一、信息技術(shù)支持科學(xué)教學(xué)的理論根基與現(xiàn)實需求演講人信息技術(shù)支持科學(xué)教學(xué)的理論根基與現(xiàn)實需求01信息技術(shù)支持科學(xué)教學(xué)的實施策略與注意事項02四年級科學(xué)下冊核心內(nèi)容與信息技術(shù)的適配分析03結(jié)語：信息技術(shù)賦能，讓科學(xué)學(xué)習(xí)“可見、可感、可創(chuàng)造”04目錄2025小學(xué)四年級科學(xué)下冊信息技術(shù)支持的科學(xué)教學(xué)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育12年的一線教師，我親歷了從“黑板+實驗器材”到“數(shù)字工具深度賦能”的教學(xué)變革。2025年，隨著《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的全面落地，信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)的融合已從“可選工具”升級為“必要支撐”。本文將立足小學(xué)四年級科學(xué)下冊（以教科版為例）的具體內(nèi)容，結(jié)合教學(xué)實踐，系統(tǒng)闡述信息技術(shù)在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用邏輯、實施策略與實踐價值。01信息技術(shù)支持科學(xué)教學(xué)的理論根基與現(xiàn)實需求1政策導(dǎo)向與課標(biāo)要求2022年版科學(xué)課標(biāo)明確提出“注重‘做中學(xué)’和‘用中學(xué)’，加強課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗、社會生活的聯(lián)系”，并將“技術(shù)與工程”作為四大領(lǐng)域之一，強調(diào)“利用信息技術(shù)優(yōu)化教學(xué)過程”。這一要求指向科學(xué)教學(xué)的核心轉(zhuǎn)變：從知識傳遞轉(zhuǎn)向素養(yǎng)培育，從單向講授轉(zhuǎn)向互動探究，而信息技術(shù)正是實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵橋梁。2四年級學(xué)生的認(rèn)知特點四年級學(xué)生（9-10歲）正處于具體運算階段向形式運算階段過渡的關(guān)鍵期，思維特點表現(xiàn)為：①對直觀形象的事物感知敏銳，但對抽象概念（如電路中的電流）理解困難；②具備一定的觀察能力，但長期連續(xù)性觀察（如植物生長周期）易因耐心不足而中斷；③動手操作興趣濃厚，但對復(fù)雜實驗（如巖石礦物的微觀結(jié)構(gòu)觀察）的操作能力有限。傳統(tǒng)教學(xué)中“講解+演示實驗”的模式，難以完全匹配這一階段的認(rèn)知需求。3傳統(tǒng)教學(xué)的痛點與信息技術(shù)的優(yōu)勢以我執(zhí)教的四年級科學(xué)下冊為例，教材包含“植物的生長變化”“電路”“巖石與土壤”“天氣”四大單元，傳統(tǒng)教學(xué)存在三大痛點：時間與空間限制：如“植物的生長變化”需要持續(xù)觀察30天以上，課堂無法覆蓋完整周期；安全與操作限制：“電路”單元中短路實驗存在電池過熱風(fēng)險，學(xué)生直接操作存在安全隱患；微觀與抽象限制：“巖石與土壤”涉及礦物晶體結(jié)構(gòu)、“天氣”中的氣壓變化等，僅憑肉眼或簡單器材難以直觀呈現(xiàn)。信息技術(shù)的介入恰好能突破這些限制：虛擬仿真技術(shù)可模擬不可逆實驗（如短路），時間lapse視頻能壓縮植物生長周期，3D建?？煞糯蟮V物微觀結(jié)構(gòu)，傳感器則能實時采集天氣數(shù)據(jù)。這些工具不僅降低了教學(xué)難度，更讓科學(xué)探究“可感知、可操作、可驗證”。02四年級科學(xué)下冊核心內(nèi)容與信息技術(shù)的適配分析1單元一：植物的生長變化（第1-7課）核心目標(biāo)：通過種植鳳仙花，觀察并記錄根、莖、葉、花、果實、種子的生長過程，理解植物生命周期。傳統(tǒng)難點：學(xué)生需每天觀察記錄，但實際操作中常因遺忘、天氣等因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失；種子萌發(fā)、根的向地性等關(guān)鍵環(huán)節(jié)難以即時觀察。信息技術(shù)解決方案：課前：使用“時間lapse攝像機”（如手機延時攝影功能）錄制教師種植的鳳仙花生長全周期視頻（30天壓縮為3分鐘），學(xué)生通過視頻直觀看到種子膨大、胚根突破種皮、子葉出土等關(guān)鍵節(jié)點；課中：借助“植物觀察數(shù)字日志”平臺（如班級微信群+騰訊文檔），學(xué)生上傳每日觀察照片/文字，教師實時點評并匯總典型數(shù)據(jù)（如“第5天10株幼苗中8株根長2cm”），形成可視化生長曲線圖；1單元一：植物的生長變化（第1-7課）課后：利用“虛擬植物生長模擬器”（如NOBOOK虛擬實驗平臺），學(xué)生調(diào)整光照、水分參數(shù)，觀察虛擬鳳仙花的生長差異，理解環(huán)境對植物的影響。教學(xué)實踐案例：2023年春季，我所帶班級通過“時間lapse視頻+數(shù)字日志”完成鳳仙花觀察，學(xué)生提交的觀察記錄完整率從65%提升至92%，且有3名學(xué)生通過對比視頻發(fā)現(xiàn)“陰雨天莖生長更快”的現(xiàn)象，主動提出“光照強度與莖生長速度關(guān)系”的研究課題。2單元二：電路（第8-14課）核心目標(biāo)：認(rèn)識簡單電路的組成，會連接串聯(lián)/并聯(lián)電路，理解短路的危害。傳統(tǒng)難點：①電流是“看不見的”，學(xué)生難以建立“電流路徑”的概念；②短路實驗易損壞電池，教師通常僅口頭講解；③并聯(lián)電路中“用電器相互不影響”的特點，僅憑實物實驗學(xué)生易混淆。信息技術(shù)解決方案：概念建構(gòu)：使用PhET仿真實驗平臺（“電路構(gòu)建工具”模塊），學(xué)生拖拽燈泡、電池、導(dǎo)線等元件搭建電路，點擊“顯示電流”按鈕可看到動態(tài)的電子流動（紅色小點模擬），直觀理解“閉合回路”的含義；安全實驗：在實物實驗前，通過虛擬仿真先進行短路操作（平臺會提示“電池過熱！”并顯示溫度數(shù)值），學(xué)生觀察到“燈泡不亮但電池發(fā)燙”的現(xiàn)象后，再進行實物實驗時操作更謹(jǐn)慎；2單元二：電路（第8-14課）對比探究：利用希沃白板的“蒙層”功能，同時展示串聯(lián)與并聯(lián)電路的實物圖，學(xué)生通過拖拽元件復(fù)制電路，觀察“斷開一個燈泡后另一個是否亮”的差異，結(jié)合仿真平臺的電流數(shù)據(jù)（如并聯(lián)電路各支路電壓相等），深化理解。教學(xué)反饋：2024年秋季教學(xué)中，使用PhET仿真后，學(xué)生對“短路”的理解正確率從78%提升至95%，且在實物實驗中無電池?fù)p壞情況發(fā)生，課堂效率提高30%。3單元三：巖石與土壤（第15-21課）核心目標(biāo)：識別常見巖石和礦物，了解土壤的組成與作用。傳統(tǒng)難點：①巖石礦物的微觀結(jié)構(gòu)（如花崗巖中的石英、長石晶體）需借助放大鏡或顯微鏡，但課堂難以普及高精度設(shè)備；②土壤分層實驗（水倒入土壤后的沉淀現(xiàn)象）耗時較長（約15分鐘），學(xué)生注意力易分散；③礦物的條痕、光澤等特征僅憑描述學(xué)生易混淆。信息技術(shù)解決方案：微觀觀察：使用“AR巖石識別軟件”（如“巖石博物館”APP），學(xué)生用手機掃描巖石標(biāo)本，屏幕上會疊加顯示其微觀晶體結(jié)構(gòu)3D模型（如花崗巖顯示石英的六方柱狀晶體），并標(biāo)注主要礦物成分；模擬實驗：通過“土壤分層動畫”（可自制或使用學(xué)科資源庫素材），將15分鐘的沉淀過程壓縮為30秒動態(tài)演示，同時標(biāo)注“沙粒-粉沙-黏粒”的沉降順序，學(xué)生觀察后再進行實物實驗，操作更有針對性；3單元三：巖石與土壤（第15-21課）特征對比：利用“礦物特征電子卡片”（Excel或希沃白板的“課堂活動”功能），學(xué)生拖拽礦物名稱至對應(yīng)特征（如“條痕為白色”對應(yīng)方解石），系統(tǒng)即時反饋對錯，強化記憶。教學(xué)創(chuàng)新點：結(jié)合學(xué)?！靶@巖石角”建設(shè)，學(xué)生用AR軟件掃描校園內(nèi)的巖石，生成“校園巖石地圖”，將課堂知識與真實環(huán)境結(jié)合，作業(yè)完成度從82%提升至100%。2.4單元四：天氣（第22-28課）核心目標(biāo)：測量氣溫、降水量、風(fēng)速風(fēng)向等天氣要素，制作天氣日歷。傳統(tǒng)難點：①氣象儀器（如雨量器、風(fēng)速儀）操作復(fù)雜，學(xué)生難以規(guī)范使用；②連續(xù)一周的天氣記錄易因缺課、天氣變化小而數(shù)據(jù)不全；③天氣數(shù)據(jù)的分析（如“本周氣溫變化趨勢”）需手動繪圖，效率低且不直觀。3單元三：巖石與土壤（第15-21課）信息技術(shù)解決方案：模擬操作：使用“虛擬氣象站”（如NOAA天氣教育平臺的互動工具），學(xué)生在虛擬環(huán)境中練習(xí)讀取氣溫計（注意視線與液柱頂端平齊）、調(diào)整雨量器高度（距地面70cm），系統(tǒng)會提示錯誤操作并給出糾正建議；數(shù)據(jù)采集：借助“班級天氣觀測小組”微信群，學(xué)生每日上傳家庭所在區(qū)域的天氣照片（如云層形態(tài)）、手機天氣APP數(shù)據(jù)（如實時氣溫），教師匯總后導(dǎo)入“天氣數(shù)據(jù)可視化工具”（如Flourish），自動生成折線圖、柱狀圖；綜合分析：利用“天氣與生活”互動課件（希沃白板制作），學(xué)生拖拽“雨天”“大風(fēng)天”等標(biāo)簽至對應(yīng)生活建議（如“帶雨具”“減少戶外活動”），結(jié)合數(shù)據(jù)圖表討論“天氣對我們的影響”。3單元三：巖石與土壤（第15-21課）實踐價值：2024年11月，學(xué)生通過“虛擬氣象站+數(shù)據(jù)可視化”完成了《所在社區(qū)一周天氣分析報告》，其中3份報告因數(shù)據(jù)完整、分析深入被社區(qū)氣象臺采納，真正實現(xiàn)了“科學(xué)學(xué)習(xí)服務(wù)生活”。03信息技術(shù)支持科學(xué)教學(xué)的實施策略與注意事項1課前：以“預(yù)學(xué)支架”激發(fā)探究興趣微課導(dǎo)學(xué)：針對抽象概念（如“電流”），制作3-5分鐘微課，用動畫演示電子在導(dǎo)線中的移動，配旁白“電流就像水管里的水流，閉合開關(guān)相當(dāng)于打開水龍頭”；虛擬預(yù)習(xí)：在NOBOOK平臺發(fā)布“課前小挑戰(zhàn)”，如“嘗試用3種方法連接電路讓燈泡亮起來”，學(xué)生完成后提交截圖，教師統(tǒng)計錯誤率（如“20%學(xué)生未形成閉合回路”），課堂針對性講解。2課中：以“技術(shù)融合”深化探究過程互動工具突破難點：希沃白板的“克隆”功能可復(fù)制電路元件，學(xué)生通過拖拽對比串聯(lián)與并聯(lián)；“課堂倒計時”功能規(guī)范實驗時間（如“5分鐘內(nèi)完成并聯(lián)電路連接”）；01傳感器實時采集：在“巖石的導(dǎo)熱性”實驗中，使用溫度傳感器（如Arduino套件），將巖石、木塊、金屬塊同時接觸熱水，傳感器實時顯示溫度變化曲線，學(xué)生直觀看到“金屬導(dǎo)熱最快”；02AR/VR沉浸體驗：在“土壤中的生物”學(xué)習(xí)中，使用VR眼鏡觀看“土壤微觀世界”視頻（放大100倍的蚯蚓、細菌活動），學(xué)生感嘆“原來土壤里有這么多‘小居民’！”033課后：以“數(shù)字檔案”延伸探究深度電子成長檔案：利用“班級空間”（如釘釘云盤），學(xué)生上傳實驗報告、觀察日志、創(chuàng)新作品（如用樂高搭建的簡易電路），形成個人科學(xué)學(xué)習(xí)檔案，期末生成“科學(xué)素養(yǎng)雷達圖”（涵蓋觀察、操作、推理等維度）；項目式學(xué)習(xí)平臺：設(shè)計跨學(xué)科項目“校園生態(tài)小偵探”，學(xué)生分組用攝像頭監(jiān)測植物生長（信息技術(shù)）、用pH試紙檢測土壤酸堿性（科學(xué)）、繪制觀察日記（語文），成果通過短視頻展示（藝術(shù)），真正實現(xiàn)“用科學(xué)解決真實問題”。4注意事項：技術(shù)為“橋”而非“墻”03培養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)：在使用工具時，同步指導(dǎo)“如何規(guī)范操作虛擬實驗平臺”“怎樣篩選可靠的天氣數(shù)據(jù)”，避免學(xué)生“只會點鼠標(biāo)，不懂背后原理”。02關(guān)注個體差異：部分學(xué)生（如留守兒童）家庭無網(wǎng)絡(luò)，可提供離線資源（如U盤存儲的微課），或利用課后服務(wù)時間集中學(xué)習(xí)；01避免技術(shù)堆砌：信息技術(shù)是工具，需服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)。如“植物生長”單元中，時間lapse視頻是為了補充長期觀察，而非替代實際種植；04結(jié)語：信息技術(shù)賦能，讓科學(xué)學(xué)習(xí)“可見、可感、可創(chuàng)造”結(jié)語：信息技術(shù)賦能，讓科學(xué)學(xué)習(xí)“可見、可感、可創(chuàng)造”回顧12年教學(xué)歷程，我深刻體會到：信息技術(shù)不是科學(xué)教學(xué)的“裝飾品”，而是激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣、培養(yǎng)核心素養(yǎng)的“催化劑”。2025年的小學(xué)科學(xué)課堂，必將是“真實探究+數(shù)字賦能”的融合場——學(xué)生既能親手種下鳳仙花，也能通過視頻看見根的生長；既能連接實物電路，也能在仿真中觀察電流的流動；既能觸摸巖石標(biāo)本，也能通過AR看到微觀的晶體結(jié)構(gòu)。作為教師，我們的使命