智慧課堂下小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W開展路徑

李青

科學教學是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、實踐能力的重要途徑。在小學科學教學中，地球宇宙領(lǐng)域的教學內(nèi)容雖然所占比例不大，但是卻是學生獲取科學知識、體驗科學魅力的根本。在地球宇宙領(lǐng)域教學中，如何通過實驗讓學生汲取營養(yǎng)、收獲智慧，也是許多教師關(guān)注的課題。本文從智慧課堂視角，以《天氣》單元為例，就小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W的意義及實驗教學路徑進行了分析，希望能通過實驗教學提高教學的有效性，達到智慧教育的目的。

1. 智慧課堂下小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W的意義

科學是小學的基礎(chǔ)課程，是一門以探究事物變化規(guī)律、科學屬性為主的課程。小學階段是學生打基礎(chǔ)的階段，小學科學具有綜合性和實踐性，它肩負著科學思想啟蒙、喚醒智慧的重任，其教學內(nèi)容具有較強的分析性、思考性。小學科學不僅涵蓋了許多科學知識，還涉及了心理品質(zhì)、動手能力、衛(wèi)生知識等多個方面的內(nèi)容。學生通過學習，可以感受到世界的多元性、科學的嚴謹性，養(yǎng)成良好的行為習慣，發(fā)展相關(guān)能力。為了讓學生有效掌握知識，許多教師經(jīng)常會將直觀的教具、實物等應(yīng)用到教學中去，不過，小學生的認知能力存在一定的局限，缺乏科學思維和空間想象能力，所以，他們有時候很難通過學習建立科學概念，無法充分領(lǐng)悟科學的魅力。

智慧教學指借助智慧引入和智慧喚醒，讓學生感受過程、習得規(guī)律、發(fā)展智慧的課堂。真正有意義的教學需要發(fā)揮教師智慧，要充滿靈動和智慧。智慧課堂主張喚醒學生的求知欲，讓學生在歡快愉悅的氛圍下學習。構(gòu)建智慧課堂，重點是以探究為核心，給學生的雙手、大腦以刺激，讓學生觀察、動手、探究、思考、表達，直至學生能有效掌握知識，感悟?qū)W習的魅力。實驗是小學科學教學的重要組成部分，實驗也是開發(fā)學生智力、培養(yǎng)學生的動手能力的有效途徑。小學科學教學中經(jīng)常會引入和安排大量的實驗，借助實驗類推原型，探究研究對象的本質(zhì)和規(guī)律。實驗不僅可以讓學生掌握科學知識、物理規(guī)律，還可以為學生提供科學探究的佐證、依據(jù)。此外，在實驗中，學生需要對相關(guān)規(guī)律、原因進行合理猜測；需要尋找證據(jù)，學習和掌握理論知識；還要交流互動，設(shè)想分析，直至找到答案，印證猜想，解決問題。將實驗引進到小學科學教學中，不僅可以營造討論的氛圍，讓學生獲得更多有價值的信息，還可以促進知識輸出、智慧生成。可以說，在學生情感、態(tài)度、行為、習慣等方面的培養(yǎng)中，實驗都有著積極的作用。因此，在小學科學教學中，可以將實驗引入到課堂教學中，以增加教學的張力和底蘊，構(gòu)建智慧課堂，優(yōu)化教學生成。

2. 智慧課堂下小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W開展路徑

2.1 了解學情，精心進行實驗教學設(shè)計

之前，在教學中，許多教師都將教學視為由教師單項進行知識輸出的活動。所以他們在教學中都不重視學情，也很少會根據(jù)學生需求去進行教學設(shè)計和安排，課堂幾乎是教師一個人唱獨角戲的舞臺。這樣的課堂教學，忽視了學生的地位，剝奪了學生參與教學的權(quán)利，所以很難吸引學生興趣，滿足學生需求。新課改認為，教學是一項由教與學組成的雙邊活動，教學要以學生為中心，以人為本，因材施教。因此，智慧課堂下的小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W，需要教師做好學情分析，做好實驗和實驗教學設(shè)計，為實驗教學有序展開做好鋪墊。如在《我們關(guān)心天氣》一課教學中，在課堂上，教師利用智能平板展示實驗過程，以此為基礎(chǔ)，教師會給學生提供工具、儀器，讓學生借助實驗去觀察并描述天氣。在教學設(shè)計中，教師要明確教學目標，即“了解天氣的復(fù)雜性、多變性，及其與人類生活的聯(lián)系，培養(yǎng)細致、認真觀察天氣的能力，學會用思辨方法看問題”。然后，進行學情分析，就學生的知識背景、思維能力等進行分析，根據(jù)學生情況界定教學重點、難點和關(guān)鍵點，基于科學理論和方法進行實驗設(shè)計，確保實驗?zāi)茼樌_展并達到預(yù)期目的。如通過學情分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學生對陰晴、冷暖等天氣情況有所了解，但是許多人對災(zāi)害性天氣的危害、天氣圖標缺少了解。鑒于此，在實驗中，教師要注意學單導(dǎo)學，以激發(fā)學生興趣，還要以天氣分類、天氣影響為重點，引導(dǎo)學生進行實驗探究。惟其如此，才能確保實驗教學的針對性和有效性，讓學生深入學習。

2.2 整合資源，為學生提供知識服務(wù)

在小學科學中，實驗并不是一個新生事物，然而，雖然實驗經(jīng)常有，但是許多實驗結(jié)果并不盡如人意。導(dǎo)致小學科學實驗結(jié)果不盡如人意的原因非常多，主要原因為：材料選取不科學、實驗設(shè)計不合理。如在實驗材料選擇上，有的教師很少注意事物之間的相似性，給學生提供的資源有限。實驗資源是實驗開展的基礎(chǔ)，也是實驗所必須的物質(zhì)保障。小學科學實驗要想取得良好的效果，必須要為實驗提供充足的資源，為學生提供完善的服務(wù)尤其是知識服務(wù)，讓學生對實驗有所了解，對相關(guān)知識、概念有所認識，讓學生做好實驗心理準備和知識鋪墊。同樣以《我們關(guān)心天氣》一課實驗教學為例，在實驗教學前，教師要結(jié)合教學內(nèi)容和實驗要點，準備各種有關(guān)天氣的圖片，或者根據(jù)學生的身心特點，準備天氣預(yù)報的視頻、表格，挖掘豐富的教學資源，并且將教學資源上傳到學習平臺，學生可以通過智能平板觀看，借助智慧課堂為教學提供良好條件。然后，在教學中，在學生觀看圖片或視頻后，結(jié)合導(dǎo)入素材設(shè)置問題，引導(dǎo)學生就與天氣有關(guān)的話題進行討論。如教師可以結(jié)合天氣預(yù)報視頻設(shè)問：大家經(jīng)常會在哪些節(jié)目看到天氣預(yù)報？這些圖標中，哪個是表示陰天/陣雨/大風的？今天是什么天氣？你是如何判斷的？你最喜歡什么天氣？為什么？然后，讓學生思考并回答問題。再結(jié)合學生的討論，講述天氣知識，補充相關(guān)內(nèi)容，引出實驗教學的主題，讓學生利用實驗觀察天氣。

2.3 建構(gòu)模型，借助實驗啟發(fā)學生思維

小學科學地球宇宙領(lǐng)域教學內(nèi)容主要是一些基礎(chǔ)的自然、地理、科學知識，其內(nèi)容雖然簡單，但是許多概念都非常抽象，學生對許多知識也感覺很陌生。在小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W中，為了深化學生的認識和了解，經(jīng)常要借助模擬實驗讓學生去類比推理，深度思考，直至學生形成概念，建立假說。模擬實驗的重點是選取具有相似性的材料建構(gòu)模型，在實驗設(shè)計和操作中體現(xiàn)學生的自主性。這是培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰?、促使學生主動參與實驗的關(guān)鍵。因此，在小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W中，任課教師要相信學生、尊重學生，鼓勵學生積極參與到材料選擇、模型建構(gòu)和實驗操作中去，讓學生通過實驗有所思、有所悟。如在《風的成因》一課教學中，為了讓學生理解風的成因，教師提前搜集相關(guān)的模擬實驗，并且通過學習平臺，讓學生觀看實驗；之后，讓學生選擇材料進行模擬實驗。模擬實驗用到的材料有通風的容器、冒煙的事物等等。在選取材料時，教師可以讓學生自己去尋找材料，用塑料瓶、蠟燭、蚊香片、剪刀、油性筆等開展實驗；也可以給學生提供重要的材料，如蚊香、大小塑料瓶、蠟燭等，讓學生使用其他輔助工具開展實驗。在建構(gòu)模型時，要求學生注意實驗條件與研究對象所處的實驗條件的相似性，讓學生認真思考問題：用什么可以模擬風？還可以用什么替代蚊香，讓實驗現(xiàn)象變得更明顯？鼓勵學生尋找合適、易得的替代品，以優(yōu)化模擬實驗的效果。

2.4 回到原型，幫助學生完善知識體系

小學科學地球宇宙領(lǐng)域的實驗，其根本目的主要是讓學生通過類比推理進行遷移思維訓練，了解事物變化過程和結(jié)果。在實驗過程中，教師既要關(guān)注實驗步驟和細節(jié)，還要采用合適的策略，引導(dǎo)學生思考、想象，讓學生基于邏輯推理、空間想象回到原型，建構(gòu)清晰的概念，完善知識體系。簡單來說，在小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒炛校瑢W生要有證據(jù)意識、想象能力，其思維要由感性認識上升到理性認識，不能只停留在實驗現(xiàn)象上。這就需要教師在實驗教學中發(fā)揮引導(dǎo)作用，讓學生遵循科學規(guī)律，尋找證據(jù)，運用所學知識思考問題，直至學生建構(gòu)自己的假說。如在《風的成因》的模擬實驗中，在將大小塑料瓶連接起來，點燃放在大塑料瓶洞口高度的蠟燭后，蠟燭的火焰沒有飄動，說明沒有風；將空氣流動裝置罩在燃燒的蠟燭上，火焰對著塑料瓶口時，發(fā)現(xiàn)蠟燭的火焰向另一方向飄動，說明有了風。操作到這里，學生會對風的成因（空氣溫差導(dǎo)致空氣流動）有所認識。這時，可以趁熱打鐵，點燃蚊香，拿起書，用不同的力度扇蚊香，再次進行風的實驗，并提出問題：風的形成是不是只有一種原因？風的大小跟什么有關(guān)？這樣可以讓學生突破實驗表象，有更深的思考和認識，可以幫助學生完善知識體系。

2.5關(guān)注細節(jié)，提高實驗的科學性

實驗雖然是學生學習知識、培養(yǎng)能力的有效方法，但是在小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒炛?，有許多需要注意的問題。對于教師來說，實驗不僅涉及到相關(guān)知識的講授和運用，還關(guān)系到實驗設(shè)計、材料選取、模型建構(gòu)、學生啟發(fā)和教育等。如果無法做到面面俱到，無法兼顧細節(jié)，很可能會影響實驗的順利開展和最終結(jié)果。因此，在小學科學地球宇宙領(lǐng)域?qū)嶒灲虒W中，要關(guān)注實驗細節(jié)，提高實驗教學執(zhí)行力、引導(dǎo)力，使實驗質(zhì)量最優(yōu)化，效果最大化。如在《風的成因》的模擬實驗教學中，在將大小塑料瓶連接起來時，需要將大塑料瓶鉆孔，但是孔要在瓶的下半部，而且孔的大小要與小塑料瓶的瓶口略大一點，因為要將小瓶瓶口塞進大瓶孔里；并且為了確?？諝饬鲃硬皇苡绊?，還要用橡皮泥將連接處封緊。在操作時，有的學生可能會對塑料瓶的連接部位不注意。在學生操作時，教師可以利用多媒體展示實驗器材的使用方法，點明操作要點，讓學生知其然，也知其所以然。在實驗操作中，有的學生注意力不集中，要引導(dǎo)學生認真觀察，注意細節(jié)，并鼓勵學生大膽提出質(zhì)疑，讓學生尋找新的信息、證據(jù)去驗證自己的猜測。這樣可以提供實驗的科學性，讓學生有深刻的心得體會。

2.6 課堂內(nèi)外相結(jié)合，開展課外實踐

小學科學地球宇宙教學內(nèi)容非常抽象，但是，許多與之有關(guān)的現(xiàn)象、知識，在日常生活中卻非常常見。生活是一個大課堂，科學教學的根本目的是服務(wù)學生生活，為學生全面發(fā)展、終身發(fā)展助力。在小學科學教學中，將教學內(nèi)容與生活實際統(tǒng)一起來，將課堂內(nèi)外結(jié)合起來，可使學生突破認知局限，建立科學概念。因此，在小學科學教學中，教師要樹立生活化教學理念，注意教學的靈活性、開放性，合理控制學生的作業(yè)量，引導(dǎo)學生充分利用課外時間開展科學實踐，以拓寬學生的學習空間，促進學生綜合能力發(fā)展。以問題為引擎，讓學生學習知識，交流討論，并讓學生開展科學實踐。這樣可以鞏固課堂學習成果，讓學生有更多的發(fā)現(xiàn)。

綜上所述，在小學科學地球宇宙領(lǐng)域教學中，實驗的重要性是不容置喙、無法代替的。因此，在小學科學地球宇宙領(lǐng)域教學中，可以細化教學過程，開展實驗教學，借助實驗讓學生開展科學探究，驗證自己的假說，為構(gòu)建智慧課堂、學生全面發(fā)展做好鋪墊。

課題備注：2021年度安徽省教育信息技術(shù)研究課題《智慧課堂環(huán)境下小學科學“地球與宇宙領(lǐng)域”教學資源的開發(fā)與應(yīng)用》（立項號：AH2021053）研究成果。