浅谈信息技术与小学科学课程的有效整合

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浅谈信息技术与小学科学课程的有效整合
摘要：教育新形势对小学科学教学提出了新需求。《小学科学新课程标准》中明确提出：在一切有条件的地方，科学课程的教学应尽可能地运用各种现代教育技术。促进信息技术与学科的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革。充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。信息技术在小学科学课堂教学中的应用，激发了学生的学习兴趣，使课堂容量加大，表面上看课堂气氛很好，学生的积极性也很高，动手、动脑能力也得到了一定的提高。但是，现代教育技术的运用不是为用而用，首先必须是为教学内容服务的，是教学过程与方式的有机成分，只能在必要的时候、采用恰当的形式进行，千万不要滥用。此外，尤其对小学生学习科学而言，亲历探究过程、获取第一手经验是极为重要的，不能用高新技术代替一切。因此，如何采用恰当的方式进行信息技术和学科整合，以至发挥整合的“有效性”已成为了广大教师最关心的问题，也是我国当前基础教育改革和发展的一个热点。                           
关键词   现代教育技术　有效整合    信息技术    教学实验
正文：  小学科学课是一门以实验为基础的学科，信息技术作为最先进的教学媒体与科学课整合，为创建科学课新型教学方式提供了全新的环境。以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术不断发展，正在深刻地改变着我们的生活、生产、学习和工作的方式。把信息技术融入到小学科学教学中，就像使用粉笔、黑板一样自然、流畅，这里是一个“糅合”的概念，这就是“课程整合”的核心。“课程整合”的教学方式是我国面向新世纪基础教育教学改革的新视点，它的研究与实施为小学科学教学中学生探究性学习、创造性的发挥、综合实践能力的提高创设了良好的基础。便小学科学教学朝着自主、特色、个性化的教学方向发展。
小学科学是课程改革中的一门新兴课程，它源于课改前的自然课，是我国基础教育中的一门重要学科。新课程以学生发展为根本，以促进学生发展为取向。它注重学生自主学习和实践探究，强调课堂互动，关注课堂中愉悦、和谐的群体生活和积极向上的学习氛围，它让学生不再是被教师命令控制的一个整体，而是一个被来自各方面的信息驱使的不断变动更新的组织，成为活动的主体，成为课堂的主人。使课堂教学的重心越来越从教师转向学生、从注重教师的“教”转向学生的“学”。新课程标准指出“在课程内容选择、教学方式方法改革和教学评价中，要充分考虑现代信息技术的影响，为发展学生自主学习意识和能力创造适宜的环境”。信息技术可以作为学生自主学习的重要工具，从提高基本的学习效率到完成较复杂的研究任务都可以使用信息技术，从而帮助学生提高学习的质量和效率。因此，作为一名一线的科学教师，要更新观念，积极探索信息技术与科学教学的有机整合，以适应新科学的课堂教学，更好地促使科学教学目标的达成。

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信息技术与科学课程整合的内涵是要在新课标的指导下，把信息技术作为促进学生自主学习的工具，并把这一工具运用到科学课程的教学过程中，使信息技术与课程资源相互融合，为新型教学提供一个理想的教学环境，达到优化教学，培养学生创新精神和践行能力的目标。对提高教育教学质量可以起到事半功倍的教学效果。为此，浅谈几点看法。
一、信息技术与科学课教学整合。有利于提高课堂教学质量。
　　科学教材中的许多内容涉及到一些原理、规律性的东西，例如：地球的公转和自转，风的形成过程、日食和月食、岩石的形成过程等，是我们无法直接看不见的，凭借传统教学模式，老师口述或图片展示，没有一个动态变化的过程，不仅枯燥乏味，还很难讲清楚。信息技术融合了文字、图形、图像、声音、视频等多种信息资源，通过这些资源，给学生多重感官刺激和直观教学，如果将信息技术引入到这一课的课堂教学中，运用课件或在互联网搜集到可用信息，可以将漫长的气候变化随时呈现在学生的面前，可以将罕见的日食现象即时地再现，也可以将人的眼睛难以观察到的岩石的形成过程，通过视频或动画的形式展现出来，使难以理解的知识点具体化、形象化，帮助学生认识和掌握其规律：
　　二、信息技术与科学课教学整合．使教学内容不受时间和空间的限制。
　　现行的小学科学课教材，存在许多不足之处，有些内容在编排上与学生生活实际脱；有些内容适合农村学校，有些内容适合城市孩子，有些实验的实施难度较大．不合实际。比如：四年级下册第二单元第一课《油菜花开了》、第二课《各种各样的花》、五年级上册第一单元第四课《秋冬季的生物》、第五课《动物的栖息地》、五年级下册第三单元第三三课《做一个生态瓶》等课，这些知识受时间和空间条件的限制，离学生的实际生活太远，许多现象是学生短时间内无法亲身考察或经历的，对学生的学习兴趣产生了消极影响；但是通过信息技术，可以弥补这方面的不足，信息资源不受时空的限制，为学生的学习提供了全方位的信息，即使无法亲身感受，也可以通过信息技术途径得到了解和掌握，比如《秋科季的生物》一课，由于要求学生对秋天和冬天的动植物进行观察，时间跨度较大，而且学生生活中见到的动植物的种类太单一，如果教学只在课堂上进行，时间是远远不够的．内容也不够丰富，所以我要求学生课下坚持对生物进行观察．在网上随时记录下自己的观察结果，对疑惑不解的地方学生可以在自己的网页上记录下问题，教师可以通过网络随时了解学生的实验情况．对学生的问题及时予以解答，并提出相应的建议和意见．通过这种方式，更好的体现新课标倡导的让学生“亲身经历”的新理念：
　　三、信息技术与科学课教学整合，有利于因材施教，促进学生个性化发展。
　　小学科学教材的编写考虑了大多数学生的认知水平和接受程度，而无法体现学生的个性化差异，无法做到因材施教。21世纪人类社会是信息社会，信息社会的特点是个性化、多样化、关心人、尊重人，一切为了人成为信息社会的主旋律，在课堂教学中．一切教学活动也应该围绕学生展开。比如：在讲授四年级下册第四单元第三课《岩石的组成》一课时，课上是教师通过对教学目标和对教材进行分析、细化、处理，以课件形式呈现给学生。学生在接受了学习任务以后，在教师的指导下，学生通过观察岩石标本掌握岩石的名称、形状、颜色、硬度等信息，通过网络搜集每种岩石的产地、形成的条件和形成的过程等资料．并在网站讨论区里记录下岩石的这些信息．然后教师要求学生整理所有收集到的这些信息，形成总结性报告，一节课时间虽然很短，但是同学们收集到的资料各不相同，学到的知识也更多了，在整节课中运用网络环境的互动性，学生和学生之间、学生与老师之间有了很好的互动，通过网络教学，使学生的自主学习能力得到了发挥，提高了学生的信息收集能力和信息处理能力，使学生成为了课堂的主人。同时学生还可以通过网络对自己感兴趣的内容加以扩展和延伸。如在讲五年级上册第三单元第七课《材料进步的历程》时，我让学生通过网络搜集一种你感兴趣的材料，总结材料进步的历程，形成书面报告，学生根据自己的兴趣找到了大量资料，有的学生对纳米材料感兴趣，有的学生对超导体感兴趣，还有的学生对防弹材料很感兴趣，专门找了防弹材料的发展过程。通过信息技术与科学课的整合，在学习过程中促进了学生的个性化发展。
　　四、信息技术与科学课教学整合，有利于提高教师的专业知识水平和教学水平。
　　当今世界，科学的发展日新月异，作为小学科学教师，要有广阔的知识面，掌握生物科学、天文科学、地理科学生命科学、物理科学等多种学科的知识：对各科知识的学习要达到一定的深度．以帮助学习发现和解决学习中出现的各种问题；还要对各科知识的最新资讯能够及时的了解，让学生了解当今科技的最新发展及其趋势，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。这就要求教师树立终生学习的观念，通过各种途径，不断充实知识内容，丰富知识结构，把握科学发展的最新脉膊，以适合教育教学的需要，比如：在讲五年级上册第一单元第一课《种子发芽实验》一课时，在实验中，学生发现，由于实验误差导致通过光照后，有的种子发芽快，有的种子发芽慢，为了得到一个合理的解释，我通过网上查找，得知这与种子的习性有关，不同种类的种子，有的种子发芽时，经过光照后发芽快，有的则相反，另外还得知，不同颜色的光线对种子照射，发芽的快慢也不一样，通过学习，正确解答了学生的问题。

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信息技术在科学课教学中的地位和作用表现在以下两个方面：
　　一、科学课引进信息技术是学生认知特点的需要
　　小学生对科学事物的认识始于感知。他们的学习过程是通过自身的眼、耳、鼻、身等感官把自然事物的信息传递到大脑。经过分析、综合从而获得知识的过程。学生获得信息的来源是多方面的，特瑞赤拉在1967年提出这样的结论，1.0％是通过味觉，1.5％是通过触觉，3.5％是通过嗅觉；11.0％是通过听觉，83.0％是通过视觉。从中可以看出，人们通过听觉和视觉获得的信息是他获得所有信息的94％．这充分说明了人类的听觉和视觉对学习的重要作用。而采用信息技术手段进行教学，正好符合这一认知特点，有些信息可以通过像电影、电视这样的媒体模式间接地感受到，能更有效地使学生领悟科学思想和科学方法，解决思维过程中的瓶颈，启发学生更积极的思维活动，引导学生自己发现和探索。
　　二、科学课引进信息技术是提高课堂教学效率的需要
　　现代化的教育观念、学科教学的经验使计算机技术在科学教学中可以发挥特殊的功能，在教学中能够提高教学效率，创教学过程的最优化，即质量和时间、精力的双重标准，也就是说要一看效果，二看效率。计算机不是简单的表述科学知识，利用它可以揭示科学知识形成的来龙去脉，而且表述的方式很灵活，可以以文字、图形、动圃、图表等多种方式多窗口呈现，如果说使用印刷技术呈现的信息是线性的，那么利用超文本技术就能够以网络状数形结构的方式一步一步地呈现信息。这些特别适合于表达科学。与录音机和录像机不同，计算机能提供可交互的实验环境，于是学生可以利用它学科学。如：在概念教学中，利用计算机可以创设远比传统教学更赋启发性的教学情境，能设计让学生动手做科学的科学实验环境，能够使课堂教学中学生更具有弹性，能灵活自如地进行“以学生的活动为主，教师为指导”的教学方式，同时还能生动高效地把班级交流、小组讨论与“一对一”的个别化教学有机地结合起来。因此，小学科学教育需要计算机辅助，让计算机的运用给小学科学教育增添新的活力，使科学教育如虎添翼。
　　信息技术教育课程与科学课程整合后，我们相信信息技术不仅可以提高科学教学效果，而且随着学科课程的学习，师生的信息技术知识、信息处理能力将会逐步提高，但这两个课程的整合还没有一个模式和实施方案，还是处在一个探索阶段，本人就根据对两个课程的特点，初步探讨信息技术教育和小学科学课程如何整合。因此，在科学课堂教学中整合信息技术的具体做法如下：
　　1.利用课件引入，激发学生兴趣和探究欲望
　　信息技术使学生对知识、信息的获取直观而形象。处于青少年时期的学生，直观记忆力远远胜过抽象记忆力。实验证明：单凭听觉获取知识，只能记忆15％的内容；单凭视觉获取知识，只能记忆50％的内容；但如果同时调动视觉与听觉，就能记忆65％的内容。信息技术充分发挥声、电、光、影、形、色等多元素的功能，使科学教学突出形象性，注重感染力，让学生的视觉、听觉同时得到刺激，从而激发学生学习的积极性，促使其主动地探求知识。因此，应根据教学内容运用信息技术，为学生创设犹如“身临其境”的情景，从而激发学生探究的兴趣。如：三年级上册教材《认识自己》一课中有一活动叫“仔细观察找特征。，其中有个留指纹的游戏，教学时先利用多媒体放映一段关于银行人员进入金库的视频，接着启发：国家金库的门是怎样打开的，银行其他员工的指纹识别后为什么就不进去呢？这又是怎么回事呢?此时学生探究的欲望强烈，学习兴趣浓厚，就会积极主动地参与到学习中。

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　　2.利用课件演示辅助教学，突破教学的重点和难点
　　这种情况要求教师在教学前根据教学目标、学科特点及学生情况对教材进行分析和处理，借助信息技术可采用Flash、PowerPoint、Authorware等软件制作多媒体课件辅助教学。教学时教师根据课堂教学需要，适时地对课文内容用课件进行演示，学生通过课件接受学习任务或获取信息，在教师的引导下完成本节课的学习任务。这种方法比较适宜教学时间比较紧张的教学内容，教师的主导作用强，可控性大，课堂上不容易失去控制，在平时的教学中利用最为广泛。
　　例如：在六年级《太阳系的奥秘》一课教学过程中，导入新课时可利用多媒体课件展示一些动画影片(主要展示太阳和八大行星等之间的关系。例如：太阳系八大行星的有关资料，“哈雷”彗星的资料等)，使学生在头脑中形成立体空间的概念。教师提问。你们向往神秘的宇宙太空吗，你们想探索神奇的宇宙奥秘吗？那么现在就让我们乘上宇宙飞船飞向太空去探索宇宙的无穷奥秘吧！”教师再让学生驾驶虚拟的宇宙飞船升空，学生用鼠际点击各种按钮，当学生“启动”发动机让“宇宙飞船”“起飞”，计算机会模拟出“宇宙飞船”的各种姿态，并且显示宇宙太空的情景，学生们从各种角度仔细观察太阳系，激发了学生探索无穷宇宙奥秘的欲望和兴趣。在具体的学习过程中，通过影片及示意图片结合具体问题，对学生进行介绍。在学生进行模拟实验时，同时播放音乐，让屎堂气氛轻松活跃，从而避免了枯燥无味的说教。最后，利用一段影片对本课的知识进行完整的回顾，再次加深学生对太阳系的理解。
　　3.网络技术环境支持下，发挥学生自主学习的作用
　　在科学教材中，有一部分拓展性知识需要学生自己搜集查找资料，如冀教版五年级科学教材中第八课《仙人掌的刺》里有一个拓展题：“对狐狸的研究”，由于生活经验和知识面的限制。很少有学生了解有关狐狸的知识。这时我们可以指导学生利用网络进行自主学习，通过资料搜索。展开网上人机对话获取新知识，然后与其他同学交流，获取相关信息，从而掌握更多的科学知识或方法。
　　4.利用信息技术克服室外考察的困难，帮助学生直观有序认识事物发展规律
小学科学中介绍的一些知识连接着广阔的自然界，室外观察和考察是科学教学中常用的方法。由于环境的局限，特别是生活在城市、县城的小学生，对自然界的许多事物缺乏感性认识。利用信息技术就可以解决室外考察的困难，还可以设计一些课件来帮助学生直观有序认识事物发展规律。这样能够让学生通过视觉上的感受真
正去理解一些抽象概念。如一些天文知识、国家的地理环境、古代生物、生物的生长过程等，都可以利用多媒体来展现，使学生如临其境，印象深刻。如：小学四年级科学《毛毛不见了》一课，学生通过平时观察只是了解毛毛虫的基本形态，对它的变化过程并不了解，感受不到毛毛虫变化过程的复杂多样，这给学生的学习带来不利影响。如果这时教师设计动画展示更多的动植物种类的生长过程，让学生感受动植物世界的多姿多彩，可以使学生更多地接触、了解大自然，获取更丰富的自然科学知识，培养和激发学生对科学的浓厚兴趣。

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　　5.利用信息技术扩大学生知识面，调动学生自主学习的积极性和主动性

　　科学课强调学生的已有经验和生活经历，积极倡导让学生亲身经历以科学探究为主的学习活动，在引领学生对周围世界进行探索的过程中，培养学生的科学素养。因此。以多媒体计算机和互联网为学习工具，以网络作为重要的信息来源进行开放式教学，将学生的学习置于广阔的背景之中，帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验。教师可以利用网络环境给学生提出学习任务，通过上网查询、人机交互等方式，使学生在不断克服困难中完成学习任务。教师可以引导学生通过使用信息工具去探索、发现相关的信息和知识；主动搜集并分析有关信息，提出、验证假设；把当前的学习内容与已经知道的知识相联系，对此联系认真思考，并根据需要分析、整理；然后向同学作汇报交流，进一步完善自己的研究成果；最后形成书面材料，在学校橱窗、黑板报以及报纸、网络等媒体上展示。
　　例如：我校组织学生参加县里个人网页设计比赛。学生们运用科学课程所学的知识组成不同主题合作学习小组，通过上网获取相关信息，利用所得资料进行素材加工，建立小组网页。活动结束后，教师组织学生进行学习总结。通过一系列的学习活动不仅能帮助学生理解深化知识，增强思维力和想象力，还能扩展知识、发展智力，也为学生提供了动手的机会，培养了其实践能力。
　6.利用信息技术，创设多元化、多角度交流方式，培养学生独立思考、创新能力的团队合作精神
另外在科学课的教学中有许多新知识、新思维的传授，受到了安全性等方面的限制 ,不可能在课堂进行实际演示，为了增强学生的感性认识，可以通过各种现代教育技术手段在教学过程中对这些实验、现象进行模拟演示达到仿真效果，或对现象进行放大、延时等操作，进而使学生在没有障碍的演示、实验环境中进行愉快地学习，获取知识。
信息技术与科学教学的有机整合，可将大自然带进教室，进一步激发学生的学习潜能。
科学课是培养学生能力、传授学生知识的主要途径，也是培养学生创造性思维的主阵地。特别是新课程的实施，在小学科学教学中，我们不能只重视课堂上知识内容的传授，而应把大自然带进教室，让学生深入到大自然中，让他们亲身感受到大自然的神奇魅力，学会主动观察、主动思考、发挥他们的想象力和创造力，以适应时代的需要。如在教学《地球的自转与公转》一课中我就制作了一个有关相对运动的课件，前进中的车与车里的人和车外的树、山等，车内的人与车的运动是静止的，车内的人与车外的树和山是运动的。由此课件让学生来理解地球的自转。再用制作的模拟昼夜形成课件进行演示，使学生了解到是地球的自转形成了昼夜的变化。最后用制作的模拟地球公转的课件来理解四季的形成，使学生知道是地球在自己不停自转的同时又绕着太阳公转，公转的轨道面（黄道面）与地球赤道面的交角为23°27’ ，称为黄赤交角。如居住在北半球的人，当地球转到北极的地轴偏向太阳的时候，太阳的高度大，北半球就进入了夏天，当地球转到北极的地轴远离太阳的时候，太阳的高度小，北半球就进入了冬天。就这样，让学生处于一种自身在大自然的情境中，可以取得较好的教学效果。多媒体创设情境，有助于学生提高学习兴趣，激发求知欲，调动学生的学习积极性。

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总之，信息技术以其色彩鲜艳的图像、动画、音像效果和灵活多变的特点深深吸引着学生，采用幻灯、投影、计算机等多媒体技术，能使《科学》课的教学更形象生动，更富感染力，更能激发学生的学习兴趣和求知欲。信息技术与科学教学的有机整合，能使学生在整个自主学习的过程中，亲临其境，如见其人，如做其事，学生由直观到抽象，由感性到理性地认识事物，选择自己所要的学习内容，积极性很高。另外课余大量的时间老师可指导学生在国际互联网上查找各种资料，不仅促进了班级内学生的合作交流，而且还促进了本校学生与全球性学习社区的合作交流，从而大大开阔了学生的视野，为学生的可持续发展打下坚实的基础。因而利用信息技术既可以满足不同认知水平的学习者，也可以实施协合作式学习策略，使学生的自主学习、自主探究能力得到了加强，最终成为学习的主人。
信息技术与科学教学的有机整合，可将大自然带进教室，进一步激发学生的学习潜能。

科学课是培养学生能力、传授学生知识的主要途径，也是培养学生创造性思维的主阵地。特别是新课程的实施，在小学科学教学中，我们不能只重视课堂上知识内容的传授，而应把大自然带进教室，让学生深入到大自然中，让他们亲身感受到大自然的神奇魅力，学会主动观察、主动思考、发挥他们的想象力和创造力，以适应时代的需要。如在教学《地球的自转与公转》一课中我就制作了一个有关相对运动的课件，前进中的车与车里的人和车外的树、山等，车内的人与车的运动是静止的，车内的人与车外的树和山是运动的。由此课件让学生来理解地球的自转。再用制作的模拟昼夜形成课件进行演示，使学生了解到是地球的自转形成了昼夜的变化。最后用制作的模拟地球公转的课件来理解四季的形成，使学生知道是地球在自己不停自转的同时又绕着太阳公转，公转的轨道面（黄道面）与地球赤道面的交角为23°27’ ，称为黄赤交角。如居住在北半球的人，当地球转到北极的地轴偏向太阳的时候，太阳的高度大，北半球就进入了夏天，当地球转到北极的地轴远离太阳的时候，太阳的高度小，北半球就进入了冬天。就这样，让学生处于一种自身在大自然的情境中，可以取得较好的教学效果。多媒体创设情境，有助于学生提高学习兴趣，激发求知欲，调动学生的学习积极性。
总之，信息技术以其色彩鲜艳的图像、动画、音像效果和灵活多变的特点深深吸引着学生，采用幻灯、投影、计算机等多媒体技术，能使《科学》课的教学更形象生动，更富感染力，更能激发学生的学习兴趣和求知欲。信息技术与科学教学的有机整合，能使学生在整个自主学习的过程中，亲临其境，如见其人，如做其事，学生由直观到抽象，由感性到理性地认识事物，选择自己所要的学习内容，积极性很高。另外课余大量的时间老师可指导学生在国际互联网上查找各种资料，不仅促进了班级内学生的合作交流，而且还促进了本校学生与全球性学习社区的合作交流，从而大大开阔了学生的视野，为学生的可持续发展打下坚实的基础。因而利用信息技术既可以满足不同认知水平的学习者，也可以实施协合作式学习策略，使学生的自主学习、自主探究能力得到了加强，最终成为学习的主人。