应用网络开展小学科学教学对学生探究能力和创新能力的培养

应用网络开展小学科学教学对学生探究能力和创新能力的培养应用网络开展小学科学教学对学生探究能力和创新能力的培养有非常重要的意义，网络环境下的教学活动与传统的教学活动有很大区别，教学活动地点不再局限于教室，借助计算机、网络以及学习平台等资源可以为学生创设更为自由宽广的虚拟学习空间，空间可无限扩大，资源取之不竭。教学资料不再局限于纸质资料，还包括数字化资料、电子资料和多媒体资料。网络下基于资料的学习具有“独立性”“交互性”“技术性”“监控性”，从而使学生通过网络下基于资料的学习，实现“自主性”即“形式多样、丰富海量的资源为学生真正意义上的‘自主学习’提供了必需的条件”。但要充分发挥网络环境下开展科学学习的优势，学习管理与评价是必要条件与保障。学习管理是指通过计划、组织、领导、调控等手段，实现学习的程序化、流程化、规范化，创建最佳的学习方案，提高学习实效。互联网时代，传统的课堂教学模式早已被打破，尤其是线上线下的教与学模式，在实现学生个性化学习的同时，实现了优质教育教学资源最大化的均享。其中线上教育能集中大量的丰富资源，激发学生主动学习的兴趣，便捷地获取信息，提高学习效果。网络环境下的科学学习需要建立相应的学习管理与多元化评价机制，鉴于网络环境下的学习更为开放灵活，对学习过程进行动态管理与评价，使学习管理与评价贯穿于学习活动始终，将原有课堂教学中过于分散的评价管理整合在一起，融入学生网络环境下开展学习的全过程，因此，网络环境下物质领域学习管理与评价是保障学生学习有序、高效的必要条件与手段。网络环境下物质领域学习管理与评价的基本途径为：教师教学主页、学生学习主页、电子教材、师生互动讨论区、网上测试区等模块进行过程性的，系统的管理评价。其中，对小学生而言，第三模块“学科电子教材”是管理与评价的主要方面，它包括：电子版教材、课件、讨论区、测试题、学习资料、网络资源等。一、网络环境下开展物质领域学习的优势（一）网络平台资源优势1.海量资源，呈现形式丰富多样。网络教学平台能够跨越时间与空间，突破课堂40分钟的约束，实现教学资源课内外延伸互补。2.及时评价反馈，监控学习进程在网络教学中教师能够有效监控学生的活动，及时进行评价反馈，了解学生学习进程与效果，依据学情调整教案与学案。3.学习形式交互化教师与学生、学生与学生之间，通过网络进行全方位的交流，在学习中遇到的疑点、难点和主要问题，老师更加有针对性地指导学生。（二）实现课程目标优势1.网络学习，打造优质课堂学习环境庞大的资源量，丰富的呈现形式是网络资源的一个显著特点，目前教师获取支撑教学的资源途径很多，其中从网络中搜索相关资源为教学所用占据很大比例。在信息化的今天，学生在学习生活中都有利用网络资源的经历，积累了一些经验方法，为什么不在课堂上教给学生正确筛选利用资源进行学习的方法呢？我们改变不了四十钟的长度，但可以增加它的宽度与广度，借助网络资源为学生搭建更广阔的学习平台，让学生享用广博的学习资源，并从中挑选更适合自己的内容开展学习。网络环境下基于资料的学习让我们看到高效的科学课堂，看到学生在这一过程中，“收集整理信息、分析信息”的能力得到了培养和提高。2.网络学习，发展构建知识学习环境网络学习不仅对问题的深化理解和知识的掌握运用大有裨益，而且对高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好人际关系的形成也有明显的促进作用。网络环境下，学生借助丰富的学习资源，选取不同主题，从不同的角度，运用不同方法进行学习。丰富多样的资源为学习者提供了对同一问题用多种不同观点进行观察比较分析综合的机会，集思广益，取长补短。例如，首师大版科学四年级上册《搭支架》一课，学生上网搜集相关资料，发现生活中伸缩运用了平行四边易变形，结构不稳定的特性，而衣架屋顶等多应用了三角形最具稳定性的特点；穹顶、饮料瓶向内突出的底部运用了蛋壳结构，既稳定又不易变形。在这一学习过程中，学生将大量丰富感性材料进行整体对比分析，发现共性即：结构与功能是有联系的，是相互适应的。网络教学具有独特的魅力，学生一旦进入角色就会发挥出很大的积极性，表现出强大的求知欲，成为积极主动的知识构建者。3.网络学习，及时评价调控学习环境有效学习的发生离不开教师、学生以及学习环境三方面内容。美国心理学家加涅认为：“学习的每一个动作，如果需要完成，就需要反馈，反馈是学生学习的重要条件”。网络环境下开展物质领域习，为学生营造了全新的学习环境，即包含有：教师、学生以及学习内容之间交互的平台系统。这节课教师通过平台提供的交互数据了解教与学的反馈信息，正确评估本节课的教学实效，诊断本节课存在的问题，及时加以改进。二、网络环境下开展物质领域学习的管理《小学科学课标》明确指出，科学学习应以探究为心，课程设计应具有开放性，引导学生利用网络环境中的多种资源进行科学学习，构建“多元化”的交互学习模式。对学生自主性、学习的实时监控都将出现质的转变。在这种学习环境中，学生收集、整理、加工和运用学习资料的能力将会逐步发展、提高。纵观小学科学教材，物质世界领域内容涵盖面很广，包含了“声、光、电、热、磁”即“能量的表现形式”以及“物体与物质”等内容，现将四五年级相内容梳理如下：学生对物质世界内容的学习总是伴随着一个一个的探究活动，探究活动是学生积极主动的获取物质世界相关知识，解决并能生成更多新问题的实践活动。它涉及提出问题、进行猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释结论、反思评价、表达交流等要素，它是一种重要的学习方式，对培养学生的科学素养具有不替代的作用。因此，探究式教学成为我们教学物质世界内容的主要方法。由于物质世界领域中许多学习内容具有抽象性，无法直观观察物质的变化与现象，增加了学习难度，基于网络环境下的物质领域的学习能为学生创设更丰富的真实情境，提供直观感性的学习材料，有助于学生在多元化的学习活动中主动参与探究过程，从而获得解决问题的方法和能力，达成学习目标。（一）网络环境下物质领域学习转变学生学习方式科学课是一门综合性的学科，是现阶段小学的科学启蒙教育课。教学中许多科学知识是理论性的，没有实验或演示，学生不容易理解，或由于实验操作难度高，不容易达到理想的效果。例如：物质世界领域中光学单元的内容，虽然光随处可见，但光的传播路径不易观察，因此，学生的前概念中存在普遍的错误与模糊的认识。虽然，教师可以为学生提供有结构的材料，使光的传播路径可视化，但远远不能满足学生的学习需求，而网络资源与小学科学课程资源的整合运用，极大的补充了有限的课堂学习，拓展了学生自主学习的空间。例如：在《光和色》一课的学习中，用三棱镜对光进行色散的实验。由于三棱镜太小和光源较暗的原因，无法达到理想的效果。学生们通过动手实验操作，观察到神奇的现，会进一步激发探究欲望与热情，想去了解自然中更丰富的光现象。学生上网查找这方面的资料或通过学习平台资源库，借助丰富的图片、视频资料，进一步了解神奇的光现象。同时，教师可以充分利用网络资源，制作能够满足本班学生使用的课件，使学生对“光的色散”具有比较全面深刻的认识。网络环境下开展物质领域学习，有效实现“个体—合作”学习方式。小组合作学习是科学课普遍采用的学习方式，其中“个体学习”是合作学习的基础，学生如果没有自己的观点，合作就没有基础，丰富的学习资料和多样化的学习资源，满足学生学习差异，实现了“个体—合作”的有机结合。利用网络平台的丰富资源开展物质领域学习，可以使学生顺应自己的知识基础、学习兴趣、认知风格，选择适合自己的学习内容，辅助练习，学习步骤和方法进行学习；教师借助学习平台强大的后台功能及时与学生互动交流，给予指导，进行实时评价反馈，确保合作学习的效果。例如：首师大版科学四年级上册《物体的结构》一课的学习需要采用“动手操作与查阅资料”相结合的方法。学生首先结合学习主题，借助学习资源库查阅资料进行独立学习，将自己的学习所得以及思考、疑问记录在学习单上，在此基础上进行组内和组间的合作学习。在资源库的支撑下，学生可以选择自己感兴趣的内容学习，研究“房屋的结构”“汽车的结构”“榆树果实的结构”“人手的构”“鸟类的身体结构”“鱼的身体结构”“蜂巢的结构”以及仿生学在建筑方面应用的事例，体现了学习的自主性。如果没有平台资源库的支持，只依靠教师准备资料，工作量是很大的，而且也难以呈现大量丰富的信息资料，必然影响学生学习的开放度，缺失了个性化的学习，合作便失去了价值和意义。网络环境下开展物质领域的学习，实现了学生“个体—合作”小组学习方式，提高实效性。网络环境下开展物质领域内容的学习，可以借助丰富多样的资源使学习内容更加直观有趣，化繁为简，化难为易，提高教与学的实效性。学生们可以便捷地获取丰富的资源，在满足个体需求的基础上，使合作学习成为必然。（二）网络环境下开展物质领域内容的学习，有利于发挥学生的主体作用、提高教学效果。网络教学给传统的教学方式注入了新的生机和活力。网络资源集声音、图像、视频、动画等内容于一体，对于物质领域的学习大有裨益，可以化微观为宏观，化抽象为具体，化枯燥为生动，尤其针对物质领域“声光电热磁”等不易直观观察变化与现象的学习内容，具有直观、形象、生动的作用，帮助学生透过现象看本质，发现其中的内在规律。从而激发学生主动参与的积极性，以及对课堂学习的期待，对学习内容的挑战，产生自主学习的运行动力。教师通过自制网页与网络的有机链接，使课堂教学内容丰富多彩；学生通过网上查阅资料，运用所学知识进行自主分析，使学习更加生动活泼，并形成良好的课堂教学秩序。例如学习“声音的变化”这部分知识，根据“激励”（内因）“环境”（外因）的两方面需要，把教学分为创设情景、确定问题、自主学习、协作会话、效果评价这五个教学环节，运用多媒体网络进行教学。首先通过观看小提琴或二胡演奏《梁祝》的视频，感受乐音之美，在学生感官被充分激活的同时，启发学生思考：小提琴或二胡为什么能演奏出不同的乐音？在学生提出猜想的基础上，指导学生登陆校园网站或科学网站进行学习，对声音的变化具有初步的了解。本节课，教师可以亲自制作学习网页供学生使用，或录制微课，生动呈现口琴、二胡、阮、小提琴、吉他等乐器琴弦的长短粗细与音调高低的关系，将比较抽象的“声音的变化”具体化，降低学生学习难度，起到事半功倍的效果。在指导学生自主获取信息资料的过程中，教师利用多媒体网络的监看监听功能，对每位学生所观看的内容、聆听的声音和学生说话的内容进行监看监听，以便及时获得反馈信息，发现学生有问题，也可利用学习平台的“交互辅导”功能，在不影响学生学习的情况下，利用自己的键盘或鼠标切入学生的执环境进行个别辅导。在完成自主学习后进行交流，教师可以加入聊室，引导学生的讨论。巩固环节，学生在电脑上完成动态网页形式的练习，教师通过学习平台强大的后台功能及时统计学生回答问题的误率，对本节课的教学实效行分析，实现课堂教学的实时评价、监控与反馈，有效提升了教学效益。（三）网络教学有利于发展学生的协作学习，激发学生的主观能动性。我们知道学生对周围的世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲，科学的探究过程就是让他们主动参与和能动的过程。传统的教学过程中一切都是由教师主宰，从教学内容、教学策略、教学方法、教步骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的，学生只能被动地参与这个过程，而在网络交互式学习环境中，学生则可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择要学习的内容和适合自己水平的练习。例如：小学科学三年级上册《岩石》一课，如果只让学生观察岩石标本、矿物质标本发现有什么不同，是不能够引起学生的学习兴趣的。基于网络环境下的学习却可以跨越时间和空间的限制，将各种岩石在漫长时间中的变化于分秒间展现在学生面前，从而获得良好的教学效益。网络环境下物质领域学习，可以把物质复杂的过程简单化，把物质抽象隐性的过程直观化。教学中，学生上网查询资料获取他们最关注的矿物质信息，了解泥、砂、岩石的碎屑沉积形成了岩石，湖泊、海洋里的生物死后可能会沉积到水底，经过千百万年后变成了石油和天然气，对岩石与矿物质的形成过程有了比较全面的认识。网络环境下开展物质领域学习的评价网络学习的评价是以学生为中心来研究学习的背景、手段、方法及取得的成果，从而寻求适合学生的学习方式，考量学生的学习质量。网络环境下开展科学学习极