姚偉峰 王玉乾 潘小軍

● 創(chuàng)新整合點

小學(xué)科學(xué)是對學(xué)生進行愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的啟蒙教育，同時把他們的思維引向深邃。信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有效整合，就是要把信息技術(shù)與科學(xué)課程的教與學(xué)融為一體。下面就談?wù)勎覀儓F隊教學(xué)中采用信息技術(shù)手段的三個切入點。

第一，利用網(wǎng)絡(luò)資源、搜集各種各樣的山脈圖片、巖石圖片和視頻資料。在第一課時的教學(xué)中，這項工作主要由教師完成。學(xué)生在學(xué)習(xí)起始，通過瀏覽大量的有特點的圖片，進入到一個山脈的世界。這個設(shè)計將觸發(fā)他們的大腦信息寶庫，開拓他們學(xué)習(xí)的興趣，為大膽猜想積蓄動力，同時充分發(fā)掘?qū)W生的前概念，為教學(xué)活動的開展做好準備。在第二課時中，搜集蘑菇石圖片、視頻資料則由學(xué)生在課后自己完成。這樣的學(xué)習(xí)充分體現(xiàn)了課程整合的思想，讓學(xué)生把信息技術(shù)當作優(yōu)化學(xué)習(xí)的工具，通過信息技術(shù)為學(xué)生營造學(xué)習(xí)氛圍是傳統(tǒng)課堂難以達到的教學(xué)效果。

第二，利用交互式電子白板中對實驗器材的拖拉與科學(xué)實驗設(shè)計的整合。教師需引領(lǐng)學(xué)生設(shè)計實驗，學(xué)生根據(jù)教師提供的種種有結(jié)構(gòu)的材料，引發(fā)自己的思維，小組制定一套實驗方案，最終在生生互動、師生互動、人機交互中完善實驗設(shè)計。電子白板中呈現(xiàn)的實驗器材，都是教師為學(xué)生準備的有結(jié)構(gòu)的實驗材料，學(xué)生來展示他們實驗設(shè)計的過程，通過交互式電子白板拖、拉的功能呈現(xiàn)，形成整個模擬實驗的設(shè)計思維過程。在完善的過程中，學(xué)生可以提出自己的意見，并且不斷地去修正，從而規(guī)范實驗設(shè)計。

第三，利用攝像機等外圍設(shè)備為課堂增色。在學(xué)生模擬實驗操作的過程中，教師架設(shè)拍攝設(shè)備，全程記錄巖石在實驗前、實驗中和實驗后的現(xiàn)象，在學(xué)生匯報的同時進行回播，充分展現(xiàn)出即時生成的一手資源，實驗證據(jù)的客觀性強，全體學(xué)生均可以在同一時間感受到實驗現(xiàn)象細節(jié)的變化。

綜合上述，我們團隊在《山脈的變化》信息化教學(xué)設(shè)計中，整合趨勢是從“情境激趣”，走向“突破教學(xué)重難點”，發(fā)展到“教學(xué)方式創(chuàng)新”的階段，教學(xué)設(shè)計中注重把“整合點”放在讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)活動掌握方法、提升思維能力和實踐能力上，突破重難點則成為學(xué)習(xí)活動（過程）的自然結(jié)果，進而發(fā)展學(xué)生的高層次思維能力。

● 教材分析

《山脈的變化》一課是河北版小學(xué)《科學(xué)》五年級下冊第四單元“地表緩慢變化”中的起始課，是學(xué)生在上學(xué)期學(xué)習(xí)了“地表劇烈的變化”單元的基礎(chǔ)上，探究影響地表緩慢變化的諸多外力因素。

● 學(xué)生分析

學(xué)生在五年級上冊“地表劇烈的變化”單元的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)利用多種方式探究了由地球內(nèi)部物質(zhì)、能量的不斷作用與平衡所導(dǎo)致的板塊運動、造山運動以及地震、火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象；對探究活動的基本過程有了總體上的認識，基本掌握了一些科學(xué)的探究方法。

● 教學(xué)目標

知識與技能目標：能解釋“老年山脈”和“幼年山脈”的含義；能用自己的話解釋造成地球表面的巖石不斷破碎的原因；能用自己的話說出什么是風(fēng)化作用。

過程與方法目標：能有根據(jù)地推測“老年山脈”初期的形態(tài)特點；能用模擬實驗的方法驗證巖石破碎的假設(shè)；能通過分析模擬實驗的結(jié)果推測出使巖石破碎的各種因素；能用所學(xué)過的知識解釋各種風(fēng)蝕地貌現(xiàn)象產(chǎn)生的原因；能設(shè)計一個模擬實驗證實自己的假設(shè)。

情感態(tài)度與價值觀目標：能用發(fā)展的觀點看待地球表面巖石的變化。

● 教學(xué)環(huán)境與準備

多媒體教室（科學(xué)探究室）。

● 教學(xué)過程

(一)導(dǎo)入：創(chuàng)設(shè)情境，觸及學(xué)生前概念

1.課前欣賞山脈圖片，觸及學(xué)生的前概念。

教師利用各種媒體搜集有特點的山脈圖片，制作成循環(huán)播放的短片在課前使用電子白板播放（如圖1）。

設(shè)計意圖：連續(xù)展示同類圖片具有強化效應(yīng)，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生回憶、聯(lián)想有關(guān)山脈的信息，為主題探究埋下伏筆。

2.激活學(xué)生已有思維，投入科學(xué)探究活動。

教師電子白板播放山脈的集合圖，展示“地表劇烈的變化”過程圖片及本課的研究主題“山脈的變化”（如圖2）。引導(dǎo)學(xué)生回顧關(guān)于山脈名稱、成因等方面的信息。

設(shè)計意圖：展現(xiàn)具有典型特點的山脈圖片，可以激發(fā)學(xué)生敘述自己已有知識的欲望。幫助學(xué)生提供感性材料，才能在不知不覺當中讓學(xué)生進行探究活動。

圖2

（二）假設(shè)：學(xué)生頭腦風(fēng)暴，作出假設(shè)

教師請學(xué)生觀察、描述兩種山脈外形上的不同特點，并引導(dǎo)學(xué)生進行猜山脈年齡的活動。

學(xué)生認知“老年山脈”、“幼年山脈”，進行知識儲備，為下面假設(shè)活動做好鋪墊。

設(shè)計意圖：利用媒體在視覺沖擊下進行猜測，猜想不一定能夠準確，其目的之一是為了進一步激發(fā)學(xué)生興趣，活躍課堂氣氛，之二是為學(xué)生儲備“老年山脈”、“幼年山脈”這一科學(xué)知識做好預(yù)設(shè)（如圖3）。

教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗和學(xué)過的知識大膽猜一猜險峻陡峭的幼年山脈是受到了哪些自然因素的影響變成平緩的老年山脈的，并說出理由、根據(jù)。

學(xué)生進行思維活動，自己做出假設(shè)。

設(shè)計意圖：學(xué)生在以往的科學(xué)課中已經(jīng)學(xué)習(xí)了熱脹冷縮原理；酸雨的危害；在生活當中見到過玻璃受熱不均勻破碎；植物根的生長使地面凸起……這些都有可能成為學(xué)生假設(shè)的理由和依據(jù)。從而充分開放學(xué)生的思維能力、體現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)的主體意識。

教師利用Inspiration概念圖思維觸點的方式進行學(xué)生假設(shè)的整理（如圖4）。

各小組交流假設(shè)并說一說依據(jù)。

設(shè)計意圖：通過假設(shè)讓學(xué)生明確影響山脈變化的各種自然力量，使接下來實驗方案的確定更有針對性。但學(xué)生的假設(shè)是有限的，教師要根據(jù)學(xué)生的情況進行適當補充或提示，學(xué)生的頭腦風(fēng)暴是發(fā)散與集中的過程。讓學(xué)生將自己的假設(shè)與其他學(xué)生交流，可以進一步補充和完善自己的假設(shè)，促使學(xué)生走向高層次的思維活動。

（三）設(shè)計：師生形成共同體，確立模擬實驗方案

1.認識山脈變化因素，初步提出變化的可能假設(shè)。

學(xué)生根據(jù)自己的猜想和生活經(jīng)驗設(shè)計模擬實驗。

教師提出設(shè)計模擬實驗的疑問（如圖5）。

設(shè)計意圖：模擬實驗是一種很重要的科學(xué)研究方法，人類在很多領(lǐng)域都利用模擬實驗來收集數(shù)據(jù)、研究數(shù)據(jù)。為了避免研究的盲目性，保證探究的效果，在實驗前對實驗方法進行設(shè)計、對實驗結(jié)果進行預(yù)測是有必要的。利用媒體規(guī)范學(xué)生的研究，充分體現(xiàn)教師引導(dǎo)作用。

圖5

2.交流實驗方案，逐步完善方案設(shè)計。

學(xué)生小組內(nèi)交流自己的想法和實驗方案，相互補充和完善，進而形成模擬實驗方案；全班交流，將小組的方案在全班進行交流和評價，以實現(xiàn)相互啟發(fā)、取長補短、完善自己方案的目的。

教師利用電子白板展示各個小組的模擬實驗設(shè)計方案。

設(shè)計意圖：學(xué)生根據(jù)自己的假設(shè)進行設(shè)計，教師鼓勵全班有多個模擬實驗并存的情況。只要學(xué)生的設(shè)計有一定的科學(xué)性、合理性，都予以肯定。培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生正確的科學(xué)觀，這就是科學(xué)教育的真正意義所在。

3.共同規(guī)范細化方案，確立模擬實驗內(nèi)容。

教師引導(dǎo)學(xué)生，溫度因素對巖石改變的影響這一實驗可以在課堂中實現(xiàn)。

全班集體討論溫度因素對于山體影響的模擬實驗，進一步學(xué)習(xí)設(shè)計模擬實驗。

教師利用電子白板展示酒精燈、裝有冷水的燒杯、鑷子、護目鏡等實驗材料。

學(xué)生互動參與，利用電子白板拖拉等功能，展示模擬實驗的設(shè)計過程，留下思維痕跡。

設(shè)計意圖：由于時間和材料因素，一節(jié)課不可能把這么多模擬實驗都做一遍，這時教師有必要引導(dǎo)學(xué)生比較，選擇出適合本節(jié)課堂上完成的方案進行研究。

（四）探究：有效實驗，尋找山脈變化原因

教師在多媒體中顯示需要強調(diào)的實驗點，并用攝像機拍攝一個實驗小組的模擬實驗全過程。

設(shè)計意圖：巖石的變化是緩慢、細微的，用攝像機拍攝視頻將生動、客觀地展現(xiàn)這個變化過程，可以幫助學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，為形成概念提供最大支撐。學(xué)生實驗的同時，教師將實驗中的觀察記錄作為指導(dǎo)重點，讓學(xué)生注意觀察實驗現(xiàn)象，搜集觀察實驗中的信息，以便為學(xué)生互相交流、歸納結(jié)論提供事實依據(jù)。

（五）解釋：交流總結(jié)，學(xué)生進行解釋活動

教師請各小組匯報研究和發(fā)現(xiàn)，同時還要注意把其他小組的研究與本組進行對比，記錄有價值的發(fā)現(xiàn)；播放攝像機拍攝小組成員的模擬實驗全過程。

學(xué)生觀看模擬實驗視頻記錄。

設(shè)計意圖：匯報中，引導(dǎo)學(xué)生注意傾聽，同時提醒學(xué)生要注意記錄、積累別的小組的發(fā)言，體現(xiàn)合作交流的學(xué)習(xí)理念。其中，全程攝像為解釋活動提供了客觀依據(jù)。

（六）揭示：自然界中風(fēng)化作用

教師出示風(fēng)化作用的各種因素：溫度變化、水、生物等。

學(xué)生觀看視頻資料，建立完整的風(fēng)化作用的科學(xué)概念（如圖6）

圖6

設(shè)計意圖：利用視頻這樣清晰直觀的工具，可以使學(xué)生對上課未猜想到的因素、或者未能親自驗證的猜想進行補充，“經(jīng)歷”上萬年甚至上百萬年的緩慢地、細微地變化，在短短的幾分鐘內(nèi)呈現(xiàn)出來，也是對學(xué)生課堂探索的一個總結(jié)和完善，有利于學(xué)生形成完整的知識體系。

（七）延伸：總結(jié)延伸拓展探究活動

教師提問學(xué)生能否解釋山脈變化的原因。（展示典型的蘑菇石圖片）

學(xué)生總結(jié)匯報、提升認識。

設(shè)計意圖：恰當引導(dǎo)學(xué)生進行拓展活動，利用學(xué)生強烈的揭謎心理，既增強了學(xué)生的探究興趣，又將探究活動持續(xù)到課后，使學(xué)生的科學(xué)探究興趣及各項探究能力持續(xù)，發(fā)展學(xué)生真正自主進行探究活動。

● 教學(xué)反思

本課教學(xué)設(shè)計的主要特色：在感受了各種各樣的山脈圖片以后，引導(dǎo)學(xué)生對各種山脈、各種模樣的巖石作出大膽的猜測。在當今這個科學(xué)技術(shù)不斷提高、信息傳播逐漸大眾化的時代，學(xué)生有豐富的途徑可以獲得山體風(fēng)化的信息。在獲取了這些可能的因素后，運用模擬實驗進行驗證是一個常用的科學(xué)方法。

由于因素眾多，有的模擬實驗可能需要很長時間，或者需要比較復(fù)雜的替代材料、器具，再設(shè)計模擬實驗對于課堂教學(xué)顯得意義不大。但是，我們考慮學(xué)生經(jīng)過頭腦風(fēng)暴作出這些猜想是他們大腦思維的成果。課堂上，得到了師生的認可，他們獲得了成功的體驗，因而其積極性和學(xué)習(xí)的興趣達到一定高度?；谶@個考慮，教師鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的猜想設(shè)計模擬實驗，學(xué)生設(shè)計的實驗可能“異想天開”，或者尋找的替代材料很難實現(xiàn)，實驗的操作過程比較理想，但我們以呵護創(chuàng)造力為前提，引導(dǎo)他們逐漸從發(fā)散到集中。我們要提供一些機會，讓學(xué)生獲得體驗，有了體驗、有了失敗才有經(jīng)驗。在實驗之前，先進行大量的指導(dǎo)，未免有些空談，學(xué)生都沒有經(jīng)驗，如何能考慮到實驗中要規(guī)避的可能呢？

接著，我們再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課堂實際選擇一個可行的方案進行論證，進一步學(xué)習(xí)設(shè)計模擬實驗，規(guī)范模擬實驗中涉及的替代物、材料，怎樣操作，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，以及對于現(xiàn)象所說明的問題。學(xué)生進行探究活動，一方面鍛煉了動手操作的能力，另一方面滿足了他們對實驗現(xiàn)象的期望。相信經(jīng)歷了這樣一個比較典型、完整的科學(xué)探究過程，在諸多方面都能有所提升。