實(shí)教學(xué)情境中的一些缺陷，實(shí)現(xiàn)教學(xué)情境的重建。

在教學(xué)中，教師可以充分地為學(xué)生們展示相應(yīng)的場景，比如：熱帶雨林、南極冰山、星空探測、技術(shù)發(fā)展和植物的生長過程等等。通過虛擬場景的優(yōu)勢可以創(chuàng)造出一個(gè)豐富、社會(huì)意義的文化、自然景觀或問題情境案例。當(dāng)然，想要通過虛擬創(chuàng)造出不易體驗(yàn)到的真實(shí)情境，更是離不開軟件底層架構(gòu)的開發(fā)，只有將先進(jìn)的理念和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備相結(jié)合，才能達(dá)到最大的發(fā)揮效果。雖然現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)及各類信息化技術(shù)在充分的應(yīng)用于中小學(xué)，但軟件的開發(fā)卻稍顯滯后，軟件的發(fā)展落后是導(dǎo)致虛擬教學(xué)情景難以實(shí)現(xiàn)的主要原因。很多學(xué)校雖然也配備相應(yīng)硬件設(shè)備，但軟件遲遲不更新，很難發(fā)揮出它的最大作用。特別是經(jīng)過大量實(shí)踐，對學(xué)生有作用的優(yōu)秀軟件少之又少，因此，要在課堂中開展虛擬情境教學(xué)，是一個(gè)硬件軟件相互推進(jìn)的過程，這不僅對相應(yīng)的硬件廠商提出很大的要求，科學(xué)教師也要具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，特別是可以根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐，有意識(shí)地反饋給廠家。

3.充分運(yùn)用科學(xué)教育網(wǎng)站的資源

通過網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)也是一種重要的教學(xué)方式和教學(xué)手段。通過互聯(lián)網(wǎng)，我們能夠從中獲得海量的視頻、圖像、聲音和文本信息。實(shí)驗(yàn)?zāi)M仿真同樣可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，此時(shí)，原本靜態(tài)的課程內(nèi)容將變得豐富多彩，動(dòng)靜結(jié)合地把抽象的科學(xué)思維變得形象具體。除了運(yùn)用信息技術(shù)手段和計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行情景模擬外，還可以充分利用科學(xué)資源網(wǎng)站進(jìn)行交互式、具象的教學(xué)情景復(fù)現(xiàn)。如在教學(xué)中利用在線游戲、在線搶答的方式進(jìn)行知識(shí)的潛移默化，還可以充分利用模擬教室中的虛擬情景將知識(shí)進(jìn)行更好的呈現(xiàn)。比如香港的實(shí)驗(yàn)室，會(huì)將解剖小白鼠的實(shí)驗(yàn)通過虛擬情景為學(xué)生們展示，從而提高學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知，再比如，它還會(huì)為學(xué)生們呈現(xiàn)海底地震、火山噴發(fā)、泥石流、洪水等自然災(zāi)害的發(fā)生過程。這些網(wǎng)站上的課程教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)不再局限于靜態(tài)文本或圖像，而是一個(gè)以學(xué)生為主體，充分將信息技術(shù)與學(xué)科知識(shí)的進(jìn)行高效有機(jī)融合，將虛擬與現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)身臨其境，獲得美妙的知識(shí)建構(gòu)過程。

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