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浅谈信息技术与小学科学的有效整合
  作者:刘德飞  发布时间:2014-04-10

[内容摘要]小学科学与信息技术的有效整合,必须把握小学科学教学的规律,尤其是学生在小学科学学习中的认知规律,让信息技术的运用从学生的发展需求出发,才能真正将信息技术的应用引向深入,全面提高课堂教学的质量与效率。本文结合小学科学教学中的实例,阐述了在小学科学与信息技术整合研究中,以学生的心理发展为线索,从学生的发展需求出发,在学生困惑不解时使用信息技术,突破学生的思维节点;在学生知识不足时使用信息技术,提高学生的思维力度;在学生无法感知时使用信息技术,实现学生知识的主动建构;在学生缺乏兴趣时使用信息技术,激发学生的学习兴趣;在学生思维无法转换时使用信息技术,提升学生的思维效度;在学生主动参与教学时使用信息技术,培养学生的创新精神。
[关键词]小学科学 信息技术学习困惑
建构主义理论认为:“学习是学习者主动建构内部心理表征的过程。”学生在学习时获得的信息83%来自视觉,视觉心理对学生认知发展十分重要,多媒体技术将文字、图画、声音、动画、视频有机地结合在一起,对所表现的信息产生极佳的逼真效果,使其内容更充实,更形象生动,更具吸引力。小学科学与信息技术的有效整合,必须深刻把握小学科学教学的规律,尤其是学生在小学科学学习中的认知规律,让信息技术的运用从学生的发展需求出发,才能真正将信息技术的应用引向深入,全面提高课堂教学的质量与效率。在小学科学教学中,以学生的心理发展为线索,从学生的发展需求出发,合理运用信息技术突破学生的思维节点,教学便会发挥事半功倍的效果。
一、在学生困惑不解时使用信息技术,突破学生思维节点
在课堂教学中,学生既是发展的主体,也是认识的主体,因此,学生主动参与教学的程度与学生学习水平好坏是密切相关的。采用信息技术辅助教学,在一定的限度内信息活动强度加快,有利于学生兴奋过程的高度集中,使学生在记忆过程初期出现的“瞬时记忆”在教师有意识地强化信息后,较快地转变为“长时记忆”,从而提高科学学习的效率。在小学科学与信息技术整合中实现课堂结构高效化,实现以信息技术突破学生思维的节点,适时使用信息技术是关键。
在学生困惑不解时使用信息技术,有利于提高学生学习的积极性,让学生顺利突破思维的节点,从而使学习的过程变得开心、愉快,在不知不觉中建构自己的知识。如在小学科学“能量”单元的教学中,因为有关能量及能量转化的知识学生很少有机会看到或接触到,电与磁的转化、水的变化与热的传递等都是不易感知和触摸的,所以学生在学习时经常会困惑不解。《能量的转化》、《水的变化和热的传递》等课受材料和空间等限制,难以直观展示,对学生思维发展的挑战性很大,所以在教学“能量”单元时,教师可以通过多媒体课件等,将不易触摸的能量及大空间的热传递等信息转化为栩栩如生的动态画面,使学生形象直观地看到能量的转换、电和磁的转换、水的变化和热的传递等,化抽象为形象,让学生获得充分的感性认识,从而加深对知识的理解和掌握,让学生的思维顺利地走出困惑与不解,使学生的学习过程变成轻松与愉快。
二、在学生知识不足时使用信息技术,提高学生思维力度
小学科学包括科学探究、生命世界、物质世界、地球与宇宙等内容,涉及生物、化学、物理、地理、天体等多方面的知识,科学学科知识内容的广泛性在让学生觉得新奇、有趣的同时,往往会让学生觉得知识的不足。对学生而言,课堂教学中运用多媒体手段,形成多角度、多层次的信息刺激,能够强化学生对知识的记忆和理解,缩短学生理解和掌握知识的时间,提高学生学习的主动性和积极性,扩展学生的知识面,在提高课堂容量的同时提高教学效益。在科学教学中,当学生知识不足时,使用信息技术无疑是效果最好、最优化的手段。
在教学小学科学“动物的一生”、“植物的一生”等时间跨度相对较长的科学内容时,信息技术的使用可以弥补学生知识的不足,在保证学生达到学科教学目标的同时,开阔学生的视野、锻炼学生的自主学习意识,让学生学会在新的学习环境下进行有效的学习。如《植物的一生》一课,用于认识凤仙花从种子到长成苗、长高、开花、结果等生长过程的媒体有很多,课堂上教师可以使用语言、课本、板书、挂图、标本、模型、实物等材料,也可以使用投影片、幻灯片、电影片、录像带等。在教学过程中,学生观察凤仙花的种子、根、茎、叶等独立研究环节,用实物是最好的。但如果要研究凤仙花的生长过程,除了学生每天观察记录外,让学生将凤仙花一生各阶段用数码相机拍下来,然后制成PPT或电子相册,或者播放凤仙花生长的电影与录像等多媒体课件,可以弥补观察材料的不足,提高学生的学习兴趣和效率。在学习动、植物知识时,很多生物学生平时根本没见过,无法获取感性知识。教师利用课件向学生播放,生动、逼真地展示自然界中的各类动、植物的各个部分,同时配合学生的观察活动,分别将画面快放、慢放、静止、重复、放大,让学生抓住各类动植物的特征,既扩大了学生的视野,丰富了学生的知识,又增加了课堂教学的密度,能有效提高科学教学的有效性。
三、在学生无法感知时使用信息技术,实现学生主动建构
在课堂上运用多媒体,通过声音、图像等信息直接刺激学生的听觉和视觉,激发学生思维的积极性,促使学生感知迅速、记忆牢固、思维灵敏、想象丰富。在学生无法感知时使用信息技术,就如同给学生的思维搭上一个个的脚手架,让学生在已有知识和未知知识之间建立起“桥梁”和“通道”,对学生知识的建构具有十分重要的促进作用。在学生无法感知时使用信息技术,让学生在现代教育技术营造的教育环境中学习,学生的各种感官被充分调动起来,思维活跃,能积极地参与到教学过程中,大大提高了学习的兴趣和效率,同时,信息技术的使用有助于因材施教、实现教学个性化。
在小学科学电流单元的学习中,电流在电路中的流动,简单的电路图,串联与并联的联接方法等内容的教学,由于电流具有看不见、摸不着的特点,学生知识的建构存在无法感知的困惑,其中对学生而言比较困难的是通过看线路图,在自己在脑海中形成一个电流的路径。这对缺乏想象的学生来说,这部分知识是无法感知的。如果在学生连接简单的电路图后,让学生猜测电流的路径,再出现多媒体的电流路径图,让学生在动态的电流路径图中感知电流及电路图的知识,可以突破教学中学生无法感知的困惑,信息技术的应用既让学生突破了思维的节点,又让学生对电流的记忆从短时记忆向长时记忆发展,学生知识的掌握变得持久而深刻。利用计算机绘制生动、形象的电路图,使学生通过直观而透彻的观察,理解抽象的电路、电流等概念,信息技术的合理使用是关键。
四、在学生缺乏兴趣时使用信息技术,激发学生学习兴趣
在小学科学教学中培养学生的学习兴趣,其中最核心的问题是培养学生的问题意识。问题意识指的是学生面临需要解决的问题时的一种清醒、自觉并伴之以强烈的困惑、疑虑,急切需要去探究的内心状态,这种内心状态驱使着学生积极地思维,不断产生解决问题的办法,不断地提出新的问题。真实的科学课堂应该是学生主动参与、活动丰富多彩的课堂,能够让学生在真实的感受中不断提出新奇、有趣的问题,促进学生思维的发展和动手能力的提高。现代教学把培养学生的学习兴趣放在重要地位。有人说,儿童的天性就是见异思迁,所以他们的兴趣就在更换与变化上。因此,多种教学媒体的综合使用,除了发挥它们本身各自的优势,适时交替和变换,从而激发学生的学习兴趣,让学生的有意注意持续较长时间。当学生对科学学习缺乏兴趣时,信息技术的及时介入会改变这一现象。
在小学科学宇宙单元的《月相变化》一课中,要求学生对白天的月相进行一个月的持续观察,并记录有关月相的情况。由于月相观察的时间跨度较长,学生观察和记录的时间将近一个月,并且要每天观察和记录,从一天一天的记录来看,有时月相的变化不是很大,有时因为天气等原因看不到月相,学生的观察和记录会存在很多困难。在观察月相变化时,学生往往在开始阶段表现得兴趣较大,但随着时间的推进热情会慢慢消退,到最后往往会造成“虎头蛇尾”现象。那么,针对时间跨度大的观察与实验探究活动,教师如何激发学生的参与热情与探究兴趣?在跨度较长的观察活动中,信息技术的支撑十分重要。在观察和记录“月相变化”的过程中,教师可以和学生一起,通过数码相机、摄像机等,将月相的变化过程通过照片或录像的形式记录下来,并让学生分组轮流展示,通过后续的研究课、班级公告栏、实验室科学记录栏、学校网站等,将月相的变化过程及时发布出来,以激发学生持续观察和记录的兴趣。此外,还可以在观察与记录的同时,指导学生将照片制成电子相册、图文并茂的网页等,在班级网站或个人网页上发布,这样的学习方法,既让学生展示了自己的探究发现,又让学生走进了网络,丰富的教学资源和个性化的学习方式相结合,课堂焕发了生机与活力。在月相变化记录完成后的成果展示中,依托信息技术,学生大部分能以小组为单位,展示自己制作的有关月相变化的知识卡片、电子相册和网页等,真正实现由教师传授向学生展示转变,达到了寓教于乐的良好效果。
五、在学生思维无法转换时使用信息技术,提升学生思维效度
有效的科学教学对学生而言,是锻炼和提高其思维能力、直接促进思维和智慧发展的有效工具。学生的思维能力包括科学探究中表现出来的观察与分析能力、比较与鉴别能力、实验与创新能力等。《学记》在谈到教学时提出:“君子之教,喻也,道而弗牵,强而弗抑,开而弗达。道而弗牵则和,强而弗抑则易,开而弗达则思,和易以思,可谓善喻矣”的思想,强调注重对学生的开导以及培养学生独立性的重要意义,积极地利用现代化的教学手段有利于调动学生思维的流畅性、变通性和独特性,激发学生产生积极的思维,有利于养成学生分析问题和解决问题的能力。
在“我们自己”单元《观察身体》一课的学习中,要让学生通过观察自己身体的外部特征,进而想象、感悟出自己身体内部的大致结构,对于学生来说,如果光用想象,学生的思维是无法转换的,学生的感悟也是无法清晰的。为此,我在让学生观察、感知的基础上,用多媒体课件展示了人的身体的内部结构,包括皮肤下的肌肉结构和骨骼、呼吸系统、血液循环系统、消化系统等,既激发了学生的学习兴趣,又让学生顺利地感知了身体内部的结构。多媒体课件的利用不仅提高了学生的思维能力,激发了学习的求知欲和好奇心,而且培养了学生敏锐的观察力和丰富的想象力,让学生在直观、形象、动态的课件引领下实现了思维的转换,课堂变得十分生动而有效。
六、在学生主动参与教学时使用信息技术,培养学生创新精神
小学生接受新知识的能力较强,思维比较敏捷,乐于参与科学探究活动,在学生主动参与科学教学时使用信息技术,是培养学生科学学习兴趣、激发学生创造力的有效手段。拓宽教育空间,追求教育的整体效益,可以视为情境教学向情境教育深化发展的基本目的之一。正如李吉林所指出的:“儿童的生活空间是他的成长环境”。课堂教学中让学生主动参与变得十分重要,在学生主动参与教学的过程中,信息技术是师生互动的最佳手段。在小学科学教学中依托信息技术开展研究性学习,重在通过自主探究等多样化的研究性学习活动,提升学生自身学习生活的经验、能力、情感体验和价值目标追求,密切学生的学习生活与社会生活的联系,加强学生知识学习与实践活动的联系,发展学生综合运用已学知识技能解决实际问题的科学态度、科学方法、创造性学力和创新精神,小学科学与信息技术整合能使这种全新的学习方式更好地落到实处。
在我校开展的“小学科学与信息技术整合”研究中,我们尝试在动物、植物等单元的教学中依托信息技术开展学生研究性学习,根据“呈现问题→分工合作→搜索资料→解决问题→汇报交流”这一研究流程,让学生自主选择研究的课题,如“校园树木的观察”、“校园蚂蚁的生活研究”、“给校园内的树确定树名”等研究小课题,让学生在主动参与中使用信息技术开展合作学习,展示自己的学习成果等,教学是全新的、开放的。在小课题研究阶段,老师通过创设情境,提供课题,精心设计每一个问题,使不同层次的学生愿意参与到教学活动中来;在小课题展示阶段,老师带学生到电脑房和微格教室上科学课,让学生利用信息技术参与问题设计,利用电脑互相交流自己的见解;通过完成特殊的多媒体作业,使学生有机会阐述自己解决问题的思维过程;通过小学科学与信息技术的有效整合,把课堂的时间让给学生,把展示的舞台提供给学生,学生不仅完成了一个个内容丰富、充满童趣的小课题,同时也收获了科学的探索精神,严谨的科学态度,小学科学与信息技术整合取得了实实在在的效果。

 
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