1、信息技術環境下小學科學探究性實驗教學研究課題研究結題報告宜章縣教師進修學校附屬小學課題組摘要：目前，我國教育技術正進入現代教育技術階段，該階段重視學習的方法和過程。小學科學是一門以觀察、實驗為基礎的自然學科，實驗教學是科學學科的關鍵所在。在實驗教學中培養學生的創新精神和實驗能力，以學生為主體，以探究為核心，以多媒體信息技術為輔，激發學生獨立思考的能力，激活學生的創新性思維，探索、研究并構構建了信息技術環境下小學科學探究性實驗教學的一般模式。在研討的過程中，形成了新型的師生關系，學生成為了課堂學習的主體，老師只是課堂的教學的參與者與引導者；同時，還有效地促進老師的專業成長與學校的可持續發展。關鍵

2、詞：信息技術、探究性、實驗教學一、問題提出（國內外研究現狀）當前，信息化浪潮席卷全球。信息技術已經成為推動國民經濟和社會發展的重要力量。信息技術的飛速發展，不僅深刻地影響著人類的生活方式和工作方式，而且深刻地改變著人類的教育方式，學習方式乃至思維方式。信息網絡化時代，人們獲取、分析、處理與加工信息的能力是最基本的,并且是與讀寫算同等重要的能力之一。近年來，世界各國紛紛將信息技術應用于教育，十分重視信息技術環境下教與學的研究和實施。在我國, 黨和國家為有效地應對信息時代對教育的挑戰也提出了一系列重大戰略決策。2000年10月，教育部召開了中小學信息技術教育工作會議，頒發了一系列重要文件，決定從2

3、001年開始用510年的時間，在中小學普及信息技術教育，以信息化帶動教育的現代化，努力實現實現我國基礎教育跨越式的發展。在新的教育時代，信息技術是最活躍、發展最迅速、影響最廣泛的科學技術領域之一，互聯網的發展不僅改變人們的工作和生活方式，也將改變教育和學習的方式。目前，我國教育技術正進入現代教育技術階段，該階段重視學習的方法和過程。現代教育的發展，必將促進教與學模式的變化和發展，傳統的以教師傳授知識為主的教學模式必將被教師傳授方法、學生自主學習的模式所代替，教師也將由知識的傳授者轉變為學生自主學習的組織者。同時，創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力，小學科學是一門以觀察、實驗為基

4、礎的自然學科，實驗教學無疑是科學學科的關鍵所在，在實驗教學中培養學生的創新精神和實驗能力，以學生為主體，探究為核心，多媒體信息技術為輔，激發學生獨立思考能力，激活學生創新性思維，探索、研究并構建適宜于在信息技術環境下的小學科學探究性實驗教學模式。是我們急待解決的課題，也是我們責無旁貸的使命。然而，在現實的小學科學課堂教學中，信息技術的作用并沒有充分發揮。一些教師只是把信息技術作為課堂教學的點綴品，把它作為一塊電子黑板，甚至有些只是采用放影式教學，由傳統的“人灌”改變為了時髦的“機灌”，學生的自主性和創造性難以發揮。因此，如何把信息技術合理地運用到小學科學探究性實驗教學中，成為每位科學教育工作者

5、應該面對與解決的現實課題。我校是市級現代信息技術實驗學校，在2007年6月申報并于2010年7月完了運用現代信息技術解決生活中的數學問題這一課題，在信息技術與學科教學研究方面摸索了一些經驗。同時培養和建立了一支具有現代教育觀念和改革創新意識及較高開發能力的教師隊伍。在此基礎之上，為了充分利用現代信息技術，創設以具體形象為主體的問題情境、營造富有情感色彩的課堂氛圍，為學生提供最佳的學習條件和成功機會；激發學生的學習主動性，培養學生的思維創新能力，我們提出了信息技術環境下小學科學探究性實驗教學研究的課題。二、研究意義價值實驗在科學學習中占據核心地位，是指導學生進行科學探究的主要方法之一。所謂信息技

6、術環境下的小學科學探究性實驗教學，就是通過將信息技術有效的融合于小學科學實驗教學過程中去，建構一種理想的學習環境，以實現一種能充分體現學生主體地位，以“自主、探究、合作”為特征的新型學習方式。信息技術環境下的小學科學實驗教學，不是把信息技術僅僅作為輔助教或學的工具，而是強調要利用信息技術創設有效的情境，營造探究氛圍，建構一種理想的學習環境，使學生不知不覺產生探究的欲望和動機，從而把學生的主動性、積極性充分調動起來，積極主動地去接觸探究、發明、發現的過程和方法, 形成大膽想象、尊重證據、敢于創新的科學態度，使學生的創造性思維與實踐能力培養落到實處。三、研究問題及創新點基本實現了信息技術與小學科學

7、探究性實驗教學研究的有效整合。1.教師方面：加強教師信息技術學習，明確課題內涵。借鑒建構主義原理及建構性的教學特性，充分發揮信息技術的作用，尋求信息技術與小學科學實驗教學的最佳切入點，創造性地駕馭課堂，有效地推動學生的科學探究活動，讓學生自主地學習，讓學生在豐富的學習資源中自由發展。使信息技術與教學過程諸環節達到真正的融合，實現教育效果的最優化。2.學生方面：促進了學習方式的轉變。是學生由單一的、被動的學習方式轉變為信息技術環境下多樣化的學習方式。四、課題的界定1.信息技術：指對信息的采集、加工、存儲、交流、應用的手段和方法的體系。我們所界定的信息技術的內涵包括兩個方面：一是手段。即各種信息媒

8、體。包括常規媒體與多媒體整合后的媒體、計算機網絡等，是一種物化形態的技術；二是方法。即運用信息媒體對各種信息進行采集、加工、存儲、交流、應用的方法，是一種智能形態的技術。信息技術就是由信息媒體和信息媒體應用的方法兩個要素所組成的。2.探究性實驗：顧名思義就是以學生為中心，在教師的引領下讓學生參加以探究為目的的研究活動，讓學生去接觸探究、發明、發現的過程和方法,從而領略科學的研究方法，增強創造性的思維和能力。五、理論依據 1.創造探究性教學理論。探究性教學是以學生為中心，在老師的引導下去探究、發明、發現，學生再也“不是被動地接受知識，而是積極地探究知識的過程”。2.構建發現性學習理論。發現性學習

9、是培養學生探究性思維能力。以教材內容為基礎，讓學生探索、研究，再現知識的發現過程，有利于激發學生的學習興趣和動機，產生探索、解決問題的愿望；有助于學生形成遷移能力；有利于培養學生創造態度和創造思維；可以使學生學會探究問題的方法，形成一套探索、解決問題的思維模式。3.整合多元化智能理論。智力是在某種社會和文化環境的價值標準下，個體以解決自己遇到真正難題或生產及創造有效產品的所需要的能力。應一信息技術與科學教學為核心、整合彼此相互聯系的智力、以多元化方式體現智力。六、研究目標和研究內容及研究方法（一）研究目標1.初級目標：通過課題研究，將信息技術有效的融合于小學科學實驗教學過程中，初步建構信息技術

10、環境下小學科學探究性實驗教學的一般模式。2.中級目標：通過課題研究，培養學生的信息素養與自主探究能力。使信息技術真正成為學生認知、探究和解決問題的工具，并以此促進學生學習方式的變革。3.終極目標：通過課題研究，推進教師教學方法的改變，促進教師信息素養的提高，努力打造一支具有創新精神和實踐能力的現代教育技術骨干隊伍。（二）研究內容1.信息技術環境下小學科學探究性實驗教學的研究。在信息技術環境下，在小學科學實驗教學中充分利用或開發各種信息資源，引入時代活水，創設有效的情境，營造探究氛圍，使教材“活”起來，使學生的學習內容豐富起來，使學生的腦子“動”起來，使學生的小手“舉”起來，構建一種教學模式，是

11、必須探討的問題。2.信息技術促進學生學習方式變革的研究。信息技術進入科學實驗課堂后，將導致學生科學學習方式的變革。因此，在信息技術條件下，特別是網絡環境下的科學實驗課堂如何為學生提供理解、探究科學的平臺，促進學生學習方式的轉變，這也是必須研究解決的重要問題。3.教師教學策略的研究。  在信息技術的支撐下，教育教學的策略方法已發生了改變，所以教師的角色也隨之改變，教師如何在教學過程中充分發揮其應有的主導作用，以有效的教學行為為學生的學習服務，是值得關注并研究的問題。（三）研究方法本課題主要以行動研究法為主，同時輔之以文獻研究法、經驗總結法、調查研究法、實驗法、比較法等研究方法

12、進行研究。研究人員為本課題組全體成員，采取學習培訓、研討實施、交流總結等方式進行研究。在構建發現性學習理論的指導下，進行與信息技術的有效結合，讓教師形成一套探究性實驗教學的有效模式，讓學生學會探究問題的方法，形成一套探索、解決問題的思維模式。七、研究過程與實施（一）研究過程1.準備階段（2011年6月2012年3月）完成課題設計，寫好研究方案，確定研究班級及課題組成員，并組織學習培訓，提高教師的研究能力及信息技術應用能力，配備課題研究所需要的軟硬件材料，做好開題準備。2.實施階段（2012年4月2014年6月）（1）全面深入地開展研究，進行階段性測評、小結，形成文字報告。 （2）參加

13、課題組組織的交流、研討、階段性成果發布等活動，根據課題組的指導意見和建議對原有的實施方案做必要的調整.3.總結階段（2014年10月2014年12月）整理研究過程中的全部資料，進行歸檔；總結整理寫出結題報告，接受專家組測評和鑒定。（二）課題研究的實施1.成立課題研究小組，建立研究機制。本課題的前期研究于2011年3月開始啟動，由校長黃麗萍同志任課題主持人，學校科學教研組負責課題實施。課題立項批準后，課題組于2012年4月舉行了課題開題會，課題負責人詳細介紹了課題研究的目的、意義、內容，布置了課題研究工作任務和要求。首先，我們精選教學經驗豐富、有課題經驗的骨干教師組成研究團隊，開展此項研究活動。

14、課題組成員由40歲以下、具有專科以上學歷、計算機應用比較熟練，且具有實驗教學經驗的教師組成。其次，為確保課題研究落在實處，課題組還制訂了課題研究計劃與研究制度，明確了課題研究組成員的職責與任務，要求每一位課題研究人員每期做好“五個一”，即：一個課件、一篇教學設計、一堂優質課、一篇優秀教學反思，一篇教學論文。同時，要求課題組定期開展研討活動，做到研究有計劃，有內容，有反思，有小結。確保課題研究活動的質量。2.加強骨干引領，促進課題深入研究。根據教師現有的現代教育技術水平，課題組采取分層、分組、分類，理論學習，參與實踐的研究方式，利用骨干教師“傳、幫、帶”等方式加強骨干引領專業作用，學校在課題研究

15、的過程中，先后邀請了縣教研小學科學室教研員及縣科學骨干教師，擔任課題研究指導工作。據統計，在近兩年的課題研究過程中，縣教研室小學科學教研員先后到我校作課題專題講座兩次，召開縣科學骨干教師座談會一次。這樣，課題組成員學會了如何提出假設、如何設計實驗、何進行科學解釋、如何組織學生進行有效的實驗探究等教學策略，體會到了信息技術下探究性實驗教學的實質及科學探究活動的價值，提高對科學探究的理解及實施探究性教學的能力，更好地促進了課題的深入研究。3深入調查，分析科學教學現狀。課題研究初期，課題組對三至六年級18個教學班科學教學的情況進行了深入調查分析。通過問卷調查統計，我們發現：在我校傳統小學科學教學中，

16、網絡信息在課堂中的運用呈現僅2%，多媒體教學輔助手段應用占5%，實驗操作占10%，講解描述的運用占58%，練習鞏固與機械記憶占25%。因受傳統教學習慣、教學條件等因素限制，大部分教師在科學教學中只重講授，該講的用講，該做實驗的也用講，一堂科學課就一講到底，實驗現象用講，科學結論用講，學生操作更是無從談起。這樣的科學課，無生動有趣可言，只有枯燥乏味的理論講解，學生學得索然無味，自然事倍功半。針對這種教學現狀，我們提出了運用現代信息技術創設情境，讓學生歷經科學實驗探究的過程，并最終培養學生的綜合實踐能力的教學策略。4.以課堂教學為陣地，探索教學模式課堂教學是課題研究的主陣地，同時，我們課題研究的最

17、終目的也就是為了更好地促進課堂教學，提高課堂教學效率。為此，我們首先選擇更有利于學生感受科學實驗探究過程、培養學生情感、態度與價值觀的、能運用多媒體創設情境的有關單元內容作為課題研究的主題單元。如三年級上冊動物、植物、五年級上冊的運動和力、六年級下冊宇宙等；再由任課教師從這些單元中自由選擇自己感興趣的內容嘗試教學，選取所有科學老師教學嘗試過程中問題表現較集中、較突出的課例確定為課題研究的典型課例；然后通過專業引領、同伴互助、同課異構等教研形式，采用行動研究法即“計劃行動反思調整”四個環節三次循環實踐，輔之以教學實踐反思法開展典型課例研究；最后根據課堂師生活動、學生作業分析、成績反饋、問卷調查、

18、任課教師教育敘事或教學心得進行深入反思、不斷總結、反復提煉，最后形成了現代教育技術下的“三主三教”自主探究性的科學實驗教學模式，即：課前，教師研讀教材，精心布置預習任務；課中，教師把握教材的教學目標，精心創設情境，倡導自主探究，合作交流；課后，以綜合實踐的方式，倡導學生會運用所學知識解決實際問題，提升綜合能力。的教學模式。八、課題組開展的工作及成果（一）開展的工作1.2012年3月，課題組負責人撰寫了課題實施研究方案。2.2012年4月，制訂課題研究計劃與制度。3.2012年4月，課題組研究人員進行了理論學習。4.2012年4月、8月、12月組織部分課題組成員赴省、市觀摩學習。5.2012年4

19、月，課題組開展課題研究，參加小學科學教學比武，獲一等獎6.2012年5月、11月參加青年教師教學比武。分別獲學校一、二等獎7.2012年10月課題組成員參加小學科學片教學比武獲二等獎8.2012年11月課題組選送光盤課參加省級優質課參評獲省二等獎。9.2013年4月進行學校“高效課堂”教學比武，獲三等獎。10.2013年8月參加縣科學教師創新比賽獲一等獎。11.2013年11月課題組參加學校舉行的“以學為中心”教學比武活動，獲一二三等獎。122014年4月，參加縣城區片科學研討活動獲一等獎。132014年7月，參加縣科學教師創新比賽獲一等獎。（二）成果1、初步形成了信息技術環境下，小學科學探究

20、性實驗教學的一般模式。科學課程標準指出：“小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程，應以探究為核心。”“探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式”。同時，小學科學課程標準還指出：“在信息技術環境下，進行小學科學實驗探究性教學，有利于學生探究能力和信息技術能力的提高，是信息技術課程和科學課程雙贏的一種教學模式。”由此可見，將現代教育技術逐漸地融入了課堂，運用直觀形象的多媒體圖片，以及網絡資源共享能較好地提高課堂教學效率，促進學生科學素養與綜合能力的提高。在近兩年的研究與實踐過程，我們初步形成了在信息技術環境下，小學科學探究性實驗教學的一般模式。具體過程如下圖： 現代信息技術輔助教學實驗

21、探究得出結論提出問題創設情境拓展部分導入部分探究部分拓展應用（1）運用現代信息技術，創設實驗情境“興趣是最好的老師”。教師在教學過程中根據學生的特點，選擇與教學內容相關的實驗，借助于多媒體技術創設教學情境，激發學生的學習興趣，調動了學生學習的主動性，使學生明確實驗教學的目的，自覺地投入本節課的學習中去。這樣既能使學生從簡單、機械、繁瑣的數據處理過程中解脫出來，讓他們的時間和精力用在更有創造力的方面，又能使學生在實驗探究過程中獲得豐富的情感體驗，促進綜合能力的提高。其次，利用信息技術創設情境，讓學生在動態情景中觀察現象、獲取數據、探索和發現研究對象之間的數量變化關系。這樣，不僅提高了學生的思維能

22、力，激發了學習的求知欲和好奇心，而且培養了學生敏銳的觀察力和豐富的想象力，使課堂變得生動有效。例如：在觀察我們的身體一課教學中，其實學生對身體并不陌生，可以看得到、摸得著，但有時越是熟悉的事物學生越不容易產生關注，學生并不會花很多的時間去探究身體更多的奧秘，為此，讓學生觀察、感知的基礎上，用多媒體課件展示了人的身體的內部結構，包括皮膚下的肌肉結構和骨骼、呼吸系統、消化系統等，很好的激發了學生的學習興趣，于是學生不再對自己的身體熟視無睹，而會運用各種觀察方法進行細致入微地觀察，還能在這種強烈的興趣地鼓舞下通過查資料等各種方式深入地研究自己的身體。 （2）運用現代信息技術，激發問題意識“學起于思，

23、思源于疑。”問題意識是指學生在認知活動中所產生的一種懷疑、困惑、探究的心理狀態。它在學生的思維活動中占有重要地位，是小學科學課堂教學中的重要任務之一。在傳統有教學中，老師僅憑“一本書、一枝筆、一張嘴”是無法為學生構建有效的問題情境，探究性實驗教學在傳統的教學手段中，只是一紙空言文。現在，運用現代信息技術卻能力較好的解決 一問題。運用信息技術所具有的動畫、影像、圖像、圖形、聲音、文本等多種輔助教學手段，能較好的實現“化無為有”、“ 化靜為動”。即把教材上根本沒有辦法用實驗探究,演示的內容轉換成多媒體的模擬實驗,幫助學生運用；活化教材，促使學生對實驗事實進行更深入的分析提出問題，解決問題，拓展問題

24、。例如：在種子發芽實驗一課的教學中，我運用多媒體課件模擬種子發芽的過程，然后讓學生觀察、思考。當同學們看到多媒體課件呈現出的種子發芽試驗中，有的全部發芽了，而有的沒有發芽或者只有幾棵發芽時，紛紛提出了：為什么有的種子發芽了，有的種子沒有發芽呢？這一問題引起了同學們極大的探究興趣，自然而然把學生引入到種子發芽的條件上來。結果他們經過思考、比較、交流、討論，甚至聯系三年級學過的種子結構，把這些種子進行了解剖、觀察、對比、分析。最后終于認識到一顆完好的種子只有具備了水分、溫度和空氣等條件才能發芽成長。（3）運用現代信息技術，實現實驗探究在小學科學實驗教學中，合理地運用信息技術，可以在教學中把許多宏觀

25、的和微觀的、瞬間的和漫長的、簡單的和復雜的事物展現在學生面前，促進學生的認知活動從感性向理性飛躍。在這一過程中，應充分發揮多媒體釋疑解難的作用。首先，教師可以應用多媒體課件進行演示，驗證辯析正誤，抓住重點、難點，適時引導，使學生茅塞頓開；其次，教師可預先設計多種形式的練習檢查效果。（學生在多媒體課件或者網絡教學上，根據自己的需要有選擇、有目的的自主練習，教師通過電腦了解每個學生做題情況，給予具體靈活的輔導）并讓學生相互交流，教師作出評價，從而實行課堂和諧發展。例如在教學太陽系一課時，這一課一個重點活動就是建太陽系模型，在課堂教學中，老師運用多媒體課件，為學生提供了更為直觀的模擬活動，使學生認識

26、到太陽系各行星的大小、距離遠近排列，獲得最直觀形象的感受，有效地提高了課堂教學率。（4）運用現代信息技術，促進課堂延伸 對于課堂知識的拓展延伸內容，有利于開闊學生的視野，培養學生的鉆研精神。畢竟課本上是內容是有限的，滿足不了學生的求知欲望，借助多媒體和網絡能夠較好地實現課堂延伸。例如在教學地球的衛星月球一課時，老師要求學生課后制作“月球卡”。由于學生對月球的知識，更多是來自書本與道聽途說，要想憑此制作精美的“月球卡”，應該說是比較困難的。然后，如何我們引導學生合理地運用現代信息技術，借助網絡這一信息平臺，那么要完善這些資料，就顯得異常輕松了。 由此可見，運用現代信息技術，能較好實現課堂延伸。2

27、、初步形成了現代信息技術條件下，新型的師生關系。在以前的課堂上，看到的只是學生們疑惑的目光，雖然，也有氣氛活躍的場面，但那是學生對老師的人格魅力的敬佩，而非對知識的向往，在他們的心中對知識只有吸取，對老師的意見只有言聽，對學習的回應也只有不斷地聽，不斷地寫。而現在，我們看到的不再是以前那個死氣沉沉的課堂了，看到的是充滿生機，不斷迸發生命活力的課堂，是洋溢青春氣息的，散發求知欲望的課堂，是一個師生和諧，相互成長的課堂。（1）教師是現代信息技術條件下的課堂教學中的引導者。在傳統教育條件下，教師是知識的擁有者，是課堂的權威。學生在教師的直接調控下學習，一切程式和模式都由教師自主決定，其慣用手段也只是

28、精講細練，以分取勝。可見，在傳統教育中，教師對學生的學習只是傳授者與復制者。然而，在現代信息技術條件下的課堂教學中，通過各種教學媒體，創設出大量的生活情境，學生將以自主探究，合作交流的新型學習方式進行學習。因此，在課堂教學中，我們應該從知識的傳授者與復制者轉變為學習的指導者與促進者。應該把自己的有效指導，始終貫穿于學生自主學習的全過程。幫助學生確定正確的學習目標，指導學生形成良好的學習習慣。創設豐富的教學情境，激發學生的學習動機；營造和諧的課堂氛圍，培養學生的思維能力。（2）學生是現代信息技術條件下課堂學習的主體。在現代信息技術條件下的課堂教學中隨著教師教學方式的轉變，學生的學習方式也發生的變

29、化。從傳統教學中的被動學習轉變為了信息技術條件下的主動學習。在課堂學習中,學生應該在自主、合作、探究的學習氛圍中獲取知識，應該在主動參與、情感體驗、合作交流的解題過程中促進自身能力的提高。3現代信息技術條件下的課堂教學，促進了教師與學生的共同發展。（1）課題組研究人員在關注學生的同時，自身能力獲得了較大發展。 首先，創設了一個良好教學環境，學校正在加速現代教育技術設施的建設，正在逐步完善班班通建設，建成了電子閱覽室和電子備課室。通過培訓與自學相結合的方式，提高教師信息技術應用能力。其次，在課題研究中，課題組成員系統地學習了現代信息技術素養、PPT操作技巧、探究性教學策略等現代教育理論書籍，同時

30、，在課題研究中，注重積累素材，自主探究，總結得失，有效地促進自身的專業成長。如課題組老師溫知燁老師所上的測量貍的大小，在省科學錄像課評比中獲二等獎。李志武老師所上的空氣占據空間實驗創新獲縣一等獎。李志武老師撰寫的教學論文淺談小學科學課堂教學的有效導入獲省二等獎。（2）現代信息技術促進了學生綜合能力的提高。A、激發了學生的學習興趣。 運用現代信息技術，創設大量的學習情境，使學生感到科學就在自己身邊。科學是充滿著生趣。從我們對實施的課堂觀察情況看，參與學習熱情高，興趣濃。B、培養了學生解決問題的能力。 在探究性實驗課堂教學中，引導學生積極參與，主動探索，鼓勵學生成為發現者、探索者、研究者。學生在教

31、師的引導下，通過操作實驗、大膽猜測、合作交流等活動方式去發現問題、分析問題、解決問題。提高了運用科學知識解決生活中的問題的能力。4、課題組成員積極撰寫教學論文、案例。（見下表）獲獎（發表）內容作者類別級別時間空氣占據空間李志武賽課片級2012.4空氣占據空間李志武賽課縣級2012.5水和水蒸氣歐陽勇賽課校級2012.4小學科學教學中如何實施有效教學李志武論文市級2012.4注重實驗探究溫知燁論文市級2012.08測量力的大小溫知燁賽課片級2012.10直角的初步認識歐陽勇課件省級2012.10測量力的大小溫知燁賽課省級2012.12測量力的大小溫知燁教 學案 例省級2012.12淺談小學科學課堂教學的有效導入李志武論文省級2012.12讓學生歷經知識的探索過程王湘宏論文省級2012.12小蘇打和白醋的變化溫知燁賽課縣級2013.07測量力的大小溫知燁賽課校級2013.11測量力的大小溫知燁賽課點