〔摘 要〕 “互聯(lián)網(wǎng)＋教育”是當(dāng)下教育發(fā)展的一種趨勢，在科學(xué)課堂上引入智能化設(shè)備可打造適合教學(xué)需求的智慧課堂，且智慧課堂具有精準(zhǔn)性、交互性和便捷性。本文著力于從智慧課堂的摸底定標(biāo)、精準(zhǔn)交互、拓展測評三個維度，提高課堂教學(xué)實效。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；智慧課堂；教學(xué)策略

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 24 037-039

隨著科技的高速發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)的智慧教育正以不可抵擋之勢沖擊著現(xiàn)代教育。智慧教育作為信息時代的全新產(chǎn)物，具有教學(xué)決策數(shù)據(jù)化、評價反饋及時化、交流互動立體化、資源推送多元化等優(yōu)勢，為增強(qiáng)教學(xué)實效提供了有力的支持。

一、智慧課堂的界定與特征

（一）界定

本文探討的智慧課堂，是外在環(huán)境與內(nèi)在教育教學(xué)活動的結(jié)合體，是以無線網(wǎng)絡(luò)和移動終端為媒介，將信息技術(shù)與教學(xué)過程深度融合，實現(xiàn)教學(xué)流程再pylst0VuFjxvQWGttzWXnw==造的發(fā)展空間，是采用智能形態(tài)的技術(shù)構(gòu)建富有智慧的課堂教學(xué)環(huán)境以滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求、優(yōu)化學(xué)習(xí)方式的課堂。

（二）特征

借鑒黃懷榮等學(xué)者的成果，利用“SMART”概念模型，確定三個特征。

1.精準(zhǔn)性。依托云平臺，及時獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，作出有針對性的教學(xué)設(shè)計，制訂個性化學(xué)習(xí)方案。

2.交互性?；诰珳?zhǔn)數(shù)據(jù)獲取，實現(xiàn)課堂“師—機(jī)—生”多要素間的良性互動。

3.高效性。計算機(jī)的強(qiáng)大處理能力，使得運(yùn)算、統(tǒng)計、分類等工作在分秒之內(nèi)完成，便捷有效。

二、小學(xué)科學(xué)智慧課堂的架構(gòu)與功能

（一）分組式網(wǎng)絡(luò)課堂架構(gòu)

結(jié)合小學(xué)科學(xué)課堂探究實驗的特點(diǎn)，智慧課堂的基本架構(gòu)如下圖所示。

微云服務(wù)器：提供本地網(wǎng)絡(luò)、存儲和計算服務(wù)。

端應(yīng)用工具：包括教師端和學(xué)生端。教師端有授課、交流和評價工具，能夠發(fā)布任務(wù)、批改作業(yè)、解答問題等。學(xué)生端可以接收作業(yè)，直接完成作業(yè)。

云平臺：提供云基礎(chǔ)設(shè)施、支撐平臺、資源服務(wù)、教學(xué)服務(wù)等。

小學(xué)科學(xué)智慧課堂架構(gòu)

小學(xué)科學(xué)智慧課堂基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，通過摸底定標(biāo)、精準(zhǔn)交互、拓展測評提高課堂教學(xué)實效，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

（二）智慧課堂的功能

1.輕松備課，助力翻轉(zhuǎn)課堂。智慧課堂具有海量的優(yōu)質(zhì)資源，包括電子課本、配套PPT、圖片、視頻、題庫等，教師登錄后可輕松獲??；在教師端可以直接利用上述資源制作交互課件；在上課過程中隨時開啟微課錄制；同時實時掌握學(xué)生的學(xué)情報告。

2.移動教學(xué)，秒變互動課堂。教師的移動終端可以控制電子白板、學(xué)生端屏幕，一鍵投屏；搶答、隨機(jī)選人、點(diǎn)贊、在線討論等答題互動，使課堂更生動；拍照呈現(xiàn)，隨時講評答疑。

3.個性輔導(dǎo)，延伸虛擬課堂。教師可在線發(fā)布作業(yè)，隨時批改；進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)評價，做到因材施教，無縫互聯(lián)。

三、實施策略

（一）摸底定標(biāo)

1.“無紙化”前測。利用云平臺，將前測問卷發(fā)布到學(xué)生端，學(xué)生的回答不受時間和空間的限制，可隨時在教師端查閱每一位學(xué)生的答案，數(shù)據(jù)會自動進(jìn)行統(tǒng)計分析。教師能夠清晰前概念類型，以此確定教學(xué)起點(diǎn)。

2.自由式投票。利用智慧課堂的“投票”功能，教師提前編輯好或當(dāng)堂編輯投票任務(wù)并發(fā)布，學(xué)生投票，完成后數(shù)據(jù)會立即以圖表形式呈現(xiàn)，充分反映學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知情況。

【案例1】《水珠從哪里來》，課前用“無紙化”檢測方法，了解到學(xué)生對于水珠有幾種觀點(diǎn)：瓶口流水、瓶口冒氣、瓶壁滲水、瓶壁透氣、瓶外氣體。在開展給瓶子加蓋、將水染紅等實驗后，再次問學(xué)生的想法：你現(xiàn)在認(rèn)為水珠是哪里來的？投票發(fā)現(xiàn)5位學(xué)生的想法是錯誤的，其他同學(xué)都已經(jīng)認(rèn)為水珠是瓶外氣體變化而成的。請某位同學(xué)說出選擇的理由，再由其他同學(xué)糾正，強(qiáng)化正確認(rèn)知。

（二）精準(zhǔn)交互

1.靈活導(dǎo)入，引發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。教學(xué)伊始，運(yùn)用信息技術(shù)讓教學(xué)變得更加直觀、有趣，例如設(shè)置挑戰(zhàn)、明確任務(wù)、引發(fā)疑問等，大大提高學(xué)生的參與度和積極性。

設(shè)置闖關(guān)環(huán)節(jié)：利用學(xué)生好勝好強(qiáng)的學(xué)習(xí)心理，整節(jié)課以闖關(guān)的流程進(jìn)行。學(xué)生都躍躍欲試，好勝爭強(qiáng)。

創(chuàng)造趣味情境：在教學(xué)中運(yùn)用多媒體，以多種信息刺激學(xué)生的聽覺、視覺等感官，使學(xué)生有身臨其境之感，產(chǎn)生探究的愿望。

【案例2】《食物鏈和食物網(wǎng)》，在教學(xué)伊始，通過游戲軟件為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自然界中的花叢、海洋等環(huán)境。除了觀看，學(xué)生需要移動物體把它們按照食物關(guān)系連起來，一下子就被吸引，這也有助于搭建“食物鏈”的概念模型。

模擬真實物品：移動終端具有其自帶的照相機(jī)、錄音機(jī)、指南針等，都能在科學(xué)課中起到作用，其他許多工具也可通過下載APP實現(xiàn)全真模擬。用軟件替代真實物品，既有效地解決了教學(xué)問題，又使課堂更加簡約。

【案例3】《聲音的變化》，在平板電腦上下載可以模擬不同樂器的聲音軟件，在課堂導(dǎo)入部分，彈奏“鋼琴”，讓學(xué)生感受聲音的高低；彈奏“吉他”，讓學(xué)生找到琴弦粗細(xì)與音高的關(guān)系等，初步感受聲音的高低強(qiáng)弱。

2.微課突破，提供學(xué)習(xí)支架。微課短小精悍，生動有趣，有的放矢，已被視為小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源中的“快餐”，為學(xué)生解決了“最后一公里”的瓶頸，效果顯著。

“演示型”微課：個別實驗對環(huán)境要求高，或操作、辨認(rèn)難度大，不適合演示實驗。學(xué)生在觀看微課時，教師可以暫?；蚍磸?fù)播放，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實驗現(xiàn)象和結(jié)果，化解難點(diǎn)。

【案例4】《聲音的變化》，播放關(guān)于“敲擊長短、粗細(xì)不同的鐵釘”的微課，學(xué)生近距離看清鐵釘?shù)哪樱诎察o的環(huán)境中仔細(xì)、反復(fù)辨認(rèn)聲音的變化。

“操作型”微課：許多科學(xué)儀器的操作方法和注意事項，用微課呈現(xiàn)是非常好的方法。例如溫度計、酒精燈、測力計等，微課可以做到內(nèi)容全面，重點(diǎn)突出，利于學(xué)生對儀器的掌握。一些難度大或精細(xì)化程度高的實驗操作，同樣可以用微課輔助。

“濃縮型”微課：長時間的、動態(tài)的現(xiàn)象無法在課堂上展示，可以錄制“加速”微課，讓學(xué)生在短時間內(nèi)觀察到完整的現(xiàn)象，增強(qiáng)思維的連續(xù)性。

【案例5】《太陽鐘》，筆者提前錄制了豎直鉛筆一天中的影子變化，每隔一小時將影子描出，然后制作成幾分鐘的微課。在學(xué)生理解古人用光影計時的原理時，播放該微課，原理自然一清二楚。

電子設(shè)備保證了微課的制作、調(diào)取、觀看等，而微課則為智慧課堂教學(xué)模式的實施提供了必要保障，利用反復(fù)播放、細(xì)節(jié)放大、慢放、定格等技術(shù)優(yōu)勢優(yōu)化方法指導(dǎo)，助力學(xué)生思維發(fā)展。

3.微機(jī)處理，培養(yǎng)實證意識。新課標(biāo)明確提出：以證據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論，公開研究成果，接受質(zhì)疑，不斷更新和深入，是科學(xué)探究的主要特點(diǎn)。這就要求學(xué)生從事實、證據(jù)出發(fā)探求結(jié)果?？茖W(xué)的本質(zhì)是實證，增強(qiáng)實證意識是最具有普遍意義的教育價值所在。

解開暗箱：利用移動終端“Vbook科學(xué)”進(jìn)行虛擬探究，解開暗箱。

仿真實驗：俗話說“眼見為實”，但受到能力、視覺發(fā)展的限制，有些屬于“解暗箱”的內(nèi)容，無法進(jìn)行真實研究。利用Flash技術(shù)開展仿真實驗，可以直接在電腦上進(jìn)行模擬操作，使科學(xué)論證更清晰、嚴(yán)謹(jǐn)。

4.人機(jī)交互，提升思維品質(zhì)。人機(jī)交互：課堂互動是指師生互相交流、共同探討、互相促進(jìn)的一種教學(xué)組織形式，是科學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在智慧課堂環(huán)境中，課堂互動會變得更便捷，能夠清晰地展示科學(xué)現(xiàn)象和原理，吸引學(xué)生的注意力，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

問答是最常見的互動形式，教師提出問題后，點(diǎn)擊“搶答”，學(xué)生屏幕上就會出現(xiàn)一個巨大紅色按鈕，點(diǎn)擊速度最快的三位學(xué)生會被展示在大屏幕上。點(diǎn)擊隨機(jī)回答，所有學(xué)生名字滾動出現(xiàn)。教師在學(xué)生回答完問題后，可以給他們“點(diǎn)贊”。互動充滿了緊張、刺激，大大提高了學(xué)生的思維活躍度。還可以將關(guān)鍵問題發(fā)布至學(xué)生端的討論區(qū)，學(xué)生作答后可以看見其他同學(xué)的答案，進(jìn)行評論或點(diǎn)贊，相當(dāng)于“課堂在線討論區(qū)”，打破了小組交流的屏障，實現(xiàn)多向、立體互動。

數(shù)形轉(zhuǎn)換：在許多定量實驗中，學(xué)生經(jīng)歷了前期的實驗探究和數(shù)據(jù)采集，分析數(shù)據(jù)是一個共享與分析、整理的過程，也是培養(yǎng)學(xué)生核心科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵時機(jī)。教師利用WPS創(chuàng)建表單，讓學(xué)生在課堂上掃碼填寫。每一小組的數(shù)據(jù)會實時上傳并自動匯總到一張Excel表格里，再將匯總表同屏至每一臺學(xué)生機(jī)，做到“數(shù)據(jù)可視化”，將數(shù)字化為圖表，進(jìn)行數(shù)形建模，掌握變化規(guī)律。

（三）拓展測評

1.檢測評價，促進(jìn)素養(yǎng)提升。利用數(shù)據(jù)實時上傳的功能，做到“邊學(xué)邊測”。在課堂結(jié)尾給學(xué)生測試，客觀題由系統(tǒng)自動批改呈現(xiàn)給學(xué)生，教師端則顯示每題的準(zhǔn)確率和每個學(xué)生的準(zhǔn)確率。教師根據(jù)反饋結(jié)果講解薄弱環(huán)節(jié)、總結(jié)重難點(diǎn)。

可以采用班級優(yōu)化大師，引入獎勵機(jī)制，比如翻卡、砸金蛋、幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤等，及時給學(xué)生們發(fā)送點(diǎn)評獎?wù)?。用游戲的方式激勵他們的表達(dá)欲，帶領(lǐng)學(xué)生邁出勇敢的第一步，讓每個學(xué)生綻放獨(dú)特的閃光點(diǎn)。學(xué)生成長的點(diǎn)點(diǎn)滴滴被自動記錄，行為評價數(shù)據(jù)隨時可查看，體現(xiàn)過程性評價。

2.課后實踐，展開深入研究。學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富課后學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用搜索引擎、在線科學(xué)館、科普網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò)資源，查找與課程內(nèi)容相關(guān)的資料，豐富課后的內(nèi)容拓展。例如，在學(xué)習(xí)動物和植物時，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)了解各種動植物的習(xí)性、生長環(huán)境等，加深對生物多樣性的理解。還可以給予學(xué)生課后實踐的機(jī)會，對實驗現(xiàn)象、實驗原理展開深入研究，如虛擬實驗室、科學(xué)模擬軟件等，可以讓學(xué)生在課后進(jìn)行科學(xué)探究活動。這些工具能夠提供安全、可控的實驗環(huán)境，讓學(xué)生自由探索科學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。

四、成效與啟示

（一）提高了教學(xué)質(zhì)量

運(yùn)用智慧課堂教學(xué)，可以提高教學(xué)效率。近三年，筆者所在學(xué)校的科學(xué)教學(xué)質(zhì)量居全區(qū)前列：四、五、六年級在抽測中的平均分分別為85.86（區(qū)平均分81.46）、85.49（區(qū)平均分79.26）和90.43（區(qū)平均分80.18）。

（二）探尋了智慧課堂教學(xué)模型

智慧課堂是一種現(xiàn)代、智能的教學(xué)方式，學(xué)生更愿意融入課堂，積極思考。智慧課堂也保證了學(xué)生能夠得到個性化發(fā)展。分層作業(yè)、精準(zhǔn)輔導(dǎo)，學(xué)生的學(xué)業(yè)成就感更高了；通過人機(jī)良性互動、熱烈討論，對于學(xué)生培養(yǎng)優(yōu)秀品格、提高責(zé)任感等起到了正面的作用。

（三）提升了教師智慧教學(xué)素養(yǎng)

通過本項研究，教師掌握了智慧教育的方法，提升了智慧教育素養(yǎng)，實現(xiàn)了專業(yè)化成長。

綜上所述，教師要利用智慧課堂具有精準(zhǔn)性、交互性和高效性的優(yōu)勢，有效助力科學(xué)探究教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.