小学科学的教育信息化

小学科学的教育信息化（通用12篇）

小学科学的教育信息化 篇1

教育信息化是指, 将计算机与网络通讯等现代信息技术应用在教育、教学领域, 改善教学手段、强化素质教育、提高管理效率, 逐步实现教育、教学的个性化和大众化, 以及教育管理、决策的规范化和科学化, 使教育更好地为经济建设服务。教育信息化, 是全面推进素质教育的要求, 是实现教育强国目标的基础。

1 教育信息化环境分析

1.1 教育信息化硬环境分析

(1) 已初步建成集教学、科研、管理于一体的校园网平台。多数学校都已基本形成了完整的校园网, 部分条件好的学校的校园网信息点, 可涉及到教学楼、实验楼、体育馆、宿舍、食堂、信息楼等。

(2) 以教室为单位的小型多媒体教学环境的建立, 是目前信息化教学的又一特点。多数教室已经配备多媒体终端、高清投影机、电子白板滤板等, 通过此类系统可完成计算机辅助教学、上网浏览、课件点播、教学评估、本地调用远端VCD及录像机等设备, 可以初步实现网络教学的功能。

(3) 软件建设方面, 基本形成了系列化的音像和电子教材。信息化教育是现代化电子技术在学校教育中的应用, 因此真正开展信息教育, 必须要在建设硬件环境的同时, 加强软件建设。为适应新课标、新课改的要求, 通过教师自制、购买、网上搜集整理等途径来建设和充实教学资源库, 同时与教育网教育资源中心对接, 共享国内知名的、优秀的大型教育教学资源库, 以及数字图书馆、电子音像馆和网络试题库等资源。通过教研组、教师个人网站、专题网站的建设, 将所有资源校内全部开放共享, 为全校教师教学和学生自主学习提供强有力的支持, 已初步行成各级信息化资料库。

(4) 重点学校开始实现一卡通系统管理。学校基本实现了“一卡走遍校园, 一卡通用、一卡多用。”学校的考勤、食堂售饭、卖店管理、水房管理、门禁、存车、借书、学生与家长免费电话等业务, 全部由一卡完成, 这为智慧校园的发展做好了基础准备工作。

1.2 教育信息化软环境分析

(1) 教育信息技术培训。多年来, 通过教育主管部门及学校的共同努力, 信息化类的培训逐年加强, 并且越来越受到重视, 以国家、省市、地区以及本校等培训方式开展的信息化宣传及推广工作, 已形成固定日常教育教学的规定动作和固定模式。信息技术培训的同时建立了有效的考核办法, 并将考核成绩作为教师综合评定的一个重要标准。培训内容有操作系统、办公自动化、课件制作、Flash、网络资源、信息技术如何与课堂教学整合等。通过培训, 近年来教师的信息化水平有显著提升。

(2) 教学运用。通过信息技术的培训, 目前学校内会制作课件, 并利用多媒体及网络技术参与教学互动的教师高达80%以上, 中、青年教师基本实现人人有电子教案, 都可以利用信息技术上公开课教师积极制作课件参加评比, 教师基本都会使用多媒体开展教学, 使信息技术与各学科的整合实践水平快速提高。

2 教育信息化发展方向及任务

(1) 大力发展网络建设, 尤其是围绕数字校园和智慧校园发展服务的基础设施建设。进一步完善校园网的功能, 构建高效的网络系统与服务系统;进一步加强学校本地网络建设, 并形成与其他各学校紧密互联的“校校通”网络, 使自身网站逐步成为教学信息中心、教学资源中心、教学研讨中心, 并与网络中其他信息平台结合。努力搭建基于混合云的服务器系统, 针对目前教育发展不均衡、专业化程度不高的特点, 采用云服务管理, 将大大降低硬件购置费用和维护成本。形成所有学校的资源共享、优势互补。

(2) 加快建成学科资源库步伐, 通过购买、引进、借用等方式, 加快各学科教学资源和多媒体课件素材库的建设, 为实现网上教研、电子备课、多媒体课件制作、考试等提供完备的条件。资源是信息化重要的组成部分, 是推进学校信息化工作的重点、难点, 必须要把它摆在突出的位置。学校要努力丰富教育教学资源, 并积极实施应用。

(3) 努力搭建并更好地利用信息化教育管理和教学资源平台, 管理平台要打破传统模式, 由以往的人工模式转变为网上办公、无纸化办公的智能模式。学校所有的会议通知、周程发布、公文流转等, 全部通过校园网信息管理平台实现, 并实现学校各方面信息的高度共享, 为教育教学、学校管理、教育教学科研提供网络支持, 简化工作程序, 提高办公效率。教学资源平台要通过网站建立拓展型课程学习平台, 提供学生自主学习的空间。建成各学校的电子备课系统, 以及视频点播、视频会议、同步转发等系统。通过以上具体的措施, 逐步实现学生的学习方式及师生、师师、生生互动方式的变革, 逐步实现教学模式的改革和教育教学方法的更新。

(4) 系统开展教师现代教育技术应用能力的培训, 开展教师的信息技术教学比赛和多媒体课件制作、网页制作大赛。要全面提高教师的综合素质, 应鼓励教师使用网络硬盘系统, 建立个人教学主页、博客, 并为教师提供流媒体服务器进行视频点播。这种教学促进了教师的专业成长, 有利于提高教师的教学水平。加强对教师掌握与应用教育信息技术, 进行课堂教学改革能力的评比、考核。

(5) 努力拓展其他信息化手段, 辅助教育相关活动。信息化的进步与发展, 对教育事业乃至整个社会发展的推动作用是显而易见的。我们应借此契机, 加大对信息化建设的投资力度, 提高建设水平, 抓住机遇, 创设教育技术新环境, 促进教育现代化改革步伐的加快, 使之适应于正在到来的信息化社会对教育发展的新要求。

摘要：教育的发展要以启动信息化技术推广为契机, 以信息化手段与教学整合为切入点, 以基础网络建设及多种媒体优化组合为手段, 以数字校园、智慧校园为方向, 以优化教学资源、教学过程、教学结构, 全面提高教育质量为目的。本文通过探讨交流更多的教育信息化工作经验, 达到相互促进、开拓创新, 扎实推进教育信息化工作以取得更大发展。

关键词：教育信息化,教学,网络,软硬件建设

小学科学的教育信息化 篇2

指导思想：

以市研训中心、学校工作计划及《河滨小学三年主动发展规划》为指导，以培养学生的科学素养为宗旨，加强科学课课堂教学的实践研究，规范课程管理，提高教学质量，使我组的每位教师在本学期都能再上一个台阶。

加强教学常规管理

继续严格执行学校下发的“师德教风” “备课规范”等操作规范并充分落实，扎实有效地开展教育教学工作。要加强课堂常规管理，严禁体罚和变相体罚现象的发生，杜绝一切教学事故，要继续重视生活德育理念在本学科课堂教学中的.具体运用，自觉地唤起学生的内在学习热情，培养学生良好的行为习惯和品德、意志等德化内容纳入到本学科的教学内容之中，实现全面育人目标!

提高教学质量

1、加强理论学习，组织本组教师学习《科学课程标准》，提高科学教师对课程改革的认识，转变教学观念，以新课程标准倡导的评价标准来衡量课堂教学，改进学科评价方式，形成正确的评价观，尝试以自评、互评等多种评价形式，建构多元化评价体系。引导教师更新课堂教学与评价观念，提高教学质量。

2、钻研教材，理解、掌握编者的意图，体现“用教材教”不是“教教材”的理念。在科学课的目标设计要有用教材教的意识，应该根据学生的情况来处理教材留下的空间，精心设计课堂教学过程，既要有能力把问题简明地阐述清楚，同时也要有能力引导学生去探索，使科学教学真正成为学生科学的启蒙教育。

3、积极开展有效、有序的教学研究活动。教师的成长离不开教学研究，教师个人的自我反思、教师集体的同伴互助是教师专业成长的基本力量。对在教育教学过程中普遍遇到的问题、困难或者困惑，请校领导及相关专业人士直接介入对教研组共同关心的问题的讨论，进行深层次的思考和探索，逐渐打造学习共同体。

4、加强实验管理。对于教学实验器材要加强管理，保证清洁完好，不得随意乱放。所有仪器的借还都要在新瑞实验管理系统中作好记载，并简要记录实验过程。

本学期主要工作

1、制定教研组工作计划和教学计划;

2、 组织学生参加电脑制作活动;

3、组织小学生参加科学探究实验方案设计现场赛;

4、参加市科学教师研训一体化“研、训、评”单项技能比赛;

5、协办市信息技术学科研训活动 ;

6、参加市“教海探行”征文评选活动;

小学科学的教育信息化 篇3

关键词：小学科学；问题探究；信息化教学

小学科学是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。它是一门综合性极强、信息量极大、知识面极宽的基础性课程，以单元编排为特征的教材，系统性、针对性较强。那么如何运用网络资源的优势，为学生的自主学习创设有利于营造自主学习的环境；如何提供网络资源的平台，为学生拓展有利于提高自主学习的空间，进一步激活课堂，使科学教学更具有生命力呢？

一、依据教学内容，丰富网站材料，营造学习环境

1.选择材料，丰富内容，创设环境

教者依据学生的年龄特点和教材要求有针对性地寻找选择丰富网站内容的资源。例如小学科学五年级下册第三单元《它们是怎样延续后代的》。在网站中除了提供动植物繁殖后代过程性资料之外，还针对学生平时能接近菊花培植的特点，单独增加了繁殖后代具体的操作过程，使学生有机会进一步学习并指导其实践操作。同时，人类是如何繁衍后代的一直是教学的难点，教者在网站中增加了一位医生的解说并配上图片，使学生在自主学习过程中既有兴趣又比较形象直观，从而使学生对“我是怎样出生的”有了一个初步的了解，懂得生命来之不易，应珍惜生命，回报父母的养育之恩。

2.优化结构，丰富内容，营造环境

教者必须对其内容依据问题进行排序，突出资源的主题性、序列性，才能提高在有限时间内的学习效率。例如小学科学五年级下册第四单元《岩石与矿物》，教者设计了“导读台”提供学习问题序列，以激发学生保护资源的意识。将与教材有关的内容制作成导航图，指点学生阅读信息与解决问题的途径，有助于学生在整体浏览中围绕中心问题自主学习，在部分品读中围绕重点问题自主探究，在独立思考中围绕解答问题阅读信息，在自主学习中围绕解决问题处理信息、提高发展。

二、依据学生需求，丰富网站形式，细化学习流程

1.学前浏览，拓展概念，激发兴趣

科学课导入新课时，由于学生学前概念比较肤浅，对新的学习内容存在着不确定性和好奇心。因此，教者要充分利用这一特点，设计整体学前浏览内容，以拓展学生的已有概念，进一步激发学生的学习兴趣。例如小学科学六年级上册《我们的地球》这一单元，教者提供了主题内容，以丰富的地球信息与呈现形式提供给学生，让学生快速浏览，然后再让他们提出进一步探究学习的问题，为本单元或本节课的学习打下良好的基础。

2.学中导航，提供信息，培养能力

科学课堂教学中教者结合具体的教学内容和具体的学习形态，适当提供有助于开展问题探究自主学习的主题内容，让学生围绕中心问题探索学习信息，解答学习问题。例如《我们的地球》就设计了这样三个中心问题，这实际上也为本单元的教学建构了一个知识体系，形成了知识网络，也为学生的自主学习导航，为学生的自主探究引路。

3.学后延伸，丰富概念，陶冶情操

学生通过学前浏览和学中导航两个阶段的自主学习，其知识更加丰富、兴趣更加浓厚，但脑海中所产生的问题可能也会更多，这就需要教者在此时提供更多的知识信息，让学生进一步去搜寻，以满足学生渴求知识的欲望和探索未来的精神。例如《我们的地球》这一单元学习后，教者认为，可依据学生所提出的问题再次提供一些网站信息让学生再去浏览学习，也可编排一些主题让他们自己去搜集相关信息，让学生永远做学习的主人、研究的主人。

三、依据学科特点，丰富网站途径，优化教学方法

1.问题探究，获取知识，形成技能

根据科学教学内容，相当一部分教材的教学需要组织学生开展小组合作实验活动，那么这样的课型就可运用“问题探究”教学方式进行课堂教学。例如小学科学五年级下册第二单元“形状与结构”中的《折形状》一课的教学，教者在网站中提供了关于形状方面的模型、建筑以及动植物的外形等，让学生点击浏览，提出问题导入新课。然后组织学生围绕问题进行小组合作探究，体会各种形状与承受力的关系。最后组织讨论，再次点击进入网络，说一说，网络中的物体为什么这样设计。整个学习过程，学生始终围绕本节课的学习中心，展开自主学习、自主探究、互相交流、共同探讨，而教师则是课前作好准备，组织学生开展学习活动，并参与到学生的探究活动之中，适时进行个别指导，及时捕捉动态信息，调控教学进程。师生真正成为一个学习的共同体，共同分享集体的智慧和探究的成果。

2.主题探究，拓展知识，增强意识

科学教学中有相当一部分内容不需要进行小组合作实验，而只要进行主题式学习与讨论，就能达到学习目标。因此，教者建议这一类型的课堂教学可选用“主题探究”的方式展开教学活动。例如：小学科学五年级下册第四单元“岩石与矿物”中《日益减少的矿物资源》一课。首先让学生说一说矿物资源對人类有何作用，你对地球上的矿物资源有何思考，并出示开采、提炼、运用的相关图片，确定本节的学习主题是：矿物资源日益减少，人类怎么办？围绕这一主题组织探究活动。接着组织小组讨论。在整个课堂教学结束前，还可以让学生对资源开发与保护，新能源研发等进行创造性的设计，课后进一步打开网站，搜集相关信息。这样的教学活动自然而有效地拉近了学生与社会、个人与国家的距离，进一步增强了学生的社会责任感。通过实践，我们深深体会到，网络环境下小学科学问题探究教学模式的有效运用，丰富了科学教学内容，拓展了课堂教学时空，激活了课堂教学活动。同时，也进一步转变了教师的教学观念，更新了教学方法，促进学生自主学习方式的尝试以及自主学习能力的培养，为学生将来投身于信息化时代进行终身学习、实现可持续发展打下了良好的基础。

参考文献：

［1］全日制义务教育科学课程标准.北京师范大学出版社，2007-07.

［2］喻伯军.小学科学教学案例专题研究.浙江大学出版社，2005-06.

（作者单位 江苏省常熟市周行学校）

小学科学的教育信息化 篇4

体系建设:教育信息化可持续发展的保证

2005年,西城区教育系统信息化工作会上确定建立区、校两级信息化工作领导小组。区信息化工作领导小组是区教育信息化决策机构,由区教委领导挂帅,区信息科和现代教育技术中心有关人员共同组成。各校教育信息化工作领导小组由校长牵头,制定本校的教育信息化工作规划,并组织实施区、校工作规划。实践表明,这个体系是高效有力的。此外,西城区根据国家有关信息化法规和标准并结合本区的具体情况,制订了《西城区学校教育信息化建设与应用工作意见》等标准化文件,用制度来规范工作体系的有效运转。

环境建设:教育信息化持续发展的奠基石

教育信息化基础设施建设是西城区教育信息化的重点工作之一,累计投入资金近1.233亿元。其中,与市教委共同投入20 1 5万元,全面完成了“校校通”工程,建成了覆盖全区并拥有产权的西城教育城域网。城域网集电视广播、数字视频、信息服务、教育资源存储为一体。通过西城教育门户网站实现教育行政部门办公自动化、学校和教育管理部门间的信息交流数字化、交互式视频教学和闭路电视教学,外部通过与因特网、北京市教育信息网等的连接,共享其他地域的网络资源。目前,西城教育城域网已经为区域内教育资源共享、电子政务应用、快速上网提供了优质平台,为西城区中小学师生上网提供了安全可靠的绿色通道。

西城区非常重视以教学班为单位的信息化建设,在全市率先实现了区内教学班级的班班多媒体化,极大地促进了基础教育课程改革的顺利开展。全区生机比6:1。2008年教师将达到一人一机。2005年,投入205万元建设了西城教育研修网。其他教育信息化建设应用投入达到近1 200万元。

特色教研:教师专业成长的助推器

2004年,西城区创建了西城教育研修网,为教育信息化发展提供了广阔的空间。这是一个支持区域数字化研修的系统,为西城区干部、教师研修建构了学习型的信息技术环境,使教师的学习和教研方式发生了根本的改变。学科教研协作组、案例式教研、在线教研、主题资源征集、引领式教研等多种网上活动的开展,使教研活动成为从教师个体到教师群体,从学校个体到学校群体多层次的以行动研究为核心的研修共同体的活动。

课题研究:教育信息化深入开展的催化剂

通过几年来的研究和实践,教师们普遍认识到,信息技术与学科整合的核心是“融”。它不仅仅是信息技术在教学过程中的简单应用,更应该是“将信息技术既作为意识,又作为内容、方法和手段,融于课程和学科教学之中”。“十一五”期间,西城区共申报国家、市、区教育技术类课题近4 0个,涉及数字化学习资源的建设与应用、新技术新软件(如白板、互动反馈、ScienceWord)应用研究、信息技术与学科整合策略等多个方面的研究。

为了促进学校研究活动的常规深入开展,2 0 0 7年9月,西城区课题校间的研究方法和成果的阶段交流会召开。各课题校介绍课题实施方法和进展情况,聘请专家当场对课题开展情况进行现场点评并通过研修网的“探路者”协作组,搭建了一个立体化、超时空的课题交流平台。

确定课题牵挂制度是我们管理的另一项措施。课题管理不仅仅是组织几次会议、打几个电话询问,而应该是深入学校一线,了解学校的所思所想,与学校教师共同研究和提高。我们把所有的课题校分成大组,确定各组联系人,总结课题开展以来的阶段性成果,解决遇到的问题或困难,并将所有的课题校按中小学分开。每月各召开1～2所课题校的现场展示会,通过案例展示与研讨,拓展研究思路和方式,交流应用方式,实现校际间相互促进和均衡发展。

多种活动:区域信息化均衡发展的大舞台

在活动中发展,在研究中提高,是西城教育信息化区域整体推进的特色之一。西城区结合日常工作,组织了大量的学习、交流和竞赛活动。

2007年4月,西城教育视频资源网正式开通,面向全区教师免费共享资源,共享存储空间,共同建设资源库。资源主要来源于西城区拍摄的优秀录像课、专题片、教学资料片,购买的视频教学资料片、资源库、电视台录制的教育节目、公司免费提供的或试用的资源、学校提供的视频资源及北京教育资源网上下载的资源。为保证教育资源有效发挥作用,我们采取了建立资源专家审查组、逐校开展资源使用培训、建立资源管理志愿者队伍等措施。

针对学生电子学籍卡的管理,根据教师的工作特点,西城区采用了面授形式+网络课程的形式进行培训;针对系统维护、学籍教师异动操作两个专题进行了重点讲解,同时为电子化学籍管理中升学学籍流转工作做好了准备。

未来展望:促进区域基础教育跨越式发展

面对未来,西城区将继续保持在教育信息化建设和应用的优势地位,促进西城区基础教育跨越式发展。

提升网络硬件环境,构建教育信息化公共服务体系

网络环境和硬件设施是实现教育信息化的前提。西城区将在综合考虑硬件、软件、资源、培训、技术与管理规范五个要素的基础上,继续完善西城区教育城域网建设;继续完善各校数字化校园建设,依据学校具体的设备和师资情况,分类、分层次建设校园网络。在学校、区教委、市教委三级网络系统连通的基础上,创建软件共享的网络教育公共服务平台,以集中式的综合服务功能带动区域教育信息化整体发展,减少校际间发展的不平衡。

共建共享,优选优化,建设优质教育资源

在整合现有资源基础上,构建有西城特色的教育资源,建设开放、动态、优质、丰富、标准的教育信息资源库。以新课标、新教材为依据,建设与现有资源优化整合、与教学试验研究紧密结合、与学科教学同步的精品学科资源;开发一批基于网络的、适应本地区社会经济发展的校本网络课程和研究型学习专题;建设集资源共建共享、在线课件开发、学科信息发布、交互交流等功能于一体的各学科网站群;丰富西城教育研修网,实现学习资源共享和教育信息系统互操作,打破“信息孤岛”的局面。

建设高素质教师队伍,提高教育技术应用能力

将实施教师教育技术全员培训工程,全员参与、分层培训、整体推进;打造一支包括行政管理人员、技术人员和各学科教师在内的高素质的教育信息化队伍。

加强学校干部、行政人员的现代教育理论修养,提高使用现代信息技术的能力;有计划地组织电教人员、网管人员和教研人员的培训,通过自学、函授、脱产进修、远程学习、短训班、专题研讨等形式培养一批能够胜任教育信息技术设施维护和管理以及教育信息资源开发的专兼职结合、校内外结合的技术队伍;全面提高教师教育技术能力,从“教育理念、信息技术能力、教学设计和信息技术与课程整合的模式和方法”等四个层面强化中小学教师现代教育技术能力培训,培养一批既有教学经验,又掌握现代教育技术的骨干教师。在实现“领导懂、骨干精、全员会”这一目标的基础上,不断提高教育信息化相关从业人员的教育技术能力和素养。

应用信息技术,深化课程改革

鼓励教师积极开展信息技术教育教学研究活动,探索不同信息技术环境中的教育教学规律,研究和总结应用不同信息技术手段的课程教学模式,自觉、主动、创造性地在各学科教学活动中应用信息技术及教育资源,从课堂教学应用角度为资源库建设提供反馈;加大教育技术应用在评价指标体系中的比重;积极推动符合新课程理念的评估改革和考试改革工程,开发电子档案袋评估系统,实施发展性教学评估,大力推动学科考试网络化,推动考试改革,开发网上学科考试系统。从根本上改变传统教学观念,积极探索素质教育背景下应用信息技术培养学生创新精神和实践能力的方法和途径。

实现管理现代化、办公自动化

推进全区教育系统管理现代化建设,促进教育管理水平不断提高;逐步完善教育政务信息化的网络体系,建立起适应教育政务信息化需要的管理体制与运行机制;不断完善教育电子政务管理平台,提高教育行政办公效率和办事透明度,降低行政办公成本;形成上连北京市教委和相关政府部门,下连西城区各中小学的教育系统办公业务管理平台,实现公文流转、公文办理、信息查询、信息传递和学校教务、学籍、教师、校产管理等日常工作的电子化及网络化;实施远程公文管理和网络视频会议,体现“绿色办公”的理念。

发展远程教育,构建网络化学习社区

以西城教育研修网为基础,建设中小学数字化学习平台,为西城区下属所有中小学教师和学生提供远程学习支持,采用“区-学校-年级-班级”组织架构,使每个教学班级都有自己个性化的教学系统;部署西城区教师继续教育网支持平台和网络课程,利用西城区教育信息网络,在网络上开设信息技术与课程整合培训课程以及其他信息技术培训课程,实施同步和异步的远程辅导形式,利用网络的“规模效应”,让全区所有的教职工能够在远程接受个性化的培训,将网络信息中心建设成为远程培训中心。通过建立虚拟网络学校的方式,加强中心学校与周边社会的联系,使网络成为学校、家庭与社区最为有效的互动媒体。积极与国内高校和技术培训机构合作,积极引入远程教育和网络培训,形成具有西城鲜明特色的区域性网络教育体系;重点推进基于互联网络的教师培训项目,利用信息化教育技术,积极推广全民终身教育,构筑学习型社区。

小学科学教育心得的 篇5

当我上第一节课的时候，发现我的想法是错误，简单的。随着是会经济的发展，信息技术的日益进步，科学技术占有重要的位置。在上课之前，我也是简单的看看内容的，可是我发现一个很重要的问题就是，老师上课不是一直按照课本的顺序来上。但是，我做了笔记，在笔记中，我又发现了老师是总结了书本上的知识，通过一讲一讲来完成一个课时。

我最喜欢看的就是老师给我们放得视频，我觉得这是教学当中一个很重要的方法，也充分了利用到了学校的多媒体技术。每一节课的视频，又让我深深地感受到作为一名教师，要想做好一名好的.科学教师，你就必须要有课前充足的准备，很好的耐心，很好的引导学生的沟通，和发现问题的能力。把理论与实践相结合，这样能提高学生的动手能力，发挥想法能力，还有创新能力。这是在教学中很重要的教学方法。同时，我发现在大城市里，更注重小学科学课的开展，在偏远一点的农村，一般是不会开的，一个重要的原因是教学设备不齐全，教学条件落后，老师本身的能力不足，这也反应出城市孩子和农村孩子之间的差距。不过，我想随着社会经济的发展，小学科学课一定会不断的发展开来。

小学科学的教育信息化 篇6

1.提高思想认识，提升科学课的学科地位

确定一门课程的学科地位，必须先了解它的学科性质。因此，加强科学课程改革，首先须在思想上引起高度重视。具体要从以下几方面着手：首先是在课时上，必须保证科学课充足的课时和真正的落实；其次是在教师的安排上，必须选派有一定科学素养，热爱科学教育事业的优秀教师担任科学课程的教学工作，不能强制安排缺乏科学知识、缺失科学精神者担任科学教师，更不能再优先安排语文、数学课程后，让上不了语文、数学课的教师担任科学课。

2.加强教师队伍建设，提高科学课程教师素质

针对农村小学科学教师存在的学科专业背景复杂、学历偏低等问题，必须多渠道、多形式提高科学课程教师素质，整体推进科学课程教师队伍建设。（1）加快对小学科学专业教师和研究人员的培养。（2）加强对在职科学教师的培训。对于在职教师，要严格按照《标准》中规定的教师必须具备的科学素养设计培训课程与教材，分期分批实施上岗培训，建立相应的资格考核制度，确保持证上岗。具体培训形式可以采取短期培训和长期培训、外出培训和校本培训、学历培训和业务培训等相结合的办法。

3.改革课堂教学，全面实现课堂教学目标为全面实现科学教育目标

在教学目标上，必须突破唯科学知识的藩篱，把培养学生的科学精神、科学方法和科学探究能力列为科学教育的重点。科学来源于实践，服务于实践，学生学科学，是为了在实践中更好地用科学。

4.增强课程资源意识，开拓科学课程资源

丰富的课程资源对任何一门课程都是必要而且必需的，科学课程也不例外。为了使小学生的科学学习具有广阔的智力背景，科学教育不能局限于传统意义上的教材，必须利用与开发多种多样的课程资源。农村学校要突破有限的课程资源，必须从实际情况出发，除了努力创造条件做好必要的硬件建设，更重要的是要充分发挥教师这个“软资源”的作用。

5.转化评价制度，为科学教育提供更广阔的空间

小学科学的教育信息化 篇7

一、运用信息技术,确保学生“真”实验

在小学科学实验环节中,由于学生的动手能力、实验器材条件、客观环境、实验安全等方面的影响,许多实验并不能体现出严密性,会造成实验结果的准确性缺失,实验效果并不明显,甚至不足以说明问题,使得学生的实验参与兴趣降低,不愿意认真动手实验或敷衍塞责,不利于学生科学精神的培养。在教学实验环节中应用信息技术,可以有效地避免这些现象的发生。例如:教师在教学教育科学出版社四年级下册第三课《简单电路》时,要求学生通过导线、电池和灯亮组成电路。首先,学生先自己动手,制作成最简单的电路。在下一环节中,进行“让更多的灯光亮起来”的实验时器材较多,实验常会因为一些意外而失败,“人多手杂”的小组合作也常成为组长一人动手做、组员围观的状况。“核心素养”要求我们开展体验式、合作的、探究的教学过程,必须要让学生都参与进来,乐学爱学,勇于尝试,有观点、有想法。教师在组织学生进行这个实验时,就可以运用小学信息技术教材中的可视化儿童编程Scratch软件,在课前为学生制作Scratch软件的电子实验教具。在课堂上,学生打开小猫爪Scratch程序,自己用电池、灯泡、开关等将电路连接起来,拉动开关,电灯亮起来表明学生的实验成功了。在剩余时间里学生可以调整器材的不同摆放,进行多次实验(如图1)。

运用信息技术,使得小学科学实验得以高效的展开,学生不会因为导线接头不灵敏、电池电力不足、灯泡亮度太低、器材故障等种种意外向教师求助,教师也不必忙于应付、奔波往返在“救援”路上。运用信息技术,让学生实验“真”起来,每位学生都能自己进行实验,让实验中少一点意外,多一些探究体验。

二、运用用信息技术,让实验生动呈现

在小学科学课堂教学中,由于受到器材、时间的制约,许多实验不能有效地在课堂中开展,或者无法清楚看到实验的过程或细微的现象,学生只能观看文字、图片,缺少了直接体验,课堂教学或多或少有了些瑕疵。

在学习教育科学出版社四年级下册第二课《点亮小灯光》时,学生需要了解“电流是怎样流动的,并画出电流的路径。对学生来说这部分内容非常的抽象,教师可以制作Flash动画,让学生通过观看Flash把抽象的电流流动变为生动的动画,使学生由此受到启发,树立正确的概念,提高学习效果。

又如:在学习教育科学出版社三年级上册动物单元第五课《蚂蚁》时,教材要求“进一步观察蚂蚁”,了解蚂蚁是怎样交流信息的。学生阅读教材知道“信息素”这一神奇的分泌物,对此非常感兴趣,可又无法继续深入了解,这时,教师可以录制视频,呈现蚂蚁的这一神奇“语言”。学生观看视频,进行形象生动的学习,跨越时间和条件的限制,有效提升了学习体验(如图2)。

三、运用信息化学习方式,突破难点得心应手

在小学科学教材中,有许多归纳、总结性的课文,如:三年级上册教学中的《植物有哪些相同特点》、《动物有哪些相同特点》、《给身边的材料分类》等。根据“核心素养”要求,对于这些教学内容,需要学生积极参与探究活动,并能进行归纳总结,教师则要给予一定的启发和引导,帮助学生掌握正确的研究方法。由于学生知识掌握程度不同,一概而论就会“疏忽”掉学情,人为地把学生起点平衡化。对于课文中这些难点的突破,就可以运用信息化学习方式进行实验教学,让学情参差不齐的学生自己选择学习素材,或反复观看找到细微的不同,从而将归纳比较性的课文真正“理解消化”。

当下最热的信息化学习方式当数“微课”,恰当地运用微课可使其在这些归纳、总结性的课文学习里大放异彩。微课是教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点难点疑点)或技能等单一教学任务进行教学的一种教学方式,具有目标明确、针对性强和教学时间短的特点。在科学课上,教师可以把主题教学设计、素材课件、教学思考、练习测试都融入微课视频中,通过信息技术呈现方式为学生营造出一个半结构化、主题式的资源单元应用小环境,方便学生学习探究。

例如:在教学《动物有哪些相同特点》时,教师为学生准备了实验微视频,包含了动物“老寿星”象龟的介绍视频,一段在陆地上活动时的“弹涂鱼”视频,并在微视频中加入启示,让学生思考动物的特殊性,从而感受到大自然的神奇,让学生理解有一些特殊的鱼是可以在陆地上长期生活的,鱼的鼻孔不是用来呼吸的等知识(如图3)。

此外,信息化学习方式还能为师生提供许多方便使用的好帮手。例如:使用“网络在线讨论”让学生无拘无束地进行交流互评,畅所欲言;“在线测试”能快速有效地提升学生参加科学学习后的评价效果,还可以把评价结果做成柱形表等,帮助师生获得更直观的评价效果,从而有针对性地进行查漏补缺。

“核心素养”指导科学教师要抓住学生的“自主发展”这个关键词,提升学生的科学精神、学会学习、实践创新等主要素养。通过信息技术手段,能有效提升学生的学习感悟,科学教师要能运用这一现代化的“法宝”,让学生每一次成功的果实铸就他们自信的品格,让智慧学习像灯塔一样指引学生前行,让课堂上学生纯真美好的感情绽放出美丽的光环。

参考文献

[1]陆黎峰.初探小学科学课堂中的“微课”教学[J].新课程(小学).2014,(09):34.

[2]张文付.小学科学教育中存在的问题及对策探析[J].吉林教育,2014,(02):53.

小学科学的教育信息化 篇8

一、巧创情境, 激发学习欲望的整合序曲

1. 为巧妙创设情境而整合

小学生基本处于形象思维阶段, 并开始向抽象思维发展。教学中向学生提供实物教材, 再恰当地辅以多媒体手段, 就可以为学生自行探求科学知识创设情境, 帮助学生从感性认识向理性认识过渡, 为从形象思维向抽象思维过渡搭桥, 最终收到更好的教学效果。

在教学《声音的产生》一课时, 教师可以让学生欣赏一段自然界里各种不同声音的音乐, 让学生不仅知道本节课要研究的内容, 更是一种艺术的熏陶。学生在此情此景中, 不仅认真聆听了各种声响, 还说出了自己的所思所想。

2. 为激发学习欲望而整合

学习欲望产生学习的动力, 我们应力争让学生由我去做变为我想做、我要做。只要学生有了这种学习欲望, 学生学习的主动性、积极性就会倍增, 从而产生学习的热情。

在《观察我们的身体》教学中, 如果教学中辅以多媒体课件, 播放人体内部结构的示意图, 动态的心跳、胃的蠕动等, 再加上教师的讲解, 学生就能顺利地感知身体内部的结构。这种手段的使用, 在内容上画龙点睛, 在效果上也事半功倍, 在培养与训练学生的思维能力上更有创意。

二、变虚为实, 疏通科学思维的

整合插曲

1. 为虚实有效结合而整合

变虚为实, 学生对实验过程的感受就深刻, 通过分析实验现象得出结论, 从而解决问题。多媒体的出现, 疏通了学生思维上的障碍, 使他们对知识点的掌握更扎实。

在进行日食成因的教学时, 我运用课件再现日食发生的过程。学生在直观的动画演示下, 很快明白了日食的成因:月球围绕地球转, 地球围绕太阳转, 当月球转到地球和太阳的中间, 三个天体大致成一条直线的时候, 月球的影子就会投到地球上, 处在月球影子里的人, 由于被月球挡住了视线, 就看不到太阳或只看见一部分太阳, 这就是日食。学生的学习效果是可想而知的。

2. 为观、做有效结合而整合

在科学课上, 有时对某些事物的探究往往会受时间和空间的限制。比如, 一些内容时间非常长, 肉眼很难觉察, 或者内容比较抽象, 像这样的问题或现象是没法用语言来正确描述的, 即使是讲了之后学生也是一知半解甚至根本就不知道。这成为教学中的一个难点, 而此时多媒体的介入, 可使抽象事物具体化, 对难点的化解有积极作用, 让学生乐意去学。

对于《月相》这样的观察课, 在课堂中学生所能观察的仅仅是教材上呈现的一组图片。在教学中让学生走进网络, 去搜集、寻找、获取与月相相关的信息, 让学生在网络信息平台上经历观察过程。在整个过程中, 学生搜索参考着相关信息资源, 进入观察实践, 并整理观察过程, 总结观察经验, 提出观察方法, 编写“资料卡”, 再通过“视频点播”“交互”等网络功能使观察过程中各种信息资源得到充分展示。在师生、生生的多向互动中, 观察过程随之持续生成, 也有效缩小学生观察过程中存在的差异, 科学观察课的教与学就此而进入较高的层次。

三、渗透方法, 培养操作能力的整合乐曲

1. 为培养实验技能而整合

让学生掌握一些最基本的实验操作技能, 要切实发挥教师的主导作用, 采用必要的手段, 去指导学生认识各种实验器材、材料, 学会使用方法, 掌握实验操作的基本技能。在教学中使用多媒体技术配合实验, 可以增强教学效果, 使学生更好地进行观察, 对研究的问题理解得更快, 印象更深刻。

在教学酒精灯的使用时, 用课件展示:首先让学生认识酒精灯, 讲到什么部位, 就让其部位闪烁, 刺激学生感官, 帮助学生记忆。其次演示点燃酒精灯过程的动画:先出示取下灯帽的过程, 再出示怎么点火, 最后出示灯芯被点燃的画面, 重要的地方, 如点灯时手的位置等重复播放, 并加以解说。点燃后, 出示一个燃烧着的灯芯的特写, 让学生观察比较火焰的三层颜色的区别, 然后出示标注, 让学生记住最里边的一层叫焰心, 第二层叫内焰, 最外边一层叫外焰。同时介绍外焰的温度最高, 所以要用外焰加热。最后, 多媒体演示如何熄灭酒精灯, “桌面”上的酒精灯帽“飞”到了灯芯上, 灯熄灭。演示后, 同桌之间相互思考、讨论, 并让各小组实际操作一遍。这样的做法对学生对实验过程中的重点、难点都进行强化, 使学生掌握了实验的注意事项, 相信学生的动手实践能力、观察能力都会有大幅度的提高。

2. 为建构合作方式而整合

合作学习体现在科学探究过程中是个体与个体、个体与小组间的互动互补, 信息交流, 资源共享。合作学习是合作探究行为, 通过合作学习不断引起科学探究活动中的思维碰撞, 认知冲突, 达到相互启迪, 拾遗补缺, 完善见解, 建构知识。教师利用网络信息环境为合作学习建构平台。

在进行《火山和地震》一课教学时, 我驾驭网络让学生从探究的需求出发, 自由选择, 自主探究, 在相关信息的启发、引导下发现问题, 解决问题, 获得结果。学生在网络信息环境中探究问题, 不受时空的局限, 可以根据自我需求自由地、广泛地选择自己的合作伙伴, 喜爱的学习方式进行自主探究, 研究火山喷发和地震的成因及过程。

四、延伸课外, 获取广袤知识的整合长曲

1. 为见证真实结果而整合

应用现代教育技术, 在最佳时期运用电教手段辅助教学, 既能吸引学生, 帮助学习, 又能省时省力, 拓宽学生的视野, 具有其他教学手段无法比拟的优点。

在教学《植物的一生》时, 如果要研究凤仙花的生长过程, 学生每天观察记录外, 凤仙花生长的电影或录像等多媒体就十分重要。多媒体课件信息容量大, 可以弥补观察材料的不足。在学习动、植物知识时, 很多动植物学生平时根本见不到, 无法获取感性知识。教师利用课件向学生播放, 生动、逼真地展示自然界中的各类动、植物的各个部分 (如根、茎、叶、花、果实、种子) , 同时配合学生的观察活动, 分别将画面快放、慢放、静止、重复、放大, 让学生抓住了各类动植物的特征, 既扩大了学生的视野, 丰富了学生的知识, 又增加了课堂教学的密度。

2. 为启发生活思维而整合

知识来源于观察, 来自生活实际。利用电教手段设计课件有不受时空制约的优点, 以影视或动画形式创设出新颖有趣的生活情境, 设置问题悬念, 可激发学生的认识兴趣, 调动积极的情绪, 引导学生在生活中发现问题、思索问题与解决问题。

在进行《物体的热胀冷缩》教学时, 可向学生出示如下的一组课件, 先是小朋友烧开水的动画录像, 当放到“盛满水”和“烧开时茶壶溢水”等几个情节时, 在“茶壶溢水”画面的小朋友头脑袋上出现了一个个的“?”, 从而引导学生发现、提出问题, 通过研讨、实验, 使学生先得出“物体有热胀冷缩的性质”结论后, 然后演示一段课件, 内容为:筑路工人筑路时, 每隔一段要开一道裂缝填进沥青, 让学生讨论:为什么修路时每隔一段都要开一道裂缝?在得出结论后, 再演示不开裂缝路面与开裂缝路面的热胀冷缩情况的对比动画, 让学生进一步明确问题的原因所在。这样既启发了学生思维, 又解决了生活中的实际问题。

五、关注亘远, 构建合理模式的整合圆曲

科学知识是无穷无尽的, 何况新的知识无时不在迅速地增长, 有限的教学时间内学生自行获取的知识也是有限的。只有在教知识的同时, 指导学生学会探求知识的方法和应用知识到实践中去的能力, 他们才能受益无穷, 达到叶圣陶先生所说的:“教是为了达到不教。”也正印证了古人所说的:“授人以鱼, 只供一饭之需;教人以渔, 则终身受用无穷。”

1. 为建构学习模式而整合

学生在信息技术的支持下, 自主地参与学习, 通过对网络资源进行发现、分析、思考、探究, 在解决问题的过程中, 掌握分析和解决问题的步骤。根据各种不同的知识需要, 利用信息网络所提供的与学科知识内容相关的信息去获取必要的知识, 而教师则通过网络技术把相关学科知识在各种信息窗口中展示, 供不同能力层次的学生获取与收集各自所需的拓展性和延伸性的学习资源。这种学习模式的核心不仅仅是让学生学会知识, 更重要的是使学生掌握学习与研究的方法、手段与工具, 真正成为学习的主人, 使学习活动成为一种兴致勃勃的知识探究过程。

2. 为形成探究模式而整合

借助于多媒体技术的特点, 创设虚拟仿真环境, 学生能在动态情景中观察现象、读取数据、探索学习。我们可以在科学教学过程中尝试让学生利用“仿真科学实验室”软件, 在教师指导下进行实验的研究。学生掌握基本的操作技能之后, 就可以在网上进行人机对话, 根据个人需要, 寻找相应知识, 扩充知识面。同时, 也可以在网上与人对话, 探求新知, 扩充眼界, 弥补个人局限, 这样, 学生就可以在更广的范围内自行获取新知。

信息技术在小学科学教学中的运用 篇9

1、用好电教, 化难为易。

科学课上有很多学生自主探究的素材, 要求学生在教师的指导或引导下去进行调查、考察或实验, 但有些活动课堂上是无法用实验的形式完全展现的, 如《植物怎样喝水》这一课, 反反复复讲解理论学生都很难理解, 这时我们就可以借助网络技术和多媒体技术, 虚实互补, 让学生“看到”植物根的水与植物茎、叶脉向上输送的水缓缓流动的情景, 再在重点处点拨, 植物“喝水”这一难点就解决了。

2、提高兴趣, 增强感知。

传统教学方式主要靠粉笔、黑板、挂图或模型, 学生兴趣不大, 而网络环境中的科学课堂生动、形象、直观, 学生兴趣浓厚。如教学《昆虫》一课, 在学生掌握了昆虫的概念以后, 训练学生能否在众多的动物中判断哪些是昆虫。这时可以在电脑上出示“送昆虫回家”的题目, 让学生以游戏的形式“拖拽”昆虫到相应的栏里, 学生既引发了兴趣, 又强化了知识。

3、丰富资源, 深化探究。

小学科学的教育信息化 篇10

2008年全国电化教育馆馆长会议1月13日在北京召开, 教育部副部长陈小娅出席会议并讲话。陈小娅指出, 发展远程教育, 推进教育公平, 促进义务教育均衡发展, 充分利用信息化手段, 让所有的孩子都能够接受良好的教育, 是新时期义务教育工作新的、更高的目标。

陈小娅充分肯定了电教馆系统在发展农村教育、推进基础教育课程改革、提高教师队伍素质等方面发挥的积极作用。她表示, 电教馆系统是实施农村中小学现代远程教育工程的重要依托, 已经成为推进我国基础教育信息化的一支重要力量。

陈小娅指出, 推进基础教育信息化科学发展, 要坚持把以信息化带动教育现代化作为推进基础教育改革与发展的重要战略举措, 统筹、协调东、中、西部中小学教育信息化发展, 建立健全基础教育信息化发展的制度和政策体系, 逐步构建一个资源丰富、结构合理、功能实用、机制完善的基础教育信息化体系;坚持以农村教育信息化为重点, 继续发展农村中小学远程教育;重点加强农村中小学现代远程教育资源建设;全面提高中小学教师特别是农村教师的信息素养、教育技术应用能力和水平;逐步建立覆盖城乡的信息化支持服务体系, 为教学应用提供良好的技术支持服务。

小学科学的教育信息化 篇11

关键词：信息技术；小学科学教学；学习兴趣；提高效率

科学课程的教学应尽可能地运用现代教育技术。信息技术与小学科学课程整合已经成为时代发展的必然趋势。小学科学课作为一门以科学探究为基础的学科，恰当运用信息技术，有利于调动学生学习的积极性、主动性，提升学生自主学习能力。探究可以给学生带来乐趣，探究过程不仅使学生的思维受到良好的锻炼，更有利于解决问题能力的培养，是形成科学精神、科学态度、科学方法的捷径，有利于提高课堂教学的质量。

一、利用现代信息技术激发学生的学习兴趣

兴趣是入门的老师，兴趣是学生获取知识、拓展眼界、丰富心理活动的最主要的推动力，许多科学知识学起来比较枯燥，难以激发学生兴趣和培养他们主动参与的热情。现代教育技术能轻松实现图、文、声、像等多媒体的再现功能，把动态和静态安排在不同的界面上，使学生尽快进入教师所创设的学习环境中，在头脑中产生疑问，导致探索欲望的产生，激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的学习动机，实现学生无意注意向有意注意的转换，有利于知识的获取，使学习更轻松、更有趣。例如，在教学《云的观测》这一课时，我利用了课件，在导入时让学生欣赏一段春、夏、秋、冬不同季节云层的视频，吸引学生的注意，这时提问：“你们想知道这些云是怎样组成的？”学生产生了好奇，更想知道下文，再让学生观看云形成的视频。这样云的高度和形状在观看中一下清楚了，本课的重点难点在观看中不费力气就解决了。如果带着学生读课本上描绘云的文字，相信他们没有那么高涨的情绪投入到这课的学习中。

二、利用现代信息技术培养学生的创新能力

“让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。”利用信息技术，给学生提出学习任务，通过实验，让学生在观察中探究过程，获取知识。学生在学习和实践的过程中，知识得到了丰富，能力也得到了不同程度的提高。但是我们培养的是会学习的人，是富有创新精神和实践能力的人，所以，在科学课程的教学和实践中，培养学生的创新能力是个重点。但现在的学生依赖性强，怕动手，耐挫性差。教师就应针对这样的特点，在教学中充分应用信息技术手段，鼓励学生动手实践，逐步引导学生在实际中锻炼培养自己的创新能力。

在《蚕豆发芽》一个单元的教学中，教师要求学生通过近半个月的连续观察，了解蚕豆发芽的过程，写好观察日记。每人三颗蚕豆，一个烧杯，一根筷子，三枚回形针。把三枚回形针固定在筷子上，再把蚕豆放在回形针上，使三颗蚕豆一颗浸在水中，中间的一颗三分之二浸入水中，一颗在空气中，然后观察蚕豆发芽过程并写下观察日记。学生刚开始都表现出极大的兴趣，但是大部分学生没有能够按照要求去观察，仅仅停留在蚕豆芽冒出来了没有。教师在组织教学中，让学生用照相机拍下蚕豆变化的照片，鼓励学生通过观察探究出蚕豆发芽需要什么条件。这样，教师处于一个引领者的位置，学生是实践的主体。一天一次让学生集中起来，让他们探究发现了什么，需要探讨的是什么。把学生提出的问题交给学生自己解决，鼓励学生利用信息技术手段。学生真的发现了在教科书上没有的知识，这些问题的提出、验证都是学生自己解决，学生的创新、实践能力都得到了培养和提高。

三、利用现代信息技术加深科学知识的理解

科学教学在把培养学生的学习能力作为主线的同时，还要求学生掌握最为基本的知识。因此，在教学时我们要利用各种现代教育技术，加深对科学知识的理解。比如，在教学人体呼吸器官时，在学生观察人体实物塑像后，再由多媒体出示人体呼吸器官各部分的名称和必要的注解，在出示文字时，闪烁相应的器官部位，从多方面引起学生的注意。这种手段的使用，加深了学生对课文的基本知识的认识。又如，在教学《相互协作的人体器官》时，多媒体帮了我不少的忙，我制作了所学的人体各种器官，通过拼摆，学生的思维更加活跃，加深了各器官之间的相互联系。

总之，在小学科学教学中，合理应用现代信息技术，为课堂教学创设了恰当的学习情境，充分调动了学生学习的积极性，提高了学生的学习兴趣，培养了学生的体验科学实验活动的过程以及探究实验的创新能力，切实提高了科学课堂教学效益。

小学科学的教育信息化 篇12

但是,科学信息素养是什么?有效地提高学生科学信息素养水平的途径与方法主要有哪些?诸如此类的问题是摆在人们面前迫切需要解决的问题,既关系到科学教育目的的有效实现问题,也关系到信息环境下有效教与学的途径和方法问题。因此解决好这些问题,对于构建新型课堂教学模式,建设“人人皆学、处处可学、时时能学”的学习型社会具有重大的现实意义。

科学信息素养是大数据时代人的科学素质进化的重要条件

素质与素养是两个密切相关的概念。素质主要是用来表征一个人的大脑或者中枢神经系统对于外界刺激的敏感性的概念;而素养是一个人的素质进化的必要内部刺激条件。大脑由很多的神经细胞组成,人刚出生时, 神经细胞只有50%是连接的,到3岁时,人的记忆力、智商、信息处理能力都已经固定,大脑基本处于停止发育的状态。但大脑是一个适应性很强的器官,我们也许不能改变大脑的信息处理能力,却能够通过经验的输入来改变大脑的一些结构,促进神经元进一步生长。神经元具有可塑性,以便让大脑适应生命中新的刺激。科学教育本身就是提升大脑的可塑性的过程,我们需要对大脑进行不断的刺激,这种刺激保持每天几个小时,一周出现7天,就会产生有趣的变化。

人的科学素质在生活与生产实践中始终处于进化之中。如今的“数字一代”每天都会花很多时间使用数字化设备,等于大脑在不断地接受这种刺激,强化了某些神经连接,导致在视觉学习和视觉信息处理上有较强的神经元连接。这使得现代人更喜欢最新的在线视听觉信息来源,喜欢即时的、有趣的学习。

进入21世纪,基于自然界单一性的科学统一性被确认,纳米技术、生物技术、信息技术和认知科学走向聚合,加快了技术进步的速度,并且可能会再次改变我们的物种,其深远意义可以媲美人类数十万代以前人类学会口头语言。21世纪的结构正在形成一个由比特、基因、神经元和原子要素构成的立体图景,如图1所示,这种立体图景基于计算机手段整合而建构。科学探究出现了基于计算机手段的第三种形态——计算。

随着计算形态成为科学探索的新常态。在某些问题中,虚拟仿真实验所产生的计算结果与真实现象能够很好地吻合。比如,图2-a是科学家采用计算机手段做的溃坝水流虚拟仿真实验,与图2-b的真实溃坝水流实验高度吻合。

a 计算机虚拟仿真实验屏幕照片 b 真实实验照片

当代科学家、工程师和普通民众生活在大数据环境之中,往往需要借助计算机手段协同攻关,通过计算的方式解决科学问题。这里的数据泛指能够被计算机识别与处理的信息,包括视频、音频和文档等信息,数据的单位是比特。一方面实验或实践会产生大量的数据,另一方面虚拟仿真也会产生大量的数据。虽然计算机处理数据的速度大约每18周翻1倍,其存储容量大约每9个月翻一番,但是实验、实践或虚拟仿真所产生的数据迅速占满存储空间。 这些数据就像一个金矿,人们可以从中提取信息,再通过信息加工,形成科学知识。

现代具有良好科学素养的人不仅要具有理论素养和实验素养,而且要具有科学信息素养。 所谓科学信息素养,是一种借助计算机或者信息技术手段,在海量的数据中探索与发现数据关联或者规律,解决科学问题的潜能。显然,科学信息素养是科学素养、信息素养和人文素养的交集,如图3所示。

针对科学信息素养的定义,可以构建出科学信息素养的观测模型,如图4所示。科学信息素养主要包括科学信息态度、科学信息知识、科学计算的典型经验、科学信息方法等维度,其核心是对科学信息的理解。

其中,科学信息态度指对于科学信息的意识、兴趣和精神等;科学信息知识指关于科学的核心概念、核心历史和信息知识等;科学计算的典型经验指运用计算机手段解决科学问题的意识和基本能力;科学信息方法指常见的解决科学问题的计算机手段;最后,所谓的对科学信息的理解是测评科学信息素养的核心,指对科学本质、信息与媒介本质和人文本质的理解,它将决定对其他科学信息素养四个维度的理解深度。

由此可见,基于大数据时代对于核心素质的基本诉求,科学信息素养成为当代科学素质进化的重要条件。 有必要探讨在课程标准、教材与教学评价之中有效实施科学信息素养教育的途径和方法。

数据探究是提高学生科学信息素养水平的直接手段

提高学生科学信息素养水平的关键在哪里?这个问题是大数据时代科学素质教育的首要问题。理论与实践表明,解决这个问题的关键是贯彻探究式学习。

探究作为一种现象,广泛存在于动物界。在地球的生态圈中,各种动物趋利避害,探究是一种本能,是一种能力,是一种广泛的现象。比如一只小鸡正在啄食,听到周边一个响声,它会警觉地抬起头,四处张望,它在探究。人有一个强大功能的大脑,人的探究主要表现在探究式学习方面。所谓探究式学习,是指像科学家一样探索、 发现与解决问题。可以讲,相对于研究、探索等概念,探究更为基础,是人的素质的直接形成条件之一。

20世纪80年代中期,针对科技进步以及由此带来的社会重大问题,美国在哈雷彗星临近地球的时候,提出了“2061”计划,该计划围绕着科学素养(Science Literacy),提出了在2061年哈雷彗星再次临近地球的时候,整体国民科学素养水平应该达到的程度及其实现途径。探究式学习被论证为实现该计划的主要手段。所谓探究式学习就是学生以类似或模仿科学家研究的方式所进行的学习。受此影响,全球教育掀起了提高科学素养水平的教育改革浪潮。

在此背景之下,我国于1986年以法律的形式做出了实施素质教育的科教兴国战略决定,素质教育直指培养创新意识与实践能力。中国科协于1999年向党中央、 国务院提出了在我国“实施《全民科学素质行动计划》 (2049计划)的建议”。该建议提出了近期、中期以及2049年建国100周年时使全体成年公民都达到基本具备科学素质(Science Quality)的远景目标,受到党和政府的高度重视,并正式启动了全民科学素质建设工程。素质与素养密切相关,素质是素养的作用结果,而素养是素质发展的必要条件。基于探究式学习对于提高科学素养水平具有特殊作用,在随后的基础教育课程改革之中, 也将探究式学习列为重要的教学方式或者教学内容。

我国30多年来的素质教育实践取得了一定的成效,构建了相应的科学素质教育课程体系,接纳了探究式教学理念,也积累了大量的探究式教学经验。但是,毋庸置疑,实践中尚存在着肤浅探究和形式探究的现象。这种现象说明我们对于探究式学习的认识与实践仍然不够。

笔者在十多年的信息技术与科学课程整合的理论与实践研究之中,根据科学的三种形态,将探究梳理为基于真实实验手段的实验探究、基于数学与学科专业手段的理论探究和基于计算机手段的数据探究,并据此提出了数据探究教学理论。

数据探究在教师观、学生观、学习观和评价观上均具有新的内涵。简单介绍如下:(1)教师是数据探究的促进者与合作者。(2)学生是具有创造能力的学习主体。数据探究应该把学生置于一个有社会意义的团体中,培养“共生性”与“交互性”,体验创造的意义和价值。还应该体现STS教育,强调人对自然、社会、人生的责任和义务。(3)数据探究是一个建构的、社会化的综合体验过程。学习者总是依据已有经验、心理结构和信念来选择一些信息或者数据,从中经过数据挖掘得到推论,并根据推论来构建关于世界的认识。(4)评价是开放、多元的反馈过程。数据探究评价认为学习是一种建构独特意义的过程,注重对于探究过程的评价,关注评价的开放性与多元性。

这样的概念划分对于发挥探究在科学素质教育的作用方面具有重要的实践指导意义。

按照数据探究理论,实现科学素质教育的手段分成了三类:其一,基于实物实验的手段;其二,基于学科专业知识、经验和数学的手段;其三,基于计算机计算的手段。科学素质的有效提升应该综合应用三种途径和手段。其中基于计算机计算的手段主要有网络搜索引擎、图像分析技术、虚拟与编程技术以及传感器技术等等。这三类探究手段对于提高科学素质水平来讲地位是平等的,教学实践中轻视实物实验和计算机计算的做法都是片面的。有效提高科学素质水平需要重视三类探究手段的综合运用。现实中那些仅仅重视学科专业知识手段的做法是片面的。学科专业知识构成一个个专业符号体系和专业经验体系,具有引导师生从某个专业角度向纵深发展的功能,但是当代科学素质的标准要求具备的跨界的、综合的素质仅仅依靠有限的学科专业体系难以养成。

依据数据探究理论,在信息化的环境或者大数据的环境下,每个人面临着两个世界,一个是现实世界,另一个是和现实世界一一对应的大数据世界,科学问题及其解决的途径同样存在于大数据世界,因此贯彻数据探究教育理念,是信息时代提高科学素质水平的重要途径。

贯彻数据探究应该注意以下几方面问题:首先要激发学生对于大数据世界的好奇心。对数据和数据工具的好奇心是信息时代探究的新内涵。在贯彻数据探究理念的时候应该注意保护和激发学生的好奇心。其次,要培养学生使用当代的“瓶瓶罐罐”(手机、数码相机等设备)进行探究,这是提高学生科学信息素养的基本途径。再次,在各类课程与活动中注意混合使用传统的科学手段和信息技术手段,因为在探究过程之中善于混合使用各种工具或者手段是有效解决科学问题的重要能力,也是科学素质水平高的重要体现。

结束语