黃偉

摘要：科學(xué)教育的目的是提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。越來越多的研究表明，將多媒體技術(shù)融入科學(xué)教育，不僅有助于激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，從整體上把握科學(xué)的基礎(chǔ)知識，拓展知識面，而且有助于訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維方式，培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，提高科學(xué)探究和創(chuàng)新能力。本文以美國科學(xué)教育為例，概要式地展現(xiàn)了多媒體技術(shù)的應(yīng)用在一線教學(xué)中的價值和運用方法，以期探尋提高我國科學(xué)教育的有益啟示。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教育；多媒體技術(shù)；美國科學(xué)教材

科學(xué)素質(zhì)是現(xiàn)代社會的公民和新世紀(jì)人才必備的素質(zhì)之一，在中小學(xué)教育中，如何有效地整合信息技術(shù)與科學(xué)教育，一直是每一位教育工作者關(guān)注的焦點。借助多媒體技術(shù)的科學(xué)教育，不僅是傳統(tǒng)教學(xué)的一次形式轉(zhuǎn)變，更為重要的意義在于，它是一種內(nèi)涵式的提升。每一次成功的多媒體手段的運用，都是對科學(xué)知識和技能的細(xì)節(jié)、本質(zhì)的挖掘，只有真正將科學(xué)知識以生動、簡潔、直觀的形式表示出來，才能淡化學(xué)科間的界限，使得各門學(xué)科有機(jī)地聯(lián)系起來，真正體現(xiàn)科學(xué)的美感和魅力。

● 多媒體技術(shù)在國內(nèi)科學(xué)教育中的應(yīng)用

1.創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

通過創(chuàng)設(shè)真實的生活經(jīng)驗和情境，多媒體技術(shù)可以幫助學(xué)習(xí)者獲得所要求掌握的知識和技能，體驗過程與方法，從而在這樣的過程中形成情感態(tài)度與價值觀。在遇到一些較為復(fù)雜的科學(xué)概念和原理時，這種情境化的教學(xué)模式更能凸顯出優(yōu)勢。例如，生物教學(xué)中的DNA的結(jié)構(gòu)、負(fù)反饋模型，以及物理學(xué)上的核能、航天模型等內(nèi)容，僅依靠口頭教學(xué)、板書示意，顯然無法滿足學(xué)生探索未知的熱情。而借助一些PPT、網(wǎng)絡(luò)動畫、三維立體模型圖等，都將有助于增進(jìn)學(xué)生對相關(guān)知識的理解和掌握。

2.呈現(xiàn)操作細(xì)節(jié)，讓科學(xué)探究能反復(fù)演練

科學(xué)探究是科學(xué)的本質(zhì)特征。通過讓學(xué)生動手動腦地探究科學(xué)問題，將有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)方法。對于一些教學(xué)中的教師示范實驗、中小學(xué)校無法真實演練的大型實驗等，以視頻資料的形式進(jìn)行展示，可以讓學(xué)生逐幀地深入了解實驗的操作規(guī)范、實驗設(shè)計的思路和技巧，引導(dǎo)學(xué)生探究問題，從根本上改革傳統(tǒng)科學(xué)探究中重記憶、輕理解、忙于模仿、止于思考的弊端。

● 美國科學(xué)教育教學(xué)實踐中多媒體技術(shù)運用的特點

1.尊重學(xué)生的認(rèn)知特點，體現(xiàn)進(jìn)階教育思想

“學(xué)習(xí)進(jìn)階”是美國科學(xué)教育的重要特征，體現(xiàn)在科學(xué)教材中同一主題內(nèi)容的逐步加深遞進(jìn)。[1]不同年齡段的學(xué)生，對于多媒體形式的需求必然是不同的。年齡的差異會直接影響學(xué)生的接受能力，年紀(jì)較低的學(xué)生并不具備較強(qiáng)的a抽象和概括能力，所以適合選用錄像及幻燈片等能夠吸引學(xué)生注意力并且具有生動形象特點的媒體；而高年級的學(xué)生在媒體選擇方面則會寬泛很多，所以美國科學(xué)教材中對多媒體的選用充分考慮到了教學(xué)對象的差異。只有選擇符合學(xué)生心理特點的多媒體手段，才能真正展現(xiàn)多媒體動畫的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣。

例如，美國小學(xué)科學(xué)教材《科學(xué)啟蒙》，主要采取了圖片、視頻動畫的形式來啟蒙科學(xué)教育，給學(xué)生以直觀的視覺感受。其中，一、二年級的多媒體資源主要以CD-ROM的形式展示（如“樹的一生”、“嘈雜的聲音”等），三至六年級采取的是固定網(wǎng)站查詢（如“太空”、“蝴蝶”、“動物生存”等），這種半封閉式的網(wǎng)絡(luò)查詢在拓展學(xué)生知識面、提高學(xué)習(xí)效率的同時，還能培養(yǎng)學(xué)生的信息收集能力和正確引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)使用習(xí)慣。而初中教材《科學(xué)探索者》中，則在正文旁預(yù)留了“網(wǎng)上沖浪”欄目，通過網(wǎng)頁問答的形式來引導(dǎo)學(xué)生制作科學(xué)日志，以及提供一些與教材相關(guān)的有趣短文，并在網(wǎng)頁后面預(yù)留一些關(guān)鍵詞，用于引導(dǎo)學(xué)生主動查找網(wǎng)絡(luò)資源。例如，《白尾鹿的過度繁殖》一文結(jié)尾處預(yù)留了“鹿群管理、鹿群過度繁殖、免疫方法避孕、白尾鹿狩獵”等關(guān)鍵詞。同時，還在每一章中設(shè)計了交互式的課程資源，鼓勵學(xué)生將自己探索得到的科技新聞和自然現(xiàn)象，以周報的形式記錄下來。高中教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者》中不僅針對每一知識點安排了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源，還為學(xué)生上傳研究數(shù)據(jù)、探討交流創(chuàng)建了網(wǎng)絡(luò)平臺。

2.反映科研最新動態(tài)，與STSE教育理念相契合

布魯納曾說過，“學(xué)習(xí)的最好刺激，乃是對新學(xué)材料的興趣”。與其他學(xué)科相比，科技發(fā)展與中小學(xué)科學(xué)教育的關(guān)系最為緊密，科學(xué)教育與科學(xué)的發(fā)展近乎是同步進(jìn)行的。多媒體技術(shù)作為科技發(fā)展的產(chǎn)物，既是科學(xué)教育亟需借助的教學(xué)手段，同時又需要與科技發(fā)展動態(tài)相結(jié)合，才能真正享有鮮活的動力源泉。最近幾年興起的STSE教育正是一種反映學(xué)科間相互融合趨勢的教育理念。STSE教育是英文Science、Technology、Society、Environment，即科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的縮寫，是STS教育的延伸，它已成為國際科學(xué)教育改革和研究的重點，也是我國科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)的重要內(nèi)容。[2]美國科學(xué)教科書的配套網(wǎng)絡(luò)資源，就有意識地加強(qiáng)了學(xué)科交叉領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)。

例如，在美國初中教材《科學(xué)探索者》中，提供的主網(wǎng)站中有許多真實照片、動畫的網(wǎng)頁鏈接，而這些網(wǎng)頁資料則來自于眾多的公益性網(wǎng)站，如美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）提供的大氣云團(tuán)、兒童健康網(wǎng)提供的如何識別有毒植物等。這些真實、清晰、生動的資料給人以科學(xué)美感，讓學(xué)生不斷接受不同學(xué)科知識的熏陶。在美國高中教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者》中，編寫者不僅在教材配套的網(wǎng)站資源中安排了生物與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地球科學(xué)等理科間的綜合，還安排設(shè)計了生物學(xué)與社會學(xué)（如“維多利亞女王與皇室血友病”、“有機(jī)食品是否更安全”）、文學(xué)（如“細(xì)胞的生命”）、藝術(shù)（如“紅色的罌粟”）、技術(shù)（如“硅藻的用途”、“關(guān)于膽固醇的好消息和壞消息”）的綜合，讓學(xué)生從更為廣闊的視野來認(rèn)識所學(xué)的科學(xué)知識，體現(xiàn)了科學(xué)精神與人文精神的融合。

3.線上線下動態(tài)測評，搭建立體教育課堂

隨著信息化步伐的逐步加速，單純依靠面對面交流來對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，暴露出了其時效性的缺陷，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用直接化解了這方面的難題。即時發(fā)布最新教學(xué)內(nèi)容、自由調(diào)整評價體系，將為科學(xué)教師提供更為廣闊的教學(xué)平臺和教育暢想。多媒體工具的運用，不僅讓教師在課堂上能迅速掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而且還能在課堂之外了解學(xué)生的動態(tài)，即時作出回應(yīng)，實現(xiàn)了科學(xué)學(xué)習(xí)的無縫對接，為學(xué)生積極、主動地學(xué)習(xí)科學(xué)創(chuàng)造條件。

例如，在美國科學(xué)教材中，從小學(xué)三年級開始，教材的編寫者就在每一節(jié)的最后“學(xué)習(xí)本節(jié)的意義”中安排設(shè)計了帶有考查性質(zhì)的網(wǎng)頁探究活動（如火山、板塊構(gòu)造論、探月任務(wù)的研究等），并在每一章的最后設(shè)計“有助于提高你的測驗成績”網(wǎng)頁，以便供學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)一步拓展訓(xùn)練。每一次測試網(wǎng)頁的周圍，都安排了資料上傳、互動交流的按鈕，以便與教師、同學(xué)在線溝通交流。近年來，美國“中學(xué)科學(xué)教育可視化協(xié)作項目”（簡稱CoVis項目）正是憑借網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)搭建的科學(xué)教育改革的成功典范。[3]

參考文獻(xiàn)：

[1]郭玉英，姚建欣，等.整合與發(fā)展——科學(xué)課程中概念體系的建構(gòu)及其學(xué)習(xí)進(jìn)階[J].課程.教材.教法，2013（2）.

[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[3]李妍.美國科學(xué)教育的可視化協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境——CoVis項目的理念、設(shè)計與評析[J].全球教育展望，2005（11）.

基金項目：本文系全國教育科學(xué)規(guī)劃教育部重點課題“國內(nèi)外初中科學(xué)教材比較研究”（項目編號：GQA106008）、中美小學(xué)科學(xué)教材比較研究（GQA106001）的階段性研究成果之一。endprint