一、為何融合：2025年科學(xué)教育的時代命題演講人為何融合：2025年科學(xué)教育的時代命題01策略構(gòu)建：基于六年級上冊內(nèi)容的融合路徑02現(xiàn)狀審視：當(dāng)前融合實踐的痛點與機遇03實施保障：從“策略設(shè)計”到“落地生根”的關(guān)鍵路徑04目錄2025小學(xué)六年級科學(xué)上冊科學(xué)教育與信息技術(shù)融合教學(xué)策略課件序：教育變革中的科學(xué)課堂新樣態(tài)作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育12年的一線教師，我始終記得2019年第一次在課堂上使用虛擬仿真實驗時的場景——當(dāng)六年級學(xué)生通過平板操作“太陽系運行模擬器”，親眼“看見”地球公轉(zhuǎn)導(dǎo)致四季變化的動態(tài)過程時，原本抽象的《地球的運動》單元知識，在孩子們眼中瞬間變得鮮活可觸。這讓我深刻意識到：科學(xué)教育與信息技術(shù)的融合，絕非簡單的“工具疊加”，而是一場以學(xué)生為中心、以素養(yǎng)發(fā)展為目標(biāo)的教學(xué)范式革新。2025年，隨著《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的深入落實，以及“教育數(shù)字化”戰(zhàn)略的推進(jìn)，六年級科學(xué)上冊教學(xué)更需要以信息技術(shù)為支點，撬動課堂的深層變革。接下來，我將從背景價值、現(xiàn)狀剖析、融合策略、實施路徑四方面展開分享，以期為同行提供可參考的實踐框架。01為何融合：2025年科學(xué)教育的時代命題1政策導(dǎo)向：素養(yǎng)為本的課程改革需求2022版新課標(biāo)明確提出“聚焦核心素養(yǎng)，落實立德樹人”的課程理念，強調(diào)科學(xué)課程要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任四大核心素養(yǎng)。六年級科學(xué)上冊作為小學(xué)階段科學(xué)教育的“收官模塊”，內(nèi)容涵蓋“物質(zhì)科學(xué)”（如《能量》單元）、“生命科學(xué)”（如《生物的多樣性》單元）、“地球與宇宙科學(xué)”（如《地球的運動》單元）及“技術(shù)與工程”（如《工具與技術(shù)》單元）四大領(lǐng)域，知識綜合性強、抽象程度高。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師多依賴板書、實物實驗或靜態(tài)PPT，難以突破時間、空間與操作風(fēng)險的限制。例如《能量》單元中“電磁鐵的磁力大小與哪些因素有關(guān)”的探究，若僅用傳統(tǒng)實驗器材，學(xué)生需反復(fù)纏繞線圈、更換電池，耗時長達(dá)20分鐘，且變量控制易出錯；而借助數(shù)字化實驗系統(tǒng)（如傳感器+數(shù)據(jù)采集器），5分鐘即可完成多組數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集與分析，為深度探究留出更多時間。2認(rèn)知特點：六年級學(xué)生的學(xué)習(xí)需求六年級學(xué)生（11-12歲）正處于具體運算階段向形式運算階段過渡的關(guān)鍵期，抽象邏輯思維逐步發(fā)展，但仍需具體、直觀的經(jīng)驗支撐?？茖W(xué)上冊中“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”“宇宙的尺度”“能量的轉(zhuǎn)化”等內(nèi)容，超出學(xué)生日常經(jīng)驗范圍，僅靠語言描述或圖片展示，學(xué)生易產(chǎn)生“認(rèn)知斷層”。信息技術(shù)的介入，能通過可視化（如3D建模）、交互性（如虛擬實驗）、沉浸感（如VR場景）等特性，將微觀放大、宏觀縮小、過程慢放，幫助學(xué)生建立“具體-抽象”的思維橋梁。以《生物的多樣性》單元“認(rèn)識不同環(huán)境中的植物”為例，傳統(tǒng)教學(xué)受地域限制，學(xué)生難以觀察熱帶雨林或極地植物；而通過AR（增強現(xiàn)實）技術(shù)，學(xué)生用平板掃描教材圖片，即可“召喚”出立體的大王花或地衣，觀察其形態(tài)特征并聆聽語音講解，這種“在場感”顯著提升了學(xué)習(xí)投入度。3技術(shù)賦能：教育數(shù)字化的發(fā)展趨勢2022年教育部“教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動”提出“三全兩高一大”目標(biāo)（教學(xué)應(yīng)用覆蓋全體教師、學(xué)習(xí)應(yīng)用覆蓋全體適齡學(xué)生、數(shù)字校園覆蓋全體學(xué)校，信息化應(yīng)用水平和師生信息素養(yǎng)普遍提高，建成世界一流的教育資源中心）。截至2024年，全國95%的小學(xué)已實現(xiàn)“班班通”，78%的學(xué)校配備了科學(xué)探究實驗室數(shù)字化設(shè)備（如傳感器、編程機器人），5G+VR、AI智能評測等技術(shù)逐步進(jìn)入課堂。這些技術(shù)為科學(xué)教育提供了更豐富的工具矩陣：從基礎(chǔ)的多媒體課件，到進(jìn)階的虛擬仿真平臺（如NOBOOK虛擬實驗）、數(shù)據(jù)可視化工具（如Excel、Python簡單編程），再到前沿的AI輔助教學(xué)系統(tǒng)（如能根據(jù)學(xué)生答題數(shù)據(jù)自動生成個性化學(xué)習(xí)路徑的平臺），技術(shù)的成熟度已足以支撐科學(xué)教學(xué)從“輔助演示”向“深度融合”跨越。02現(xiàn)狀審視：當(dāng)前融合實踐的痛點與機遇1現(xiàn)存問題：從“工具使用”到“深度融合”的鴻溝在近年的教學(xué)調(diào)研中（覆蓋省內(nèi)30所小學(xué)），我發(fā)現(xiàn)科學(xué)教育與信息技術(shù)的融合仍存在三大痛點：“技術(shù)表象化”：72%的教師僅將信息技術(shù)作為“電子黑板”，用PPT代替板書、用視頻代替實驗，未發(fā)揮技術(shù)的交互性與探究性。例如某教師在《工具與技術(shù)》單元教學(xué)中，用動畫演示了“杠桿的省力原理”，卻未提供讓學(xué)生自主調(diào)節(jié)支點位置、觀察力臂變化的交互功能，學(xué)生仍停留在“觀看”而非“操作”層面?！百Y源適配性差”：市場上科學(xué)教育數(shù)字化資源雖多，但符合六年級上冊課標(biāo)要求、匹配教材內(nèi)容的優(yōu)質(zhì)資源不足。以《能量》單元“電能和磁能的轉(zhuǎn)化”為例，多數(shù)虛擬實驗僅呈現(xiàn)“通電導(dǎo)線使小磁針偏轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象，缺乏對“電流大小與偏轉(zhuǎn)角度關(guān)系”的定量分析模塊，難以支撐探究性學(xué)習(xí)。1現(xiàn)存問題：從“工具使用”到“深度融合”的鴻溝“教師能力斷層”：45歲以上教師中，僅31%能熟練使用數(shù)據(jù)采集器、虛擬實驗平臺等工具；青年教師雖技術(shù)操作熟練，但常陷入“為用技術(shù)而用技術(shù)”的誤區(qū)，忽視科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)。例如某青年教師在《地球的運動》教學(xué)中，過度依賴VR設(shè)備，學(xué)生沉迷于“太空漫游”的視覺體驗，卻未真正理解“自轉(zhuǎn)導(dǎo)致晝夜交替”的因果關(guān)系。2突破機遇：政策、技術(shù)與需求的三重驅(qū)動盡管存在挑戰(zhàn)，但2025年的教育環(huán)境已為融合提供了關(guān)鍵機遇：政策保障：2024年《中小學(xué)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型指導(dǎo)意見》明確要求“小學(xué)科學(xué)課中信息技術(shù)應(yīng)用時長占比不低于30%，且需覆蓋探究、建模、評價等全環(huán)節(jié)”，為融合提供了制度支持。技術(shù)下沉：隨著教育云平臺（如國家中小學(xué)智慧教育平臺）的完善，優(yōu)質(zhì)數(shù)字化資源實現(xiàn)“一鍵獲取”；低成本VR設(shè)備（如300元級別的手機VR盒子）、可編程傳感器（如Arduino科學(xué)套件）的普及，降低了技術(shù)使用門檻。學(xué)生需求：Z世代學(xué)生（2010年后出生）是“數(shù)字原住民”，日均屏幕使用時間超4小時，對交互性、游戲化的學(xué)習(xí)方式接受度高。調(diào)研顯示，83%的六年級學(xué)生認(rèn)為“能動手操作的虛擬實驗”比“教師演示的實物實驗”更有趣，76%希望課堂中增加“用軟件繪制科學(xué)圖表”的環(huán)節(jié)。03策略構(gòu)建：基于六年級上冊內(nèi)容的融合路徑1情境創(chuàng)設(shè)：用信息技術(shù)激活科學(xué)探究的“第一推動力”科學(xué)探究始于問題，而問題源于真實情境。六年級上冊內(nèi)容與生活、社會關(guān)聯(lián)緊密（如《生物的多樣性》涉及生態(tài)保護(hù)，《工具與技術(shù)》關(guān)聯(lián)工程設(shè)計），信息技術(shù)能通過“情境再現(xiàn)”“跨時空聯(lián)結(jié)”“角色代入”三種方式，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。情境再現(xiàn)：針對“看不見、摸不著”的科學(xué)現(xiàn)象，用動態(tài)可視化技術(shù)還原過程。例如《能量》單元“熱的傳遞”教學(xué)中，傳統(tǒng)實驗只能觀察到“火柴棒依次掉落”的結(jié)果，學(xué)生難以理解“熱在金屬中是如何傳遞的”；借助紅外熱成像儀（或虛擬熱成像軟件），學(xué)生可通過屏幕看到金屬棒上“紅色熱點”從一端向另一端擴散的動態(tài)過程，直觀理解“熱傳導(dǎo)”的本質(zhì)。1情境創(chuàng)設(shè)：用信息技術(shù)激活科學(xué)探究的“第一推動力”跨時空聯(lián)結(jié)：針對“時間跨度大”或“空間距離遠(yuǎn)”的內(nèi)容，用視頻、VR等技術(shù)突破限制。如《地球的運動》單元“四季的形成”，可讓學(xué)生通過“虛擬地球儀”軟件，自主調(diào)節(jié)地球公轉(zhuǎn)軌道的傾斜角度（23.5→0），觀察不同角度下太陽直射點的變化及四季現(xiàn)象的消失，從而理解“地軸傾斜”是四季形成的關(guān)鍵因素。角色代入：設(shè)計“科學(xué)家模擬”“工程師任務(wù)”等游戲化情境，增強參與感。例如《工具與技術(shù)》單元“設(shè)計一個簡單機械”的項目中，可引入“工程模擬平臺”，學(xué)生以“機械工程師”身份登錄，選擇材料（木材、金屬）、設(shè)定參數(shù)（杠桿長度、滑輪數(shù)量），軟件實時計算機械效率并反饋“是否符合設(shè)計要求”，這種“試錯-改進(jìn)”的過程，比傳統(tǒng)的“圖紙設(shè)計”更貼近真實工程思維。2實驗優(yōu)化：從“驗證性操作”到“探究性發(fā)現(xiàn)”的升級實驗是科學(xué)教學(xué)的核心，但受器材、安全、時間限制，六年級上冊部分實驗難以開展（如《生物的多樣性》中“觀察微生物”需顯微鏡，《能量》中“高壓電的危險”無法實際操作）。信息技術(shù)可從三方面優(yōu)化實驗教學(xué)：虛擬實驗補白：對高危、高成本或微觀實驗，用虛擬仿真替代。例如“觀察植物細(xì)胞”實驗，傳統(tǒng)顯微鏡下學(xué)生常因調(diào)焦困難看不到清晰圖像；使用“虛擬顯微鏡”軟件，學(xué)生可通過鼠標(biāo)調(diào)節(jié)物鏡倍數(shù)（4×→10×→40×），屏幕同步顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)的3D模型（細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核），并標(biāo)注各部分功能，降低操作難度的同時深化理解。數(shù)字實驗提效：對需定量分析的實驗，用傳感器+數(shù)據(jù)采集器提升精度與效率。如“電磁鐵磁力大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系”實驗，傳統(tǒng)方法需人工計數(shù)線圈匝數(shù)（易出錯）、用彈簧秤測量吸起的回形針數(shù)量（誤差大）；使用“力傳感器”連接電磁鐵，軟件自動記錄不同匝數(shù)下的磁力值并生成折線圖，學(xué)生能快速發(fā)現(xiàn)“匝數(shù)越多，磁力越強”的規(guī)律，且可進(jìn)一步探究“電流大小”“鐵芯粗細(xì)”等變量，實現(xiàn)“單變量控制”的深度探究。2實驗優(yōu)化：從“驗證性操作”到“探究性發(fā)現(xiàn)”的升級混合實驗創(chuàng)新：將實物實驗與數(shù)字工具結(jié)合，拓展探究維度。例如“種子發(fā)芽條件”實驗（《生物的多樣性》單元），學(xué)生用傳統(tǒng)方法設(shè)置水、光、溫度等變量的同時，用“植物生長監(jiān)測攝像頭”定時拍攝（每12小時一張），上傳至云平臺生成“時間lapse”視頻，直觀觀察種子萌發(fā)的連續(xù)過程；軟件還可分析視頻中芽的長度、顏色變化，輸出“生長速率曲線”，幫助學(xué)生從定性觀察轉(zhuǎn)向定量分析。3.3思維可視化：用數(shù)字工具架起“具體經(jīng)驗”到“抽象概念”的橋梁六年級科學(xué)上冊涉及大量抽象概念（如“能量守恒”“生物進(jìn)化”“宇宙膨脹”），學(xué)生常因“思維隱形”導(dǎo)致理解困難。信息技術(shù)可通過“建?！薄皥D示”“對話”三種方式，將思維外顯，促進(jìn)概念建構(gòu)。2實驗優(yōu)化：從“驗證性操作”到“探究性發(fā)現(xiàn)”的升級建模工具：用3D建模、編程等工具構(gòu)建科學(xué)模型，幫助學(xué)生理解概念本質(zhì)。例如《能量》單元“能量的轉(zhuǎn)化”教學(xué)中，學(xué)生用“Scratch”編程繪制“能量轉(zhuǎn)化流程圖”：輸入“電燈發(fā)光”，程序自動生成“電能→光能+熱能”的箭頭圖，點擊箭頭可查看每種能量的占比（如電能70%轉(zhuǎn)化為熱能，30%轉(zhuǎn)化為光能）；通過“電風(fēng)扇”“太陽能熱水器”等案例的對比，學(xué)生能歸納出“能量轉(zhuǎn)化具有方向性”“總有部分能量耗散”的規(guī)律。圖示工具：用思維導(dǎo)圖、概念圖軟件梳理知識關(guān)聯(lián)，形成認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。如《生物的多樣性》單元學(xué)完后，學(xué)生用“XMind”繪制“生物分類思維導(dǎo)圖”，從“界門綱目科屬種”逐級展開，插入各分類的代表生物圖片（可從數(shù)據(jù)庫拖拽），并標(biāo)注“瀕危等級”“棲息地特征”等信息；軟件自動檢測邏輯漏洞（如“哺乳動物”下列舉“企鵝”會提示錯誤），幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的分類體系。2實驗優(yōu)化：從“驗證性操作”到“探究性發(fā)現(xiàn)”的升級對話工具：用AI互動系統(tǒng)暴露前概念，促進(jìn)認(rèn)知沖突與修正。例如《地球的運動》單元前，學(xué)生通過“科學(xué)思維診斷小程序”回答“為什么會有晝夜交替？”，系統(tǒng)分析答案后生成“前概念云圖”（如30%學(xué)生認(rèn)為“地球靜止，太陽繞地球轉(zhuǎn)”）；課堂上教師針對這些前概念，用“虛擬地球自轉(zhuǎn)模擬器”演示“地球自轉(zhuǎn)+太陽靜止”的場景，學(xué)生通過對比“前概念”與“科學(xué)模型”的差異，主動修正錯誤認(rèn)知。4評價轉(zhuǎn)型：從“結(jié)果導(dǎo)向”到“過程追蹤”的變革傳統(tǒng)科學(xué)評價多依賴紙筆測試，難以反映學(xué)生的探究能力、思維過程與合作表現(xiàn)。信息技術(shù)可通過“數(shù)據(jù)采集”“智能分析”“多元反饋”，實現(xiàn)評價的動態(tài)化、個性化。過程數(shù)據(jù)采集：利用學(xué)習(xí)平臺記錄學(xué)生的實驗操作步驟、討論發(fā)言、作品修改軌跡等數(shù)據(jù)。例如在“設(shè)計小臺燈”的工程實踐中（《工具與技術(shù)》單元），學(xué)生通過“項目管理平臺”上傳設(shè)計圖（版本1→版本2→最終版）、記錄遇到的問題（如“導(dǎo)線接觸不良”）及解決過程，平臺自動生成“探究日志”，完整呈現(xiàn)學(xué)生的問題解決能力。智能分析反饋：用AI算法分析數(shù)據(jù)，生成個性化評價報告。例如“電磁鐵實驗”后，系統(tǒng)分析學(xué)生的變量控制情況（是否只改變匝數(shù)，其他變量固定）、數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確性（是否有異常值）、結(jié)論推導(dǎo)邏輯性（是否基于數(shù)據(jù)得出結(jié)論），輸出“探究能力雷達(dá)圖”，標(biāo)注“優(yōu)勢維度”（如數(shù)據(jù)記錄）與“待提升維度”（如變量控制），教師可據(jù)此設(shè)計分層教學(xué)任務(wù)。4評價轉(zhuǎn)型：從“結(jié)果導(dǎo)向”到“過程追蹤”的變革多元評價參與：通過“評價社區(qū)”實現(xiàn)學(xué)生自評、互評與教師評價的結(jié)合。例如“生物多樣性調(diào)查”項目中，學(xué)生用手機拍攝校園植物并上傳至“自然筆記平臺”，填寫“觀察時間、地點、形態(tài)特征、推測用途”等信息；其他學(xué)生可點贊、評論（如“這是廣玉蘭，我認(rèn)識！”），教師則從“觀察細(xì)致度”“描述科學(xué)性”“生態(tài)意識”等維度評分，形成“社交+評價”的良性互動。04實施保障：從“策略設(shè)計”到“落地生根”的關(guān)鍵路徑1教師能力：構(gòu)建“科學(xué)素養(yǎng)+技術(shù)能力”的雙螺旋成長模型教師是融合實踐的關(guān)鍵執(zhí)行者。2025年，科學(xué)教師需從“技術(shù)使用者”升級為“融合設(shè)計者”，具體可通過“三階培訓(xùn)”提升能力：基礎(chǔ)層：掌握常用工具的操作（如虛擬實驗平臺、數(shù)據(jù)采集器、思維導(dǎo)圖軟件），能將教材內(nèi)容與技術(shù)工具匹配（如《地球的運動》用VR，《能量》用傳感器）。進(jìn)階層：學(xué)習(xí)“TPACK框架”（技術(shù)-教學(xué)-內(nèi)容知識），理解“何時用技術(shù)”“用何種技術(shù)”“如何用技術(shù)促進(jìn)科學(xué)思維”。例如在《生物的多樣性》教學(xué)中，選擇AR技術(shù)不僅是為了“有趣”，更是為了突破“無法實地觀察特殊環(huán)境生物”的限制，支撐“生物與環(huán)境相適應(yīng)”的概念建構(gòu)。1教師能力：構(gòu)建“科學(xué)素養(yǎng)+技術(shù)能力”的雙螺旋成長模型創(chuàng)新層：參與“融合課例開發(fā)”，結(jié)合本校資源（如是否有VR設(shè)備）、學(xué)生特點（如信息技術(shù)水平），設(shè)計個性化的融合方案。例如農(nóng)村小學(xué)可利用“農(nóng)科云平臺”，將《生物的多樣性》與“本地農(nóng)作物種植”結(jié)合，學(xué)生用手機拍攝農(nóng)田生物并上傳，參與“家鄉(xiāng)生物多樣性保護(hù)”項目，實現(xiàn)“技術(shù)+鄉(xiāng)土資源”的創(chuàng)新應(yīng)用。2資源建設(shè)：打造“精準(zhǔn)適配+開放共享”的資源生態(tài)優(yōu)質(zhì)資源是融合的“糧草”。學(xué)校需構(gòu)建“校本資源庫+公共平臺”的雙資源體系：校本資源庫：組織教師開發(fā)“教材配套資源包”，包含課件、虛擬實驗?zāi)_本、微課視頻、評價工具等。例如針對《工具與技術(shù)》單元，開發(fā)“簡單機械互動手冊”，學(xué)生掃描教材二維碼即可進(jìn)入，通過拖拽滑輪、杠桿等組件，觀察機械效率變化并完成“挑戰(zhàn)任務(wù)”（如“用最少的滑輪提升10N重物”）。公共平臺利用：依托國家中小學(xué)智慧教育平臺、各省市教育資源云等，篩選優(yōu)質(zhì)資源并進(jìn)行二次開發(fā)。例如平臺上的“太陽系運行模擬”課件，教師可添加“學(xué)生自主探究任務(wù)單”（如“假設(shè)地軸傾斜角度變?yōu)?，會發(fā)生什么？請記錄觀察結(jié)果”），將“演示型”資源轉(zhuǎn)化為“探究型”資源。3機制支持：建立“行政推動+教研協(xié)同”的保障體系融合實踐需學(xué)校層面的支持：制度保障：