以數字化技術實現高質量教學

◇邱繼榮（廣東：佛山市南海高新區塘聯小學）

一、數字化的概念及內涵

狹義的數字化主要應用于企業之中，在技術實現的過程中更加注重數字技術本身的基礎作用。一般數字化主要將數字技術作為一種商業模式工具，進而實現促進政府以及企業工作效率的目的。就像我們了解到的，數字化為信息化快速發展提供了可能性。與傳統信息化相比，在各個領域，通過數字技術可促進行業具有非常明顯的發展優勢，雖然數字化技術是在信息化的基礎上產生和發展起來的，但它擺脫了傳統的僵硬的信息化服務模式。數字化技術能夠促進傳統生產要素實現數據生產要素的轉變，進而實現從傳統的部門分工到通過網絡合作以及提高生產率的目的。并且數字化技術能夠保證相關組織實時了解各種組織內部的動態的所有信息，并及時做出相關實時優化決策，以合理配置組織內部資源，適應社會不穩定的競爭環境，進而獲取最大的經濟效益，而對于教學活動，數字化技術能夠實現整合相關學習資源、進而拓寬學生學習視野的目的，以保證教學質量的提高，提升學生的綜合素養。

二、數字化技術融入小學科學教學的重要性

（一）幫助小學生了解最新科技成果

隨著社會的發展，當下小學科學教育必須緊跟科學發展，幫助學生及時了解最新的科學技術成果，信息社會的發展基礎是傳感器技術新技術革命，同時這是數字實驗的關鍵技術之一。距今四十年前，傳感器具有巨大的發展潛力。當時，傳感器技術的發展引起了美國和日本的高度重視。

隨著我國信息技術在近階段的飛速發展，傳感器技術在生活中隨處可見，在我國工業發展與社會生活中，傳感器已經顯示出非常明顯的潛力。目前，生活中普遍使用數字化技術推動而來的傳感器。例如，由距離傳感器控制的門和紅外傳感器電梯在日常生活中很常見。此外，學校也廣泛使用傳感器，例如，公共場所的溫度傳感器等。傳感器已經平靜地滲透到我們的日常生活中，這也讓我們體驗和感受到傳感器技術的無限魅力。除了傳感器外，數字化技術推動的相關領域的發展還有許多，通過將數字化技術融入科學教學中，對于幫助小學生了解最新科技成果有著非常大的作用。

（二）豐富小學科學教學方式以及內容

培養小學生掌握科學探究方法是在小學科學教學過程中非常重要的教學內容，科學探究的邏輯主要包括以下幾個步驟。首先是問題的提出、假設、計劃、證據收集、信息處理以及工作人員的相互溝通。小學科學教學過程中往往會組織各種各樣的科學研究活動以確保學生能積極參與到教學之中。而通過合理地利用數字化技術不僅可以幫助學生從困難的數據處理任務中解脫出來，并保證學生有更多的時間考慮邏輯以及其他的問題，進而實現更注重科學方法的研究。這不僅為學生開展更多的科學實驗活動提供了更多的時間，而且可以為不同層次學生之間進行合作與交流提供機會；除此之外，在小學科學教學的過程中，學會用科學思想解決問題、掌握更多的科學技能、培養學生對基本科學知識的認識和培養小學生的科學精神是非常重要的。在教學活動中，傳統的教育實現激發學生的興趣往往是通過圖像或動畫對相關的知識進行講解，而通過數字化技術融入課堂上，可以使學生更廣泛地接觸和理解先進的實驗技術，幫助學生拓寬知識面以及提高科學技能。

（三）激發學生的學習興趣

利用數字化技術，并利用小學生好奇心重等心理特點，結合學生的認知特點和數字化技術特點可以在小學科學教學中進行高效教學。第一，從思維品質這一方面來講，當下，隨著科學技術的發展，學生的思維逐漸從經驗化轉向理論化，初步具備了獨立提出假設并證明自己的結論的能力。

在當下的教育環境下，如何促進學生抽象邏輯思維的成功轉化的問題是非常重要與關鍵的。數字化技術可以通過實驗模擬，動態直觀地提供課堂科研活動的信息，從特定的思維方式轉變為抽象的邏輯思維，能極大促進學生的知識水平。此外，小學生的邏輯思維，效率隨著教學的深入有了顯著的提高，在各個方面都有了較高的長進。在教學過程中，尋找新的認知工具來驗證客觀事實已成為一件必要的事情。數字實驗技術不僅可以幫助學生在科學研究中控制和改變變量，實現模擬情況更符合現實中的實驗情況，從而實現對研究活動進行更加仔細地觀察。還可以通過拓展促進學生學習他們不愿意關注和面對但有趣并對他們的生活有幫助的材料。最后，小學生對于外界有著強烈的求知欲與好奇心，數字化技術當下被認為是一種新型的現代教育技術，具有不可否認的優勢，首先，數字實驗技術能夠準確、定量地描述實驗現象，具有較高的空間抽象性，時間感知精度非常高。其次，數字化技術融入課堂為培養小學生用科學思想解決問題和提高小學生的科學探索精神提供了很好的途徑。

三、數字化技術在小學科學教學中的應用

（一）利用圖像處理軟件進行優化

由于小學生缺乏相關經驗，這造成了他們抽象思維能力不強的現象，但將抽象事物具體圖像化之后，小學生將很容易理解和記住。數字化在圖像領域有著非常廣泛的應用，其中包括圖像根據不同分類標準分類以及使用相關圖像處理軟件對圖像進行優化。通過數字化技術對小學生進行教學，它不僅形象化地讓小學生理解教學內容，而且可以將抽象問題描述為具有形狀、色彩、意義三大記憶元素的教學內容。并且在教學過程中，將傳統教學與多媒體相結合，通過創設特定的教學情境，對教學內容進行線性描述，從而促進教師更有邏輯以及系統地引導學生的學習思維，實現鍛煉學生形象語言能力以及視覺思維的目的。最經典的教學是對小學生教授“春夏秋冬的演變”，這能夠直觀地讓小學生了解四季變換以及萬物生長的具體過程。在教學過程中，學生能夠直觀地感受到植物生長以及枯敗的具體過程，以及代表四季的氣候，這能夠極大提高小學生的綜合素養。除此之外，對小學生形成與生命有關的態度和情感價值觀具有非常重要的意義。

（二）利用移動終端設備進行教學

近些年，移動設備被人們廣泛利用于學習娛樂及工作，通過長時間的探索，人們發現QQ 和微信等流行社交工具具有參與教學活動的潛力。在課余時間老師可以在這些平臺發布相關的有趣信息，并可以充分利用碎片的時間討論課程內容以及課外有趣的科學現象，進而實現幫助課堂教學的目的。除此之外，通過這些平臺進行教學不僅可以為學生提供個性化的學習條件，還可以及時發布簡單學習資料，方便師生雙向交流，實現提高學生學習效率的目的。

（三）利用數字化技術開展實驗

要想培養學生良好的科學素養，首先要確保學生對科學知識的基本概念有很好的理解，并且對于科學課堂的教學知識有著良好的掌握方法，另外理解科學技術對社會的影響也是非常必要的，以數字化技術為基礎的科學技術實驗室對于小學生科學教育有著非常重要的作用。與此同時，學生可以在實驗過程中，擁有使用先進的工具和設備以及了解科學技術與社會的關系的機會。例如在學習二氧化碳對于地球氣候的影響的課程中，傳統的實驗方法難以檢測工廠以及汽車尾氣排出的二氧化碳的量以及二氧化碳對于氣候的影響。利用數字儀器，可以方便直觀地了解汽車以及工廠生產過程中二氧化碳的產生以及原因，并可以直觀地展現二氧化碳對于全球溫度以及海平面的影響，使小學生認識到二氧化碳對于地球氣候的影響。此外，如上文所述，傳感器現已經應用于生活的方方面面，在數字化技術的科學實驗室中，低年級的學生可以通過實驗學習生活中常見的傳感器設備的工作原理。

四、以數字化技術實現高質量科學教學

（一）合理使用數字化技術資源

由于各地的經濟發展狀況不同，對于教育的投入存在著非常大的差異。眾所周知，在小學科學教學過程中，數字化技術有著非常積極的作用。當下由于經濟原因導致大部分學校的設備無法滿足師生利用數字技術進行教學活動的需求。因此，任教的科學課程教師必須對數字化教學設備進行統籌規劃以及合理利用。首先科學教師需要對小學科學教材要有非常深入的認識，能夠做到詳細分析整個教材。當能夠通過實踐直觀地進行教學，就避免使用數字化技術設備進行教學。當教學內容非常抽象、不易觀察時，使用數字化技術設備能夠幫助學生充分理解教學內容以及直觀地體驗課程中的實驗，此時，數字化技術設備是非常必要的。運用以上的原則，科學教師可以制定出一份最適合數字化技術設備的使用計劃，通過計劃對各個班級的教學進行整體調配，實現合理以及組織課程的目的，通過有限的信息技術設備發揮信息技術在科學教學中的作用。

（二）鼓勵科學教師應用數字化技術

在推進數字化技術培養學生用科學思想解決問題和培養小學生科學精神的同時，現代教育在數字化應用方面對我國的科學教師提出了更高的要求。其中掌握互聯網的基本操作以及將互聯網技術有效地應用于工作和學習是對一個科學教師的基本要求。使用互聯網是學生學習科學課程的關鍵。然而在學習科學知識的過程中，小學生常常遇到很多問題，并且有一些問題與課本內容毫無關系，這要求科學教師具備非常大的知識儲備量，能對學生進行必要的全面的指導。在指導的過程中，如果能結合科學課程的特點，并通過合理運用數字技術，就能很容易突破科學教學過程中最重要、最困難的環節，實現高效教學以及學生有效學習的目的。因此當下的教學環境要求教師必須熟練地運用多媒體技術進行教學，發揮數字技術的優勢可以在信息時代引導學生進行有效的創新學習。如在《地震的成因及作用》這堂課中，在學生學習地質方面的知識時，可以知道地震的產生原因是由地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞而引起的，通過使用數字技術能夠幫助學生直觀地學習到造成板塊邊沿以及板塊內部產生錯動和破裂而引起的地震以及影響。

數字化技術融入科學教學，最重要的是數字化技術的應用必須著眼于科學教學的目的。在教學過程中，教學中心要明確，使數字化技術服務于具體教學內容，不能盲目對感興趣的內容進行教學。另外，在教學過程中，要從易到難，不能直接對難度高并且邏輯性強的內容直接教學。在學習過程中，由于小學生自律性差，教師必須時刻注意學生的學習情況以及相關動向，杜絕學生瀏覽與課程完全無關的內容。另外，目前數字化技術在科學教學中應用有限，并且存在著教學內容和課程設置不完善的問題。除此之外，相關教師的綜合能力不能滿足數字化技術融合的科學教學的問題仍然存在，這些問題都需要改進。數字化技術與科學教學的結合不僅可以使小學生通過數字化技術工具進行更為高效的學習，并且還可以深入地了解科學現象的內部原理，通過數字化技術融入科學教學，對于培養小學生的自主學習和創新技能具有非常大的促進作用。