小学信息技术教育在科学学科中的应用与创新

引言

在教育信息化 2.0 时代，小学科学学科作为培养小学生探究能力、科学思维的主阵地，与信息技术的深度融合成为小学科学教学改革的重要方向。小学阶段学生的思维方式以具象思维为主，信息技术具有直观性、交互性、趣味性，能够破解科学教学中抽象知识难理解、实验操作有局限等难题，还能创新教学方式，培养学生的信息素养和科学素养，实现“ i_+1>2, ”。

一、小学信息技术在科学学科中的核心应用策略

（一）虚拟仿真实验：突破实验教学的局限性

小学科学实验常常受到器材安全、时空限制和成本制约，“电路连接”实验有短路危险，“植物生长周期”观察需时太长，“火山喷发”实验难以真实再现。信息技术里的虚拟仿真工具可以很好地解决这些问题。教师可以运用“小学科学虚拟实验室”之类的平台，让学生在电脑或者平板上拖动组件来完成电路连接，随时观察短路和断路的各种情形，通过动画演示植物从种子萌发到开花结果的全部进程，而且标出根，茎，叶功能方面的改变，借助 3D 模型模仿火山喷发时岩浆流动，气体喷发的动态过程，还能暂停讲解其中的科学原理。

（二）多媒体可视化：突破抽象知识难点

小学科学里“光的折射”“地球公转”“细胞结构”这些知识很抽象，传统板书和实物演示很难让学生直观地感受到，信息技术借助多媒体可以把这些抽象的知识变成具体的内容。讲“光的折射”时，老师可以做微视频，用动画显示筷子在水里“弯折”的道理，标出光线传过去的路线和角度改变，教“地球公转和四季产生”时，用交互式课件让同学们拖动地球模型围着太阳转，看它处在不同地方的时候太阳直射点怎么变，同步显示出黑夜白天，温度高低这些相关现象，讲“细胞结构”时，戴上 VR 眼镜就能“走入”细胞里面，直接看见细胞核，细胞质，细胞膜的样子和功能，就像“游览”了微观世界。

（三）数据化研究：培育科学思维习惯

科学探究的流程是“提出问题——收集数据——分析数据——得出结论”，信息技术能帮助小学生完成完整的探究过程。在“天气变化观察”单元里，老师指导学生用“天气记录 APP”每天记录气温、降水、风力等数据，APP 会自动生成周、月数据图表；在探究“植物生长与光照关系”时，学生用平板拍下不同光照条件下植物的生长情况，拍好的照片传到班级共享文档里，学生再上传高度测量数据，通过对比照片和数据，分析光照对植物生长的影响；在“物体沉浮实验”中，学生用电子秤、传感器实时收集物体重量、排开水的体积等数据，用 Excel 表格自动计算出浮力，学生就能直观地发现“浮力等于排开液体重量”的规律。数据化探究让学生掌握了科学探究的方法，也锻炼了学生对数据的整理能力、分析能力和解读能力，为后续高阶的科学学习打下基础。

二、小学信息技术与科学学科融合的创新路径

（一）项目式学习：跨学科实践场景的构建

以“校园环保小卫士”项目为例，教师整合信息技术与科学学科目标，设计“调查校园垃圾分类—分析垃圾污染—制定改进方案”的任务链。学生分组在平板上拍摄校园垃圾投放情况，用 PPT 或思维导图搜集校园垃圾分类错误的数据；在网上查找“垃圾污染对土壤、水源的影响”等科学知识，做成电子手抄报；运用ScratchJr 编程，创作“垃圾分类科普动画”，给低年级同学宣传环保知识。在项目中，学生用到了科学探究方法（调查，分析）和信息技术应用（PPT 制作、编程），培养了团队合作能力和解决问题的能力，多学科素养协同发展。

（二）个性化学习：技术助力精准教学

小学阶段学生认知水平存在差异，信息技术能借助学习平台做到科学教学个性化。教师可运用“希沃白板”“学习通”之类的平台，按照学生能力分层发送学习任务，基础层学生做“认识常见植物”的图片匹配练习，进阶层学生做“植物生长过程”的电子小报，提高层学生做“植物向光性”的探究实验计划并上传到平台。平台会自动记录学生的学习数据，教师通过分析数据找到学生的知识薄弱点，像大多数学生对于“植物蒸腾作用”缺乏认识，就可以针对性地推送微视频和互动练习，做到“以学定教”，让每一个学生都能在科学学习中收获成就感。

（三）家校协同：拓展科学学习空间的路径与策略

信息技术可打破课堂界限，创建“家校协同”的科学学习模式。教师在班级群共享“家庭科学小实验”，如用手机慢动作拍摄“鸡蛋沉浮”实验，邀家长帮忙学生记录实验过程，鼓动学生用平板拍摄家里的“动植物”，上传到班级科学相册，与同伴交流观察体会，举办“线上科学博览会”，学生通过直播表现自己的科学小创造，家长和同学线上点赞，点评。如此一来，既扩展了科学学习的范围，又促使家长参加到学生的科学教育当中，形成家校共育的力量。

三、信息技术与科学融合的实施保障

（一）加强教师能力培训

学校要定时做信息技术同科学相融合的培训，培训的内容包含虚拟实验平台的操作，多媒体课件的制作，数据分析工具的使用等等，还要安排教师参加跨学科的教研活动，交流融合教学的案例，改善教师的技术应用水平和课程设计水平。

（二）完善硬件设施建设

让每个教室都有多媒体，电子白板，建立科学探究实验室，有平板，传感器这些数字化工具，给信息技术和科学融合提供硬件支持，还要优化校园网络，保证在线教学资源和虚拟实验平台能稳定用。

（三）注重学生信息素养培养

融合教学中，教师要渗透信息安全与伦理教育，指导学生正确利用网络资源，保护个人信息，养成数字化学习习惯，规范保存实验数据，合理使用电子设备，使信息技术成为学生科学学习的“助力器”。

结语

小学信息技术与科学的融合不仅仅是用新的“教学工具”，而是一种全新的“教学方式”、“教学途径”。让小学科学教学更加形象化、更加有效率，并能同时提升小学生的科学素养及信息素养，在小学生探秘大自然的过程中为其未来发展铺好路。

参考文献：

[1]孙浩.运用信息技术提升小学科学实验教学有效性的路径探索[J].安徽教育科研，2023，（32）：93-94.

[2]李斌，朱祥梅.小学科学实验与信息技术的有效融合[J].新课程教学（电子版），2023，（17）：77-79.