| 标题 | 数字化学习环境下科学探究的“四度”拓展 |
| 范文 | 徐春明 传播学大师麦克卢汉有一句名言：媒介是人的延伸。各种技术产品都是媒介，今天的数字技术作为媒介可以克服人体器官的局限性和自然条件的限制，极大地延伸人的感知器官。而把数字技术的优势融入小学科学课堂，带来了新的手段、内容及新的教与学的方式，可以为学生深入、高效展开科学探究活动提供重要帮助。数字化学习环境下的科学探究，不是对传统科学探究活动的全盘否定，而是在全新的教育理念指导下的改良与创新，在原有的基础上进行拓展，突破传统课堂时空的束缚。拓展科学探究的广度，让探究视野更开阔;拓展科学探究的深度，让探究价值更立体;拓展科学探究的热度，让探究热情更加高涨;拓展科学探究的温度，让探究过程更具人情味。 一、丰富学科课程内容，让探究更有广度 一项新技术的出现往往会把人们对自然的认识推进一大步，如显微镜的发明让人们了解多姿多彩的微观世界。我们的科学探究学习也是一样，新技术的应用会让我们挣脱原有的限制，拥有更多精彩的学习内容和探究体验。 （一）探究的视野更开阔 新软件的出现、智能化终端等的更新，让每个人从传统的单一的媒体信息接收者，转变为集接收者、传播者、制造者等多种角色为一体的多元化个体。因此，数字技术环境下的学习资源与传统方式相比呈几何级增长，其中适合支持学生进行科学探究性学习的资源也丰富起来。 如《我们吃什么》一课（文中所涉及教学内容均来自苏教版小学科学），在学生学习了解食物的营养的基础上，引入“测糖试纸”，让原本肉眼看不见的糖，通过试纸颜色的变化呈现出来，让学生可以探究不同的食物的糖的含量，从而为探究健康饮食提供实证支持。 （二）验证的活动更丰富 科学课堂中概念教学大多是采用归纳法，其思维方式是从个别到一般。这就决定了科学探究活动不能以点代面，而要在时间、条件允许的情况下尽可能多做实验探究，多丰富“个别”，最后得出的结论准确性和可信度才会更高，学生印象会更深刻，同时训练学生科学严谨的态度。 如研究热传导时，借助数字温度计测量方便、准确、迅速的优势，将实验的间接观察转化为直接观察（呈现温度数据），让实验操作更安全、方便、快捷，让学生通过多个活动、多个角度探究热量在固体内的传递。如在铁丝中间加热、在S型铁丝的一端加热、在圆形铁片的中心加热、在悬挂的铁丝上部加热等探究活动来研究热量在铁中的传递情况，让学生在丰富的体验中逐渐将铁丝的形状、摆放方向等无关因素排除，认识到热量会沿着铁丝传递，并且总是从温度高的地方传向温度低的地方。 二、丰富教学层次设计，让探究更有深度 深度教学并不是一味追求教學内容的深度和难度，也不是将教学重点仅仅停留在符号表面，而是通过深入丰富教学层次设计，实现立体价值。借助数字技术，可以实现教学手段的实时介入，推动学生的探究从浅层次逐步向深层次迈进，教师的教从全面、平均用力到局部、精准发力，改进传统教与学中的经验判断方式，用资源、数据的实证来推动探究活动环节的诊断与评估，使学习指导更有针对性、科学性。 （一）层次性任务菜单驱动 让学习“任务”在难易程度、呈现形式、完成要求等等方面体现不同，可以是个体完成的任务，也可以是小组合作完成的任务，让任务具有丰富性和层次性。同时借助数字化学习的实时呈现和多元互动的优势，让任务的选择、问题的交流和成果的展示更容易实现，学生根据自我的学习情况不断调整任务选择，让学生逐渐深入。如，五上《心脏和血液循环》一课，设置难易不同的四个任务：①心脏的位置和结构是怎样的？②心脏为什么不停跳动？③血液循环有什么意义？④运动后为什么呼吸和心跳都会加快？其中前三个为基本任务，第四个为拓展任务，让学生在专题网站的支持下根据自己的实际情况选择跳过或重复学习内容，有多余时间可以挑战“拓展任务”。 （二）精确实验数据支持 学生的科学探究，需要一些可以采集到的数据，透过可见的数字，通过记录、比较、计算、分析，这样才是更准确更真实的探究，才能从重视知识传授的验证性实验向重在培养学生科学素养的探究性实验转变。传感器等新技术的加入，拓展了实验工具功能，让原本测量不够精确而只能进行模糊研究的内容，能通过搜集更多的、更精确的实验数据，来开展量化研究，提高学生探究的实证意识和能力，让学习“有理有据”。 三、促进学习方式变革，让探究更有热度 心理学研究表明，获取知识的最佳途径是让学生置身于充满趣味性、刺激性、挑战性的活动中，主动去探索知识的奥秘。因此，与被动看图片、听声音的方式相比，直观、逼真的体验更能激发学生科学探究的好奇心和求知欲，让学生热衷于科学探究活动。《科学课程标准》也明确指出：“要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习，将学生的科学学习置于广阔的背景之中，帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验，并丰富他们的学习经历”。要实践这一要求，必须加快学习方式变革，提升儿童投身科学探究的“热度”，数字技术有其得天独厚的优势，儿童也天然地适合这种方式。 如学习六下《生态平衡》一课，学生缺少相关的体验，传统的结合图片与视频讲解的学习方式互动性差，课堂较为“冷清”。利用NetLogo建模软件构建可探究式的学习环境，将学习分为四个具体的任务：一是“怎样让自然界中羊生活得更好？”调用学生原有认知，交流分享对生态平衡的初步理解;二是“通过NetLogo建模，感知生态平衡”，让软件在默认条件下运行，学生通过观察交互界面出现的“羊、草、狼”的动态变化情况，初步了解草原生态系统中主要的因素“羊、草、狼”之间的关系;三是“如果改变‘羊、草、狼中的一个因素，草原的生态系统会怎样变化？”由学生自行提出并修改模型中的相关变量，观察交互界面呈现的生态平衡状态，并与自己的预测进行比较;四是“维护草原生态平衡更好的做法是什么？”，让学生意识到，生态系统受多种因素影响，维系生态平衡很重要。 四、满足学生个性化需求，让探究更有温度 传统教学中，学生的学习成就体验很大程度上依赖于教师的口头表扬，有时学生为了得到老师的表扬，甚至揣摩老师的问题意图，盲目跟随教师的教学习惯，导致学习的主体意识的缺失。 因此，让传统与数字技术融合，创设充满“温情”与“快乐”的学习交流平台，让教育以学习者为中心，尊重学生的个体差异，满足学生的个性化需求，让学习变得温暖起来，学生情绪体验中的积极因素自然就多了起来。主要可以表现为以下几方面： ⒈关心就在身边。在探究学习过程中往往有许多学生需要指导与帮助，传统课堂中教师分身乏术，无法及时满足每一位学生的需求，难免冷落了大部分学生。而在数字化学习环境中，可以提供教师录制的“菜单式”数字资源，学生可以根据学习中的具体情况，寻求相应的数字资源帮助，自主控制探究进度，时时感受到老师就在身边。教师则从“说要求”“讲规范”等机械重复劳动中解脱出来，转而把更多的时间和精力，投入到观察、了解学生的探究活动中，实施更具针对性的指导，保障了探究实验的持续或深入开展， ⒉个性得以呵护。传统方式要求学生在固定时间和地点接受知识，学生只有一次聆听的机会，一旦错过就无法弥补，而自有了微课、慕课等学习方式，学生可以根据自己的情况来调控学习速度，可慢放、快进、跳跃、重复等，从而使学习“随心所欲”，最终达成学习目标;同时，有些学生不太愿意公开寻求帮助，以免被打上后进生的烙印，数字化環境下学生的学习更具选择性、灵活性，更能给予学生“呵护”。 ⒊互动更加多元。数字化学习环境可以实现信息共享、相互交流、互动合作，从而实现在线教学、在线管理和在线交互式互动，克服时间和空间的限制。可以生成在线学习的过程性资源，可以让学生获得更多的积极情绪体验，如人机互动之间的及时表扬，探究活动过程中的成就体验，网络平台中来自他人的肯定和鼓励，等等。比如，《养蚕》《观察月亮》《植物的一生》等内容可以以专项主题的方式展开，利用QQ动态、微信空间、个人博客日志等等，让学生上传的每一段文字、每一张照片、每一个小视频，都是好友竞相点赞的对象，就像与成人的体验一样，当我们不断收到大拇指、鲜花、点评，我们觉得朋友就在我们身边，我们感受到自己的研究时刻受到许多人的关注，学习更有人情味。这就是继续研究下去的巨大动力。 总之，数字化学习环境下的科学探究是对传统的继承、改造和拓展，目的在于丰富学习内容、转变学习方式，让科学探究更适合学生，更有利于提升学生的核心素养。同时，随着可穿戴技术、增强现实技术、虚拟实验室等数字技术的不断完善与创新，未来科学探究的外延和内涵还将进一步拓展，还需要在理论和实践层面不断进行的研究与创新。 【作者单位：溧阳市外国语小学? 江苏】 |
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