〔摘

要〕

隨著人工智能時代的到來，社會對學(xué)校教育內(nèi)容的期望不再僅僅是人類認(rèn)識經(jīng)驗的傳遞，更重要的是向?qū)W生傳授這些經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)和發(fā)展過程中的思維方式、探究方法、精神力量和價值觀念。而深度學(xué)習(xí)教育理念的提出及信息技術(shù)的發(fā)展，為教師在課堂上將人類認(rèn)識過程轉(zhuǎn)化為學(xué)生能夠進(jìn)行思維操作的教學(xué)材料提供了可能性。本研究對當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課堂的現(xiàn)狀及困境進(jìn)行分析，針對信息技術(shù)的特點與可利用環(huán)節(jié)，從學(xué)情分析、延伸課堂空間、個性化分層教學(xué)三個方面，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)課堂的信息化教學(xué)。在人工智能和大數(shù)據(jù)迅速發(fā)展的當(dāng)下，也許某一天，機(jī)器將能夠完成現(xiàn)在人類正在進(jìn)行的大部分工作，而學(xué)校最容易教授和測試的常規(guī)的認(rèn)知技能，也正是在未來最容易被機(jī)器取代和外包的技能。在這樣的時代背景下，淺層學(xué)習(xí)和機(jī)械式學(xué)習(xí)對學(xué)生的幫助就越來越小，教育已不能再僅僅是人類認(rèn)識經(jīng)驗的傳遞，而是需要學(xué)生運(yùn)用掌握的人類經(jīng)驗進(jìn)行推斷，并在不同的復(fù)雜情境中創(chuàng)造性地運(yùn)用這些經(jīng)驗解決實際問題。一、小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)出現(xiàn)的問題（一）通過泛化的經(jīng)驗進(jìn)行學(xué)情分析課堂時間限制及課堂教師與學(xué)生一對多的模式，導(dǎo)致教師教學(xué)設(shè)計中的學(xué)情分析依據(jù)往往只能粗略地針對學(xué)生以往學(xué)習(xí)能力進(jìn)行推測，學(xué)情分析的泛化和粗陋，會直接使基于學(xué)情分析的教學(xué)設(shè)計同樣忽略對學(xué)生以往經(jīng)驗的改造，直接對所有學(xué)生無差別地進(jìn)行新知識重建。（二）通過憑空想象進(jìn)行知識應(yīng)用對知識點的實際應(yīng)用一直是教學(xué)的重點部分，但是因為教學(xué)空間和時間的限制，部分教師常常會用“應(yīng)用題”代替“實際應(yīng)用”，實例展示也常常只能依托于PPT或者書本的二維圖片，憑空想象其應(yīng)用起來的操作。這時候的學(xué)生，大多是用記憶答案而非真正運(yùn)用經(jīng)驗對實例進(jìn)行理解分析。（三）實驗教學(xué)記錄錯漏在傳統(tǒng)的科學(xué)課堂上，實驗記錄常常局限于單一的紙質(zhì)實驗記錄單，學(xué)生上臺匯報時，都是對著文字記錄回憶式地匯報結(jié)果，且因為小組眾多，教師難以完整地巡視每個小組，導(dǎo)致部分小組實驗過程中遇到的細(xì)節(jié)問題容易被略過。其次，由于課程進(jìn)度問題，盡管學(xué)生的能力參差不齊，但探究時長都是一樣的，容易出現(xiàn)“有人來不及，有人閑得慌”的情況。二、實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)課堂的信息化教學(xué)基于小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀及問題，筆者嘗試結(jié)合案例，提出以下幾種借助信息技術(shù)優(yōu)化教學(xué)的有效整合策略。（一）利用電子書包實現(xiàn)“學(xué)生數(shù)據(jù)可視化”，精準(zhǔn)開展學(xué)情分析隨著信息技術(shù)的發(fā)展，課堂上教師靠感官了解學(xué)生的“圍城”正在逐步被推倒，對學(xué)生學(xué)情的分析更加實時化、數(shù)據(jù)化和精確化。學(xué)生每堂課的數(shù)據(jù)都能不斷被記錄并加以分析，予以應(yīng)用，形成每個學(xué)生的數(shù)據(jù)模型，為教師實現(xiàn)精準(zhǔn)學(xué)情分析以及大規(guī)模的個性化定制提供基礎(chǔ)。1.借助思維導(dǎo)圖功能摸排學(xué)生前概念，精準(zhǔn)開展學(xué)情分析思維導(dǎo)圖不僅可以讓教師一目了然地了解到學(xué)生對當(dāng)課學(xué)習(xí)內(nèi)容已有知識的建構(gòu)，還能有效訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，但是繪制思維導(dǎo)圖較其他形式而言需要耗費較多的時間，而電子書包的電子思維導(dǎo)圖功能在這方面較紙質(zhì)繪制有很大的優(yōu)勢。以《我們的食品安全嗎》一課的教學(xué)為例，教師需了解學(xué)生對添加劑的前概念，通過下發(fā)“食品添加劑”思維導(dǎo)圖任務(wù)、學(xué)生用子主題的方式，寫出他們已知的添加劑，例如“著色劑”“防腐劑”“香精”等。教師點擊一鍵合并，學(xué)生提交答案中相似的會被自動合并，不同的答案則被留存。這樣，教師只需看總表就可以了解最被大家熟知的添加劑是“著色劑”，且大多數(shù)小組都填了它，最少人知道的是“增稠劑”，只有一個小組填了它。教師在省去挨個提問的時間成本的同時，還能對本班學(xué)生此知識點的前概念一目了然。2.借助電子問答功能實時了解學(xué)生重難點掌握情況在傳統(tǒng)課堂上，教師了解學(xué)生對新授內(nèi)容的把握情況，最常用的方法就是提問，并根據(jù)學(xué)生的作答情況判斷本課重難點的掌握程度。但事實上，不論是學(xué)生個人回答還是集體一起回答，教師的判斷依據(jù)依然停留在“感官判斷”和“課堂經(jīng)驗”上，這對經(jīng)驗不甚豐富的新教師來說更是難上加難。借助電子書包，學(xué)生不再只能通過舉手等待被提問，而是每個人都有終端可以進(jìn)行問題回答，這極大地增強(qiáng)了學(xué)生在課堂上的參與感。電子書包提問功能讓教師可以實時檢測學(xué)生的回答情況，并同步進(jìn)行數(shù)據(jù)（正確率、用時、個人情況）分析。教師可以根據(jù)可視化精確數(shù)據(jù)對課堂講解重點進(jìn)行調(diào)整，有針對性地對存在缺漏的地方進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，使學(xué)情分析更加實時化、數(shù)據(jù)化和精確化。（二）利用信息技術(shù)打破“教室空間限制”，創(chuàng)設(shè)真實學(xué)習(xí)情境教師對教學(xué)內(nèi)容的處理和組織直接影響著學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果。深度學(xué)習(xí)的課堂，不是學(xué)生能復(fù)述出客觀事物概念的文字描述，而是學(xué)生主動把握的過程。要使學(xué)生與正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容之間建立一種內(nèi)在聯(lián)系，形成對學(xué)習(xí)對象進(jìn)行深度加工的意識與能力。1.開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)資源，讓“變式”生動起來為了讓學(xué)生更好地理解概念的本質(zhì)與變式，教師需盡可能多地讓學(xué)生接觸與之相匹配的各種實例。近些年互聯(lián)網(wǎng)資源的迅速發(fā)展，讓這些生活中的例子不再停留于讓學(xué)生憑空想象的二維圖片上。近兩年大熱的“增強(qiáng)現(xiàn)實”（簡稱AR）和“虛擬現(xiàn)實”已逐漸進(jìn)入課堂，替代傳統(tǒng)二維圖像，作為一種動態(tài)器件，學(xué)生可以通過觸屏與這些實例進(jìn)行互動。以《輪軸》案例的概念辨析為例，在實物展示環(huán)節(jié)，如果需將生活中的實物全部搬進(jìn)課堂，顯然是不現(xiàn)實的，這時就可以使用AR資源庫。以“三輪車”為例，教師通過百度AR庫給學(xué)生推送3D人力三輪車的AR資源，學(xué)生使用平板自由翻轉(zhuǎn)放大其細(xì)節(jié)，觀察它的外形特征，并判斷三輪車上屬于輪軸的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步了解這些輪軸哪部分是軸哪部分是輪，它們都有什么作用。2.利用超鏈接功能，打破課堂的信息獲取限制以《我們的食品安全嗎》一課為例，該課中的重點活動為“收集一些加工食品的包裝袋，看看它們的成分，特別注意它們有哪些添加劑”。在傳統(tǒng)課堂上，多數(shù)教師有這樣的困惑：食品包裝袋上的添加劑名稱并不是按色素、香料、防腐劑來標(biāo)注的，而通常是非常復(fù)雜的化學(xué)名詞，比如“乙酰化二淀粉磷酸酯”

“羧甲基纖維素鈉”“酪朊酸鈉”等，這些名詞往往令教師都很生澀，又如何讓學(xué)生歸類它是屬于色素、香料還是防腐劑？傳統(tǒng)課堂上比較常出現(xiàn)的解決方式有兩種，或是教師提前做好對照表，發(fā)給學(xué)生，但是將2000種添加劑都列出來，根本不現(xiàn)實；或者是由教師發(fā)放標(biāo)簽，但是這樣似乎又缺少了一點貼近生活的樂趣。電子書包的超鏈接功能就能很好地解決這一問題。學(xué)生可以直接用電子書包的超鏈接點進(jìn)教師推送的網(wǎng)頁：食品安全信息查詢平臺（食安通：http：///

），在查找欄內(nèi)輸入要查詢的添加劑名稱，比如亮藍(lán)，它就會自動給出答案——亮藍(lán)屬于著色劑。我們常說，教師要把網(wǎng)絡(luò)資源充分應(yīng)用起來，網(wǎng)絡(luò)資源以其信息的豐富性、生動性和便捷性，能很好地彌補(bǔ)現(xiàn)實教學(xué)的一些不足。在科學(xué)的課堂上，教授知識不如教授方法，電子書包的存在就像是給課堂提供了一本百科全書，學(xué)生在使用電子書包自己尋找答案的過程中，不但加深了對知識點的記憶，同時也培養(yǎng)了自學(xué)能力。（三）利用信息技術(shù)拓寬“師生深度互動面積”，實現(xiàn)教學(xué)任務(wù)分層小學(xué)科學(xué)是一門實踐性課程，探究活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式，利用信息技術(shù)云端共享功能可以有效助力實驗過程的優(yōu)化。在破除大班教學(xué)模式、教師難以顧全所有學(xué)生實驗操作困局的情況下，信息技術(shù)云端共享功能能有效擴(kuò)大學(xué)生的深度互動面積，實現(xiàn)任務(wù)分層，避免學(xué)生互動對象單一、只看到自己組內(nèi)的樣本或者極少幾組分享的現(xiàn)象。1.利用作品庫功能，打造可回溯的“動態(tài)”實驗記錄作為科學(xué)實驗必不可少的元素之一的實驗記錄單，在活動中起著舉足輕重的作用。但在傳統(tǒng)的科學(xué)課堂教學(xué)中，常常局限于單一的紙質(zhì)實驗記錄單，于是學(xué)生上臺匯報時，都是對著記錄文字回憶式匯報結(jié)果。利用電子書包建立云端作品庫，每個小組都有自己的上傳路徑，可以將自己每節(jié)課的實驗過程、數(shù)據(jù)拍攝成圖片或者視頻同步上傳到共享云端。學(xué)生進(jìn)行匯報時，不再需要看著文字記錄憑空回憶現(xiàn)象，而可有理有據(jù)地結(jié)合實驗照片還原過程，更加真實可靠。學(xué)生每次實驗過程都是可回溯的，解決了教師當(dāng)堂課上無法兼顧眾多小組的困境。教師可以利用課后再次瀏覽各組實驗照片或視頻，發(fā)現(xiàn)學(xué)生實驗過程中存在的疏漏和遇到的困難，并以此為依據(jù)調(diào)整教學(xué)設(shè)計。2.利用云端共享功能，擴(kuò)大學(xué)生的深度互動面積，實現(xiàn)任務(wù)分層個性化教學(xué)首先需要實現(xiàn)課堂任務(wù)分層，而云端分享功能恰恰能夠滿足這一點。傳統(tǒng)課堂的學(xué)習(xí)任務(wù)其深度互動大多局限于小組之間，因為課堂時間有限，即使是班級分享，由于時間限制，也沒辦法讓每個小組的作品都得到展現(xiàn)。但是云端共享的“動態(tài)”實驗記錄過程卻能很好地打破座位限制的壁壘。綜合能力強(qiáng)的學(xué)優(yōu)生往往能在要求時間內(nèi)提前完成實驗探究，剩余的時間也不會無所事事，可以通過云端瀏覽其他小組的實驗記錄或者作品。教師在課堂上可以有意識地培養(yǎng)這些學(xué)優(yōu)生成為小助理，讓他們在瀏覽的過程中記錄下其他小組實驗中存在的不足之處。在團(tuán)隊學(xué)習(xí)中，差異也是一種學(xué)習(xí)資源，彼此分享、互相啟發(fā)，學(xué)生在課堂上的參與感越強(qiáng)，參與程度越深，學(xué)習(xí)收獲也就越大。3.利用在線表格功能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理探究實驗中經(jīng)常需要計算和分析數(shù)據(jù)，計算等數(shù)學(xué)能力對學(xué)生的探究同樣存在影響，比如平均值經(jīng)常出現(xiàn)無法整除的情況，導(dǎo)致學(xué)生雖花費大量時間計算，最后匯報數(shù)據(jù)卻依然有誤差甚至錯誤。雖然計算能力也很重要，但是一節(jié)課畢竟只有四十分鐘，不同學(xué)科的教學(xué)側(cè)重點也是不同的，科學(xué)課堂上還是以培養(yǎng)學(xué)生探究能力和科學(xué)素養(yǎng)為主。信息技術(shù)的介入，讓數(shù)據(jù)的記錄和呈現(xiàn)可以不再局限于紙質(zhì)報告，學(xué)生可以將實驗數(shù)據(jù)填