随着信息技术的不断发展和普及,“互联网+”已经成为当今社会的一个重要概念,并逐渐延伸至教育教学领域推动其改革发展,促进学校教育理念、模式以及方法的变革。2023年5月,教育部等联合发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》,进一步凸显了小学科学教育的重要性。然而,在“互联网+”背景下,小学科学教学中依然存在融合深度不足、主体地位弱化等诸多问题[1]。对此,本文以青岛版小学科学为载体,通过大量的教学实践,总结出小学科学“五度三环节六步”教学模式,该模式以小学科学核心素养为导向,以智慧环境支撑为基础,以统整度、创新度、参与度、练习度、延展度五个维度为理想课堂指标,在课前、课中和课后三个环节有机融合了“创—驱—互—评—拓—探”六个步骤,有效提高学生学习效率、兴趣以及科学素养。
一、本体:小学科学学科的教学意义及现状
(一)小学科学学科的教学意义
作为一门体现科学本质的综合性基础课程,小学科学学科教学具有重要的意义,它不仅能满足学生的探究欲望和好奇心,提升科学素养,为未来学习和发展奠定基础,还有助于提升全民科学素质,培养创新意识、团队协作能力和全面发展的人格[2]。一方面,小学生正处于好奇心旺盛、求知欲强烈的阶段,开齐、开足义务教育科学课程,能够满足他们对未知世界的探究欲望,激发他们对科学知识的兴趣,培养他们的独立思考和探究能力。同时,通过科学教学活动,学生能够了解基本的科学知识,掌握科学研究的过程和方法,了解科学技术对个人和社会的影响,有助于小学科学“五度六步三环节”教学模式实践研究○张涛山东省青岛市城阳区第三实验小学培养学生的科学素养。此外,在小学阶段掌握科学知识和基本技能,对于学生未来的学习和发展具有重要意义。科学课程为学生提供了广泛的知识体系,有助于培养他们后续学习的兴趣和动力。另一方面,科学教育旨在培养学生的综合素质,包括知识、技能、情感、态度等方面。通过科学教学,学生可以在多元化的学习环境中全面发展,塑造健康、自信、独立的人格。同时,在科学教学活动中,学生需要动手实践解决实际问题,有助于培养他们的创新意识和团队协作能力。
(二)小学科学学科的教学现状
“互联网+”背景下,传统教学模式与方法较难适应新时代教育教学,笔者通过调查发现,小学科学学科教学存在融合深度不足、教学模式落后、教学互动性差、弱化主体地位等问题。一方面,尽管“互联网+教育”提供了丰富的学习资源和工具,但在小学科学学科教学中,对互联网资源的充分利用和融合程度不高,教师对于使用互联网资源的能力和经验有限,缺乏深层次的融合和创新[3]。同时,小学科学学科教学仍然以传统的教师讲解为主导,学生被动接受知识,教学模式相对单一,缺乏灵活性、创新性以及互动探究环节,学生的参与和互动较少,限制了学生的主体地位和思辨能力的发展,尤其是在探究和实践中,师生和生生互动缺失明显。另一方面,小学科学学科教学中缺乏个性化、差异化,每个学生的学习需求和能力不同,但是传统的教学模式往往没有考虑到这一点,只注重统一的教学进度和标准答案,缺乏个性化的指导和差异化的学习途径,阻碍了学生的潜能发展。
二、突破:“互联网+”背景下小学科学“五度六步三环节”教学模式构建
(一)要素分析
通过对该模式的核心元素以及各个要素之间的关系进行梳理,明确其模式关键是要从理想课堂、技术支持、教学活动三方面出发,聚焦学生智慧发展。理想课堂,即以统整度、创新度、参与度、练习度、延展度五个维度为理想课堂指标。统整度,即以大单元概念,整体地把握小学科学知识体系;参与度,即增强学生的主动性和积极性,实现学生全员、全程的有效参与;创新度,即推进教学方式的创新以及构建新的教学模式,提高教学效果和吸引力;练习度,即指学生“脑、手、口”三者的运用程度,促使学生实践操作,巩固所学知识和技能;延展度,即知识拓展的深度,将其应用于实际生活中,提高学生综合应用能力。
技术支持以“互联网+”、大数据、云计算等新一代先进信息技术打造富有智慧的课堂教学环境,即智慧课堂,有机将教师、学生、教学活动和教学资源紧紧联系在一起。智慧课堂为教师和学生提供了便利和支持,促进了教与学的优化和创新[4]。对于教师而言,智慧课堂能帮助教师合理优化教学过程、整合管理教学资源。对于学生而言,智慧课堂拓展了学生的学习资源与渠道,使学生能够在课堂内外进行学习,实现个性化学习。
教学活动,即在课前、课中和课后三个环节有机融合“创(创设情境,‘双师’导学)—驱(任务驱动,思探融合)—互(互动交流,深化认知)—评(检测评价,分层提高)—拓(迁移拓展,融会贯通)—探(课后探究,提升素养)”六个步骤,旨在以问题为导向,设定接近真实的情境,在探究中通过多个环节来完成并创新教学任务成果。同时,以技术赋能小学科学学科教学,将“五度”通过技术支持融入“六步三环节”中,贯通小学科学教学全过程。
(二)构建原则
在“互联网+”背景下,小学科学教学模式构建遵循以下原则:第一,确保统整度。将科学知识按照大纲要求进行梳理和整合,确保教学内容的完整性、系统性和连贯性。第二,强调创新度。借助互联网和信息技术工具,探索创新的教学方法和模式,例如利用多媒体资源、教学软件、在线学习平台等,丰富教学内容和形式,激发学生的学习兴趣和积极性。第三,提高参与度。设计鼓励学生全员参与、全程参与和有效参与的教学活动,通过小组合作、探究实践、讨论互动等方式,让学生积极参与到课堂中,共同探究和建构知识。第四,注重练习度。在“教—学—评”一体化背景下,设计丰富多样的练习活动,包括思考问题、实验观察、模拟操作等,让学生在课堂上动脑、动手、动口,巩固所学的知识和技能,让评价的诊断、激励和促进作用更有价值。第五,强调延展度[5]。引导学生将所学知识与社会生活和实践应用相结合,培养学生的综合应用能力和创新意识,可以通过实践探究、项目实施、社区参与等方式,让学生将所学知识延展到实际生活中,提高知识的广度和深度。
(三)模式呈现
教学模式的设计对学生的学习活动和学习效果有着重要的影响。一个合理有效的教学模式可以激发学生的学习兴趣和积极性,引导学生展开主动学习和探究,从而提高学习效果。小学科学“五度六步三环节”教学模式的设计关键主要包括理想课堂、技术支持、教学活动等,设计原则以统整、创新、参与、练习、延展为核心。在关键要素与核心原则的基础上,以理想课堂为构建依据,以智慧课堂为技术支持,从学科活动入手,设计了“互联网+”背景下小学科学“五度六步三环节”教学模式,旨在提升课堂教学质量与效果,如图1所示。该模式以智慧环境支撑为基础,以统整度、创新度、参与度、练习度、延展度五个维度为理想课堂指标,在课前、课中和课后三个环节有机融合了“创—驱—互—评—拓—探”六个步骤,促进教学主体、活动有机融合,形成一个教师主导、学生主体的教育环境。
在弄清教学主体与整个教学逻辑的基础上,设计小学科学“五度六步三环节”教学实践活动,主要包括三大阶段,并分别对应了不同的教学活动与目标(课前“创”,课中“驱—互—评—拓”,课后“探”),以问题为导向,创设情境,在探究中通过多个环节来完成教学任务。课前作为教学过程的准备阶段,主要进行教学内容、目标设计以及学情分析,在充分了解学生学情的基础上,鼓励学生提出问题,为后续的教学目标打下基础;学生则根据课前预习单的任务,利用网络平台的微课等资源,完成教师设定任务,同时将预习过程中遇到的困惑或建议通过平台完成课前自主预习的反馈,教师再利用平台进行网络交流,完成针对性的个别化辅导[6]。课中是培养学生科学思维和综合能力的关键阶段,重点是将学生的理论知识与实际操作结合起来,培养动手实践能力。课后与教学活动中,通过智慧课堂以答题、参与、合作、展示等方式进行练习、探究、反馈。同时,以教师、学生为主要评价主体,采用量表考评的方式,形成线上与线下相结合、过程和结果相结合的多元化评价体系。
三、实践:基于小学科学“五度六步三环节”模式教学设计与应用
(一)教学内容与目标设计
基于小学科学“五度六步三环节”教学模式,以青岛版小学科学三年级“食物到哪里去了”为例,开展教学设计与应用。从学科逻辑分析,该课例隶属于《义务教育科学课程标准(2022版)》13个核心概念中的“生命系统的构成层次”和“生物体的稳态与调节”,同时指向“物质与能量”“结构与功能”“系统与模型”等跨学科概念。
课例以小学科学核心素养为框架,教学目标设定为:一是科学观念:借助VR创新实验、动画视频,观察口腔、食管、胃、小肠、大肠等消化器官,认识这些消化器官的特点及各自功能;二是科学思维:基于资料获取信息,运用分析、概括等方法,完善对人体消化器官及其功能和作用的认识;三是探究实践:通过口腔中的唾液对食物的消化作用实验,得出唾液能将淀粉转化成麦芽糖的结论;四是态度责任:在探究交流中意识到形成良好的饮食习惯的重要性,学会乐于用学到的科学知识改善生活,能够正确对待研究中不完善的认识,善于在反复阅读分析、分享交流中完善认识。课例通过智慧课堂交互式电子设备(VR)等现代技术手段实现教学目标[7]。
(二)教学对象与学情分析
结合生活经验,三年级的学生已经对口腔、胃等消化器官有初步的了解,具备一定的自主探究能力,但是通过课前的问卷调查发现,学生对于消化器官的特点、功能和作用相对陌生或者掌握得不够全面,且在新媒体设备(包含VR设备、移动终端、交互式液晶书写屏)的操作和现场实操等方面经验不足,需要适时引导。为了帮助学生形成完整的认知体系,通过动画模拟视频的播放、VR等新设备的操作,直观形象地完成知识建构,如图2所示。
(三)教学过程设计与实施
1.创设情境,“双师”导学。学生的学习动机和求知欲以教师所创设的学习情境进行影响和培养。课前环节,通过网络问卷调查充分了解学情,确定以“食物在身体内的旅行”为切入点创设情境,引发学生思考。学生借助网络平台观看美食图片和3D动画视频,结合“和食物一起旅行”的概念,激发学生学习科学的欲望,并完成教师设定的课前导学任务单。最终,借助“网络资源+导学单”的“双师”导学完成课前任务。
2.任务驱动,思探融合。课中“驱”环节以口腔、食道、胃、小肠、大肠、肝胆等各个器官为主题,借助虚拟现实(VR)技术创新模拟实验,引领学生认识各个器官的特点及其功能和作用等。虽然学生对常见消化器官有一定的了解,但对它们之间的连接顺序不够清楚,为了帮助学生更好学习,首先设置“观看视频”任务获得整体印象,再设置“拼图”游戏与任务拆解各器官观察,逐个细化学习,明确各部分消化器官的特征,了解每个器官的功能和作用,帮助学生更深入地学习消化系统[8]。
3.互动交流,深化认知。新课标强调要让学生在实践探究中学习,根据这个理念,课中“互”通过三维教学目标直观形象地建构科学知识体系环节以“馒头旅行”为主题,以小组合作探究形式开展“口腔中的唾液对食物的消化作用”实验探究活动,并设计“实验记录单”,让学生在体验中学习,在学习中体验,该环节在课前录制的“实验说明”微课视频的指导下,学生小组合作完成实验。同时,在实验中充分利用平板电脑中的白板功能,将实验过程录制并上传到智慧课堂,学生们同步交流,实现共享、交流目标,深化对消化器官及其作用的认知。
4.检测评价,分层提高。新课标明确提出:要构建素养导向的综合评价体系,评价标准要体现科学性、专业性和客观性,鼓励每个学生根据自己的特点提高学习科学的兴趣和能力。在课中“评”环节中,尊重学生差异化发展,从学生分层、教学分层、评价分层三个方面入手,设立多级化、个性化的目标,通过智慧课堂在线布置作业,学生在线答题、提交,以鼓励、表扬为主要评价方式将线上与线下、过程和结果相结合,并通过师评、自评、互评等实现量表考评。
5.迁移拓展,融会贯通。小学科学要践行科学、健康的生活方式,课中“拓”将课中科学知识内容迁移拓展学生日常生活,引导学生分析自己的饮食习惯,从中找出不健康的方面,并探讨如何改善,从而培养学生的批判性思维和问题解决能力。通过思考和讨论,进一步认识健康的重要性,明确适量、均衡的饮食对身体健康的重要性,以及一些常见食物的营养价值和对身体的影响,并掌握科学的方法和策略来保持身体健康。
6.课后探究,提升素养。课后“探”环节以设计任务驱动作业回应课前“创”,潜移默化地实现学生知识深度构建。以“人体如何吸收食物的营养成分”“无法进行饮食时如何获得营养”为主题,通过“交互式电子设备播放”和“智慧课堂自主查收作业”两种形式布置作业,让学生总结和回顾科学精练的内容,再次建构知识,提升科学素养。
综上,笔者利用该模式设计与实施“食物到哪里去了”教学,以真实的问题为驱动,潜移默化地实现学生知识深度构建,有效提高学生学习效率、兴趣以及科学素养。
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