从“双减”看小学科学信息化教学

“双减”政策的核心是“减负提质”，即减少学生的学习负担，提高他们的学习质量。围绕信息技术开展小学科学教学，将抽象、繁琐的科学知识以直观的方式呈现在学生面前，让学生亲历知识的生成过程，这样的教学模式不仅能够有效提高学生的学习兴趣，实现减负的目的，还能全面优化学生的课堂体验，达到提质的效果。落实“双减”政策的根本目的是减轻学生的学习压力，提高他们的学习兴趣和学习质量。科学知识有着一定的概念性和抽象性，传统教学模式难以达到“双减”效果，因此，教师需要另辟蹊径，合理开发信息技术，缔造动态型与资源型的课堂，让抽象的科学知识变得更直观、具体。一方面改变学生的学习状态，让他们以更直观的角度去体验知识，另一方面促进学生学习的积极性，让他们在反复的探究和实践中体会到科学的魅力。一、缔造魅力情境，展现多元科学从认知理论的角度来讲，小学生的注意力不稳定、不持久，且常与兴趣密切相关，而且小学生的记忆主要以具体形象识记和机械识记为主，这说明构建具有趣味性、直观性特征的课堂情境更容易提高学生的学习质量。信息化教学不仅能够充分满足以上需求，让课堂更具有灵动性和趣味性，还能有效抓住学生眼球，将抽象的知识直观呈现。由此一来，便能为有效教学的实现奠定基础。“双减”政策下的科学信息化课堂应该别具一格，并以多元化的形式呈现，让学生站在不同的维度观察科学知识是如何在生活中体现的。例如，在引导学生探索融化和结冰的问题时，教师可以利用信息技术播放相关视频，让学生在倍速的视角下感受冰的融化以及水结冰的过程。如此一来，不仅改变了小学科学课堂枯燥乏味的现状，而且带给了学生充足的代入感，让学习更有魅力。在开发信息技术的过程中，教师还可以将科学知识以更多元的方式呈现在学生面前，让学生获得更轻松愉悦的学习体验。例如“魔术”，许多魔术都是建立在科学原理之上的，以魔术的方式引出科学原理，能够一下子抓住学生眼球。在教学“光”的知识点时，教师便给学生展示了以下两组神奇的魔术：1.箱子变活人：播放视频，要求学生观看。屏幕上出现了一个大大的箱子，这时魔术师将一位美丽的女士塞入箱子中，随后关闭箱子，旋转数秒。接着打开箱子，这时从箱子中走出一位帅气的男士。2.铜镜透视：视频中出现一片红色的幕布，魔术师来到台前，从怀中取出铜镜，并交给观众检查。待观众检查无误之后取回铜镜，然后照亮铜镜，铜镜后面出现人影在移动。学生看完上面两个魔术视频之后，纷纷产生了强烈的好奇心，教师趁热打铁，告诉学生：“这两个魔术的原理很简单，答案就在今天我们要学习的知识中！”学生立即意识到原来视频中的魔术与“光”的知识有关，便会为了找到答案而认真听讲，改变被动学习的状态。课堂进入尾声，教师还可以鼓励学生利用课堂所学对魔术的原理进行总结。例如第一个魔术，运用的是光的反射与折射知识。魔术师事先在箱子中安装了一些平面镜和透镜，以此将箱子下方的暗室悄悄隐藏，营造出视觉假象，让观众以为箱子最初并没有藏人。当然，考虑到小学生的认知局限性，在学生总结的过程中，教师可以进行合理补充，简单讲解学生不曾接触过的折射问题，以此拓宽学生的知识面。在学生利用新课知识对第二个魔术的原理进行解读时，教师依然可以做出适当补充，由于铜镜是浇铸而成，厚度不同的镜面会导致不均匀收缩，而收缩的不均匀与铜镜背面图案的纹路厚薄一致，从而产生的不同反射率营造出“铜镜透视”的假象。如果学生对传统的科学观念解释仍然存在认知障碍，教师还可以利用信息技术搜索魔术揭秘视频，让学生在视觉的引导下更直观地了解反射与折射知识在魔术中的运用。在信息技术的支撑下，科学产生于魔幻的情境中，而非枯燥的概念传达，学生在轻松愉悦的氛围中感受科学的多元魅力，产生积极主动的探究欲望，并尝试用科学解决问题、用科学打败魔法。二、运用虚拟游戏，优化学习体验心理学研究表明，游戏对小学生心理发展的作用举足轻重、意义非凡，具有其他活动不可替代的重要价值。在结合“双减”政策落实信息化教学期间，信息技术的运用应横向拓展，从单纯的欣赏演变为别具一格的“游戏”，这样不仅能够进一步提升学生的学习积极性，还能让学生在“玩”的过程中不知不觉地学到知识，从而减轻学生的学习压力，有效提升学习效果。所以，教师不妨利用信息技术打造更多有趣的游戏情境。这样一来，不仅能够有效提高学生的学习动力，还会让他们在愉悦的体验中感受到不一样的乐趣，从而让他们爱上科学，从被动学习转变为主动探索。例如，在教学“蚕的生命周期”时，本课涉及卵期管理、幼虫期的饲养和管理、蚕吐丝作茧期的管理、蚕蛾期的管理等问题，此时，最好的方法便是建议学生亲自养蚕，直观体验。然而，养蚕是一个周期性较长的活动，学生缺乏经验，很难达到预期目标。因此，教师可以另辟蹊径，开发电子宠物游戏，让学生体验虚拟蚕的养殖过程，学生只需要按照书本知识对虚拟蚕宝宝进行定时投喂，便可以观察它们的成长过程。当然，“学”和“做”完全是两回事。虽然学生在课堂中了解了养蚕的基本知识，但是在饲养中仍然有可能出现失误，这时，教师还要对错误成因进行分析，并制定科学的解决方案。如学生A在饲养虚拟蚕宝宝时，由于担心蚕宝宝会被冻伤，将室温调节为30摄氏度，殊不知最适合蚕宝宝生长的温度是20—25摄氏度。在查缺补漏期间，教师有意识地询问学生：“最适合蚕宝宝生存的温度是多少？”以此引导其重温教材知识，从而解决问题。再如，在教学“种子发芽了”一课时，许多学生根据生活中的前概念，误以为种子发芽的必要条件是土壤和阳光，而事实上促进种子发芽的必要条件是水、空气和适宜的温度。要想让学生相信并记住这三个必要条件，最好的方法就是让他们动手实验，亲眼见证种子发芽的全过程。但是，种子发芽需要一定时间的等待，短短的课堂40分钟，无法完整地跟踪种子的成长，更无法捕捉种子破土而出的瞬间。此时，教师便可以利用信息技术，让学生给虚拟种子选择必要的成长条件，不同的实验组通过对比会发现，有充足的水、空气和适当温度的种子比只有土壤和阳关的种子成长得更快，从而加深对种子发芽必要条件的印象。当然，学生课后亲手播种依然是必要的，这可以让学生将理论联系实际，从虚拟走向现实。值得注意的是，所有的虚拟游戏都只能作为课堂的前期体验，让学生对事物有个基本的了解，继而通过虚拟游戏这座桥梁，用更加科学的态度走进生活、观察生活。三、实况总结重点，形成认知结构学习上的认知结构是某一学习者观念的全部内容与组织。传统科学课堂零散现象较为严重，导致学生对知识的掌握呈现碎片化的形式。帮助学生形成系统性的认知结构，一方面能够提升他们对知识的关联性运用能力，另一方面能够助力其学科素养的发展。所以，信息化课堂要特别重视引导学生对新课知识点展开总结，以帮助学生形成完整的认知结构。例如，在探索“声音”相关知识点时，教师设计了思维导图，如图1所示，并将其展示在屏幕上。思维导图涵盖与声音相关的所有知识点，在这一目了然的框架中，学生可以及时发现自己的不足。有的学生在观察声音的传播媒介时提出：“声音可以通过固体、液体和气体实现传播，但是隔音材料也属于固体，为什么无法传播声音呢？”这说明学生对声音的传播实质没有彻底掌握，所以，教师可以围绕声音的传播实质展开针对性的讲解。教师将学生的疑问标记在思维导图中，通过互动提问的方式，让学生通过联想与思考回顾声音传播的实质，并将“声音即是将声源的震动传播出去”这一正确答案引入现实，继而解决认知上的难点，引导学生探究，如果使用的固体材料具有一定的减振效果，那么听到的声音将如何变化，学生不难得出声音将变小这一结论，进而趁热打铁，引发学生思考：“将振动降低到一定程度，是不是就能达到隔音的效果呢？”在学生回答的过程中，教师将学生的答案进行提炼并记录，以帮助学生实时总结。此前，学生只是注意到声音的传播是依靠固体、液体和气体进行，却忽略了声音的传播源于振动，如果有效地降低振动，自然可以达到隔音的效果。所以当教师与学生互动完毕后，可以给他们留出思考的时间，让他们重新审视声音的传播方式，从而有效解决认知上的混淆。教师还可以顺势展开一些有趣的延伸性探索活动，让学生在思考与实践中获得学以致用的体验。譬如引导学生思考：“大家在学习时，如果客厅传来电视的噪音，会采用什么方法降低噪音呢？”随后，教师利用信息技术索引现实中常见的隔音材料，再动员学生筛选，让学生在探究的过程中进一步掌握声音相关知识。再如，在执教《土壤的类型》一课时，需要让学生了解沙质土、黏质土、壤土等不同土壤的特点，以及它们是否能够满足不同植物的生长需求，教师在授课过程中要一边进行渗水性的实验，一边及时地记录土壤的具体特点。如果采用传统的板书教学方式，这么多信息可能会显得凌乱且毫无章法，但是如果依托信息技术，在希沃白板的支持下，教师可以事先制作电子表格或者思维导图，让学生在既定的框架下实时记录。通过规整的架构，学生在整理记录的同时也整理好了自己的思维，知识重点一眼可见，认知结构更容易形成。四、开发信息资源，打破时空桎梏学习的道路是永无止境的，单纯地通过课堂上有限的学习体验远远无法让学生体会到科学的真谛。所以教师要进一步开发信息技术，打破时空的桎梏，将许多课堂中无法实现的实验呈现在学生面前，让学生在看和听的基础上形成身临其境的学习感受。既然小学生的思维模式以形象思维为主，教师自然要妥善运用这一特点，构建直观的视听情境，刺激学生的认知，让他们在“伪”身临其境的体验中抓住知识的脉搏。而利用信息技术呈现案例的最大优势在于能够调动学生的实践意识，激发学生对学以致用的渴望。例如，在教学“垃圾处理”相关知识时，教师利用信息技术索引相关资源，让学生更直观地了解我国在垃圾分类问题上采取的措施，由此让学生明白为何有些垃圾可以回收利用，而有些垃圾属于有害垃圾，需要特殊处理，并以flash动画呈现有害垃圾的处理过程。这样一来，不仅有效地刺激了学生的形象思维，而且让他们在分析和探索中牢牢地掌握了知识。再如，在执教“形状改变了”一课时，在了解力可以改变形状的基础上，教师引入“妈妈揉面粉”“厨师做拉面”“吹制玻璃器皿”等视频，让学生了解在生活中通过力改变事物形状的例子。信息资源的引入一下子打开了学生的思路，受到启发的他们，积极地讲述自己在生活中了解到的力改变生活的例子，与同学展开讨论，如刚刚烧热的铁块，就是靠工匠用铁锤一下一下敲出想要的形状；周末去学射箭，用力一拉，弓上的弦就弯了；在美术课上玩的橡皮泥，想捏成什么形状就能捏成什么形状，这也是因为力能改变物体的形状。信息资源的开发打破了时空的限制，学生通过视频“走进”家中、面粉作坊、玻璃工坊，更“走进”了“科学的大观园”，爆炸的信