“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的小學(xué)科學(xué)“生命世界”教學(xué)變革

李波

當(dāng)今世界，科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，為教育提供了更多更好的資源?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”環(huán)境進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、開發(fā)生成性資源，成為當(dāng)下的熱門話題。人們積極嘗試將“互聯(lián)網(wǎng)+”的資源、思路、基礎(chǔ)條件等運(yùn)用于課堂教學(xué)，創(chuàng)造出全新的學(xué)習(xí)方式與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2017年4月，國(guó)家教育部正式頒布了《2017義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定小學(xué)科學(xué)課是“培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的啟蒙課程”，內(nèi)容包括“物質(zhì)世界”“生命世界”“地球與宇宙”“技術(shù)與工程”等四大領(lǐng)域。對(duì)于科學(xué)基礎(chǔ)教育而言，“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的課堂教學(xué)研究方興未艾。前期我們對(duì)“數(shù)字化”教學(xué)有所嘗試，在科學(xué)學(xué)習(xí)的各個(gè)領(lǐng)域都進(jìn)行了一些個(gè)案研究。在個(gè)案積累到一定數(shù)量的前提下，我們開始對(duì)個(gè)案進(jìn)行剖析研究，開發(fā)設(shè)計(jì)具有“互聯(lián)網(wǎng)+”特質(zhì)的科學(xué)課堂教學(xué)，利用簡(jiǎn)便高效的技術(shù)手段建立新型學(xué)習(xí)方式，構(gòu)筑新型師生關(guān)系，形成開放互動(dòng)真實(shí)有效的科學(xué)探究。本文以“生命世界”教學(xué)內(nèi)容為例。

教學(xué)流程框架

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的生命世界教學(xué)流程，打破了原有單一的目標(biāo)追求，在不輕視知識(shí)目標(biāo)的前題下，以變革學(xué)習(xí)方式、提高人員素質(zhì)為總目標(biāo)，通過具體、真實(shí)的學(xué)習(xí)情境加以落實(shí)。

教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)知識(shí)——了解生物體主要特征，觀察生命活動(dòng)及周期，學(xué)習(xí)人體保健知識(shí)。

科學(xué)能力——觀察、動(dòng)手實(shí)踐、思維創(chuàng)新、科學(xué)語言表達(dá)。

科學(xué)態(tài)度——提高興趣、創(chuàng)新求實(shí)、樂于分享。

科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境——與日常生活關(guān)連、關(guān)注社會(huì)發(fā)展、與自然和諧相處。

實(shí)施建議

1. 大膽嘗試新技術(shù)

（1）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，支持對(duì)生命世界的有效觀察

“大小兼顧”——六年級(jí)同學(xué)了解微生物時(shí)，教師先提供放大鏡讓學(xué)生觀察，接著利用與平板電腦等移動(dòng)設(shè)備相配套的微距攝像頭幫助學(xué)生觀察同一個(gè)物體、拍攝畫面。毛發(fā)的結(jié)構(gòu)、紙張的纖維、“小池塘”微生物的生命活動(dòng)與繁殖、蟻蠶出殼……孩子們通過跟蹤觀察可以小中見大，領(lǐng)略到生物世界的多樣性與生命活動(dòng)的普遍規(guī)律。

“虛實(shí)結(jié)合”——“實(shí)”指?jìng)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)，如制作標(biāo)本、觀察生物切片等。而“虛”則是指利用“虛擬實(shí)驗(yàn)室”“仿真實(shí)驗(yàn)盒”等工具軟件進(jìn)行觀察、測(cè)量。如《怎樣搭配食物》一課，學(xué)生利用PHET虛擬飲食產(chǎn)生熱量并模擬消耗熱量，合理預(yù)測(cè)身體心血管健康水平，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)管理飲食與運(yùn)動(dòng)；《食物的消化》一課中，在學(xué)生無法直接觀察人體的情況下，用VR技術(shù)“抓取”心臟、“解剖還原”心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)發(fā)生的變化。今后類似的技術(shù)會(huì)廣泛運(yùn)用于各學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)之中。

“有快有慢”——“快”指高速攝影，“慢”指延時(shí)攝影。前者適用于記錄快速運(yùn)動(dòng)的生物體，如“蜂鳥采蜜”“青蛙捕食”等難以捕捉的現(xiàn)象用該技術(shù)解決；后者適用于拍攝生長(zhǎng)速度緩慢、不易為肉眼察覺的生物變化過程，如“小草喝水”“植物莖的生長(zhǎng)”“蠶寶寶的一生”“螞蟻的生活習(xí)性”等；當(dāng)學(xué)習(xí)素材積累到一定程度時(shí)，可以對(duì)不同種類生物進(jìn)行比較，節(jié)約時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。

（2）數(shù)字化傳感器，支持科學(xué)探究向縱深發(fā)展

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，數(shù)字化傳感器成為生物研究領(lǐng)域的“當(dāng)紅明星”。例如，學(xué)習(xí)了水的“毛細(xì)現(xiàn)象”后，教師引導(dǎo)學(xué)生通過濕度傳感器監(jiān)測(cè)土壤濕度，探究“土壤濕度與哪些因素有關(guān)”，針對(duì)“螞蟻喜歡吃什么”這一科學(xué)問題，教師幫助學(xué)生用SparkVue自動(dòng)統(tǒng)計(jì)螞蟻攝取某種食物的來回路徑，學(xué)生根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)螞蟻的食性進(jìn)行分析；在學(xué)習(xí)《呼吸與心跳》時(shí)，學(xué)生利用“心率/血壓/脈搏傳感器”以自己為樣本監(jiān)測(cè)心率、血壓、脈搏，通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析，找到三者間規(guī)律。

隨著“工程與技術(shù)”進(jìn)入科學(xué)教育課程，創(chuàng)客使用的“造物工具”大量涌入課堂。結(jié)合不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)需求，更多人開始致力于開發(fā)利用傳感器，為學(xué)生開展有意義、有深度的探究活動(dòng)服務(wù)。

（3）交互式學(xué)習(xí)平臺(tái)，集聚生成課程資源

“交互式學(xué)習(xí)平臺(tái)”是一個(gè)多元化信息的“集大成者”。它首先是信息發(fā)布的載體，其次是提供學(xué)習(xí)輔助的支架，還是對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行管理、評(píng)價(jià)、反饋的工具。隨著信息技術(shù)與課程改革深度融合，人們對(duì)信息平臺(tái)的開放性與交互性要求越來越高。有了交互與開放，學(xué)生學(xué)習(xí)開始從“單向知識(shí)傳授”到“全方位浸潤(rùn)式學(xué)習(xí)”，也使得信息技術(shù)與教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)具有了突破性進(jìn)展。未來時(shí)代，資源的共同開發(fā)與共同享用已是大勢(shì)所趨，“合作共聯(lián)、智慧共享”的自媒體時(shí)代已經(jīng)到來。

2. 關(guān)注學(xué)習(xí)心理

（1）真實(shí)任務(wù)情境下的主動(dòng)探索

真實(shí)有趣的任務(wù)情境由師生共同營(yíng)造。從真實(shí)的生活中發(fā)現(xiàn)并關(guān)注一個(gè)問題，創(chuàng)設(shè)出一個(gè)問題探究的情境?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的生命世界問題情境應(yīng)具有如下特征：基礎(chǔ)廣泛，與生活和自然中的生命現(xiàn)象緊密結(jié)合；真實(shí)生動(dòng)，容易激發(fā)學(xué)生探究生命世界的興趣；形式多樣，對(duì)生命世界的探究較少受到時(shí)間、空間、場(chǎng)地等限制；短小精悍，直接指向?qū)W生要探究的生命世界本身。

（2）自主探究課堂中的民主開放

現(xiàn)代課堂的核心是民主與開放?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境中，學(xué)生對(duì)生命世界的探究過程要更加民主與開放?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”開展的科學(xué)探究過程具有如下特征：學(xué)習(xí)方式開放，資源動(dòng)態(tài)生成；探究過程高效，任務(wù)協(xié)同完成；學(xué)習(xí)方法科學(xué)，自主建構(gòu)知識(shí)體系?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”提供了學(xué)習(xí)的“腳手架”，更多提供甚至超越了現(xiàn)實(shí)世界所能獲得的學(xué)習(xí)資源。如微觀世界的生命活動(dòng)、漫長(zhǎng)的生命過程、有生命物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、生物的深化等。

（3）探究過程中的思維培養(yǎng)

小學(xué)生對(duì)于生命世界的認(rèn)知主要以感性經(jīng)驗(yàn)為主，兼有規(guī)律建構(gòu)?？茖W(xué)領(lǐng)域一直倡導(dǎo)“做中學(xué)”，通過真實(shí)有效的探究活動(dòng)促使學(xué)生主動(dòng)發(fā)展。一個(gè)經(jīng)得起推敲的科學(xué)結(jié)論要建立在對(duì)現(xiàn)象“聚類分析、歸納轉(zhuǎn)化”的基礎(chǔ)上。具體來說，這個(gè)過程應(yīng)包括觀察與記錄、分析與綜合、比較與分類、抽象與概括、推理與類比等?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代的科學(xué)課堂，除了借助常規(guī)的科學(xué)儀器，更多借助數(shù)字化傳感器進(jìn)行觀察、測(cè)量和收集數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)、分析而得出規(guī)律或結(jié)論。

3. 關(guān)注學(xué)習(xí)效能

安全穩(wěn)定與開放兼容往往是一對(duì)矛盾體。基于安卓系統(tǒng)的平臺(tái)軟件，兼容性強(qiáng)、開放性好，但信息資源良莠不齊，給學(xué)生上課帶來嚴(yán)重干擾。一般來說，基于蘋果系統(tǒng)的軟件安全穩(wěn)定性很強(qiáng)，但遺憾的是設(shè)備價(jià)格太高而且兼容性差。有些用戶喜歡功能齊全，但也帶來“使用門檻高”的問題。另一些人則喜歡追求“傻瓜式”操作，師生能夠在拿到設(shè)備后第一時(shí)間掌握使用方法，并使用一些特殊工具，讓學(xué)習(xí)過程更豐富、更自由靈活。目前比較推薦的是“全景”平臺(tái)。該平臺(tái)與一些電子輸入設(shè)備牽手合作，如各種數(shù)字化傳感器、手寫板等。最終能夠?yàn)檎n堂中每個(gè)人接收信息、交流互動(dòng)、評(píng)價(jià)反饋等提供全方位的支持。

（作者單位：江蘇常州市局小教育集團(tuán)）