信息技术支持下的家庭科学实验教学

胡素娟

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课标》）倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究。教师要创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习空间和充分探究的学习机会。《课标》强调要充分利用学校、家庭、社区资源，创设良好的學习环境，引起学生的认知冲突，引导学生主动探究，启发学生积极思维[1]。课堂科学实验是探究的主要阵地，但课堂教学时间有限，造成学生探究不够深入。科学实验有必要从课堂向学生家庭延伸，助力学生个性化发展。新冠疫情期间，教师应用信息技术开展家庭实验教学，让学生利用多媒体随时随地记录现象，通过云端传输数据，随时随地分享结果；利用多种社交软件，随时随地交流，消除了家校之间的隔阂，效果很好。后疫情时代，基础教育将深度数字化。家庭科学实验是科学课堂实验的重要补充，教师要继续用好信息技术深入研究并探索家庭科学实验新模式，实现实验教学的智能督导、实验资源的便捷获取，建立班级家庭实验学习圈，坚持学生本位，更加精准地因材施教。笔者以养蚕为例，探讨如何应用信息技术有效开展家庭科学实验教学。

一、设计云养蚕家庭科学实验课程

新冠疫情期间，线上教学大规模常态化开展，但学生自主学习能力欠缺，对一些知识理解不透彻。疫情过后，很多课程急需“回炉”。教研组讨论后认为，无论在线教学、课堂教学，还是居家教学，教师让学生“学会学习”是关键。笔者任职的学校积极推进智慧教育，所教班级学生能够灵活地运用智能终端进行自主在线学习。蚕经常被当作小学生认识昆虫的“入门虫”。蚕的一生形态、生活习性变化很大，养蚕是一件耗时、费力、考验耐心的事情，有限且间隔的课堂教学时间不适合用来养蚕教学。因此，笔者将养蚕设置为家庭科学实验，利用在线课堂、拍摄软件、图文编辑软件、数据分析软件等信息技术手段，指导学生云养蚕。具体教学环节如下。

（一）前期准备

学生网上冲浪，收集养蚕相关资料，做好养蚕的准备。

（二）记录交流

学生以画图、拍视频、拍照等形式记录蚕的变化情况，分享至班级圈。教师与学生在线实时交流，解答疑问。

（三）归纳分析

根据蚕的体长数据，绘制相关数据分析图表。学生利用Keynote、动态影集、PPT等整理养蚕全过程并在班级圈展示。

（四）在线测评

教师通过在线测评系统对学生的养蚕过程进行检测。教师基于大数据进行分析，并对学生进行针对性指导。

二、云养蚕教学实践

（一）冲浪学习，探究更自主

数字时代，屏幕是最重要的信息载体之一，在生活中随处可见。钱理群教授指出：“除了引导学生读书，还要创造条件，引导学生利用网络进行学习。”学生在海量的信息中搜索、提取、整理，查找、应用适合的资料，能激发学习兴趣，提高思维能力，培养创造力，这也是数字原住民该有的基本素养[2]。

中国是桑蚕文化的发源地，养蚕技术非常成熟，专业的养蚕知识在网络世界海量存在。以往的教学中，对于养蚕这一课，非养蚕达人的教师大多只是充当知识搬运工。当代学生作为数字土著，可以在线运用多种工具搜索，获取养蚕相关知识。笔者结合学生的年龄特点、立足他们的知识和能力基础，以适合、适度为原则，将要搜集的资料大致分为养蚕温度、蚕宝宝的家、挪动和取食、日常照料4个方面，将学生分为4组，每组分配1个搜索主题。这样有的放矢地进行资料收集，既能减轻负担又能提高效率。更重要的是，学生带着明确的目标去收集，对涉及的资料有所筛选，对读到的资料有所了解、熟悉（如图1）。

前期准备阶段，如何将学生搜集到的资料从顽石变成为光彩夺目的钻石？在信息技术支持下，笔者通过教师端登录全景课堂，随时随地对每个学生的最原始资料进行在线阅读并给予指导。有的资料文字冗长，笔者指导学生提取关键内容并精简文字；删掉大家都知道的内容、理解起来有难度的内容；保留大家了解不够全面的资料，吸引大家的注意力，激发兴趣。从扶到放，笔者让学生仔细阅读自己收集到的资料，深入思考，从原始材料中摘取相关内容，进行简化、筛选，去粗取精，使观点更清晰、重点更突出。在信息技术支持下，资料的交流分享丰富多彩！笔者将变成钻石的养蚕资料以Keynote、思维导图、动态图集等新颖的形式展现给学生（如图2），通过这种方式教学，生动、形象、信息量大，激发了学生的交流兴趣，提高了效率。交流时，讲的学生落落大方、娓娓道来，听的学生兴趣盎然、有滋有味。云养蚕课堂充满正能量。

（二）每日更新，成为最美期待

科学观察的关键在于坚持，通过连续观察，学生能够有更加细微的发现，他们的体验感也越来越强。传统教学环境下科学观察的具体方法是学生通过纸笔记录观察结果。很多学生的绘画能力和文字功底不强，导致记录效果不理想，观察兴致大打折扣，影响后续的汇报交流。有了信息技术的支持，学生的观察、记录方式多种多样，如拍照、录视频、做笔记、发语音、画图等。

在云养蚕的教学中，笔者要求学生选择适合自己的方式每天坚持观察记录打卡，并及时上传至全景课堂平台。学生争相上传蚕宝宝的变化情况，每日持续更新。相较于传统的科学观察作业，学生在数字化环境下学习如此积极、热情。每个学生，哪怕是平时课堂上沉默寡言的，都表现得如此优秀。蚕宝宝一天天变化，很细微，学生的体验也越来越细腻、生动。笔者忍不住和学生一起欢呼：无数的未知和期待让生命显得如此神奇！

1.互帮互助——担当更多

在信息技术的支持下，学生的观察和交流变得更容易和更高效，互帮互助行为高频发生。云课堂上，刘同学的蚕出现了拉绿稀便的情况，有经验的同学纷纷支招。汪同学暖心建议“蚕拉肚子，可以将它放在阳光下晒一晒，缓解症状”。费同学不解为何两个蚕宝宝结在一个茧里。王同学的奶奶告诉大家这叫双宫茧，两条蚕离得太近就会出现这种情况。王同学想知道蚕的尾部为什么会有一根长3毫米的触角。一位同学告诉她那是蚕的尾角，可以用来判断蚕的健康和老熟状况（如图3）。云课堂为每个学生提供了自由发展的空间，课堂活动不再是少数学生的独角戏，每个人都可能成为主角，每个学生都多了一份担当。

2.成果共享——知道更多

学生通过云课堂交流、共享资源变得更加方便和快捷。对于云养蚕这个家庭科学实验，不同学生观察的辅助手段、细微程度及连续性存在很大差异。蚕的粪便和蚕咬过的叶片边缘是否用显微镜观察过？戴同学利用家里的显微镜认真观察，有了不一样的收获！他借助全景课堂分享至班级圈，实现资源共享（如图4）。对于蚕孵化、吐丝、结茧等过程，不是每个学生都能够幸运地拍到，拍到的同学将照片分享至班级圈，其他同学只要点开观看，就可以知道更多。

3.归纳分析——发现更多

学生围绕实验中蚕宝宝体长的变化情况，完整地经历数据的收集过程。第20天，汪同学自主将收集的数据用Excel表格进行整理，这种认真、严谨的科学态度，超出了笔者的预想，令人叹服。在笔者的鼓励和帮助下，汪同学又将数据做成直观的折线统计图，有了意外的收获：蚕宝宝前期生长较慢，五龄蚕的生长速度较快（如图5）。

李同学将每天发在班级圈的记录数据整理成“美篇”文件，并将二维码分享至班级群，供同学扫码观看。一张张图文结合的影像，让整个养蚕过程灵动了起来，充满了生命的活力。蚕卵—蚁蚕—幼蚕—蚕蛾—蚕蛹—蚕茧—蛾，蚕宝宝的成长过程变得格外清晰，令人印象深刻。在李同学的带动下，班里其他同学的每日更新越来越丰富多彩，透过灵动飞舞的文字，笔者仿佛看到了一张张可爱、生动的脸庞：有惊喜、有失落、有疑惑，但更多的是期待，期待成长！

4.灵活测评，教与学更高效

经历完整的养蚕过程，学生对蚕到底了解多少？传统的测评方法是教师采用纸笔测验或者随机提问。前者，教师在课后往往要花大量时间和精力进行批改和分析，反馈往往滞后。后者，存在一定的局限性和片面性，被提问的学生不能够代表学生整体。教师基于大数据开展云课堂教学，可以根据学生在养蚕过程中的表现设计不同的题型及题目。笔者通过填空题、选择题、判断题等考查学生对蚕的外形特点及生活习性的了解程度，通过平台将题目发送给每个学生。学生通过移动终端答题，在线检测系统将实时批阅统计图表呈现给教师。这样，每个学生的答题情况以及每道题的班级正确率一目了然。例如，作业中的第3题，学生答题情况不理想，正确率仅为24%。显然，学生对蚕一生要经历的几个阶段了解还不到位，于是笔者让学生回顾自己的整个养蚕记录，重点关注蚕一生的不同阶段，并绘制思维导图记录蚕的一生。思维导图接受教师评价和学生互评，笔者将最终获得点赞和好评数量最多的作品设为精品作业，让全班学生一起学习。教师利用云课堂和数据分析技术开展实验教学，变文本检测为在线测评，实现了即测即评（学生学习所产生数据当堂呈现，便于教师根据数据及时调整），有效把控课堂教学节奏，提高教学效率。这样，课堂的评价者不再单单是教师，学生也是评价的主体。学生的课堂主体地位得到充分尊重，他们对待任务的态度更加端正，参与活动的热情更加高涨。

三、反思及展望

云养蚕教学活动历经近一个月，学生收获满满。从科学角度来看，学生以观察实验中蚕不同阶段的变化情况为线索，参与了数据、图片和视频的收集工作。在信息技术支持下，学生自主学习，互帮互助，成果共享，他们以主人翁的姿态认真养蚕，对“蚁蚕—幼虫—蛹—蛾”的变化过程记忆犹新，探究的兴趣越来越浓。

“蚕宝宝的变化可真大啊！”养蚕结束学生的这句话令笔者印象尤其深刻。如果没有信息技术助力，师生能如此深刻地感受“生命的神奇”吗？后疫情時代，信息技术与学科教学融合的效能与优势日益明显。智能化的教学系统及移动终端、知识建构工具的科学应用，建立了互通互联、信息无缝衔接流转的智慧学习链接，使教育教学再也不受时空限制。“学生时时可学，处处能学，教师时时可教，处处能教”的数字化教学生态圈正在形成。科学教师要改变书本知识来源的单一性，利用信息技术突破限制，对现有教材适当重构、重组，对内容进行选择、更新与拓展。教师要基于教学目标和重难点，选用或开发合适的教学情境、平台与资源，积极探索，创新科学教学模式，使科学探究延伸到学生的家庭生活中去，丰富学生的科学学习内涵，让学生经历真正意义上的完整科学探究过程，像科学家那样去认识世界。教师鼓励学生自主经历过程比直接助推学生成功更有意义。对学生而言，有兴趣、有能力比考高分、拿证书更为重要。

注：本文系常熟理工学院教育研究合作课题“未来课堂中的小学科学智慧学习案例研究”（编号：Jcjy21208）、江苏省教育科学“十四五”规划一般课题“家校协同模式下小学科学实验教学的优化与拓展研究”（编号：D/2021/02/680）的研究成果。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准：2022年版[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 倪凯颜.“云”中漫步：建一所智慧学校[M].长春：东北师范大学出版社，2017.

（作者系江苏省无锡市安镇实验小学教师）

责任编辑：祝元志