教育数字化背景下小学科学课堂教学的研究与实践

引言：信息技术迅猛发展背景下教育数字化已然成为教育改革必然趋势，尤其对于注重实验探索小学科学教学而言，数字技术融入带来诸多可能性。当前小学科学课堂面临传统教学方式难以满足新时代学习需求、教学资源利用效率不高、学生科学素养培养体系不完善等问题。探究聚焦教育数字化背景下小学科学教学转型路径，从环境建设、资源整合、能力培养三个维度系统探讨如何借助数字技术手段改革传统科学课堂，为推动小学科学教育质量提升提供实践参考。

一、数字化环境建设，科学课堂转型

数字化环境建设作为科学课堂转型基础，先体现在硬件设施完善层面，现代小学科学教室需配备多媒体教学设备、电子白板等智能终端，构建互联互通智能化学习环境。智慧教室内传感器能实时监测课堂温湿度、光照强度等环境参数，为科学实验提供精准数据支持，同时交互式电子实验台让学生通过触摸屏幕操作虚拟实验仪器，增强实验过程参与感。网络基础设施升级确保高速稳定网络连接，支持大规模在线学习活动为远程协作实验奠定技术基础。

数字化环境建设还涉及软件平台构建与应用层面，智能化教学管理系统帮助教师实现备课、授课、作业批改、学情分析一体化管理，减轻行政负担同时提升教学效率。科学学习应用程序涵盖各类虚拟实验室、模拟仿真软件使危险复杂实验得以安全开展，云端学习空间打破物理围墙限制，学生随时随地进行科学探究活动并通过在线社区与同伴分享交流实验心得。微课资源库包含精心制作科学微视频，学生可以根据个人学习节奏反复观看实验步骤或关键知识点，数字化评价系统能即时收集学习数据，通过学习分析技术生成个性化反馈报告指导学习改进方向。这些软硬件环境共同构成立体化数字学习生态，推动科学课堂从知识传授型向探究体验型转变，从封闭单一走向开放多元，为科学教学创新提供坚实技术支撑。

二、资源融合优化，教学模式创新

教育数字化背景下小学科学教学资源呈现多元融合趋势，传统纸质材料与现代数字内容深度结合形成立体化学习生态，优质数字资源包括三维动画、互动课件等多媒体内容，与传统教材相辅相成。教师应当通过教育资源平台获取丰富素材，根据教学目标进行筛选整合构建个性化资源包，跨学科资源融合打破学科壁垒，将科学知识与语文、数学等学科内容有机结合培养学生综合思维能力。全球优质科学教育资源引入使学生接触国际前沿科学发现，拓宽科学视野，地方特色资源整合则将科学教学与本土文化、环境问题紧密联系，增强学习贴近性与实用性。教学模式方面混合式学习将线上自主学习与线下协作探究有机结合，项目式学习围绕真实科学问题展开，游戏化学习则将科学原理融入趣味场景，远程协作突破地域限制，这些创新模式极大激发学习兴趣与主动性，促进学生从被动接受者转变为主动建构者。

以教科版三年级上册第二单元空气教学为例，教师应当采用资源融合与模式创新策略开展教学，课前学生通过班级云平台观看关于空气性质微视频，虚拟实验室中探索空气占据空间现象，完成预习任务并提交疑问。课堂中教师运用智能化教学系统展示气球充气、水中倒杯等现象引发思考，随后组织学生分组进行捕捉空气挑战活动，每组利用平板电脑记录实验过程并实时上传至班级共享空间。教师巧妙引入跨学科资源，通过艺术作品中风动现象引导学生思考空气存在证据，利用增强现实技术展示肉眼无法直接观察微观气体分子运动情况，探究“空气有重量吗”环节学生采用翻转课堂方式，课前查阅资料设计实验方案，课堂中实施并用数字测量工具记录数据，通过协作平台即时分享实验结果与反思。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率，更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观，为学生的未来发展奠定坚实基础。

三、能力素养培养，学习方式变革

教育数字化背景下小学科学课堂教学已然超越知识传授范畴，转向全面培养学生科学核心素养，科学探究能力培养通过数字工具辅助学生进行观察记录、实验设计、数据采集及结果分析，掌握科学探究基本方法。科学思维能力培养强调通过互动式科学问题情境，引导学生进行预测、推理、判断与反思形成逻辑严密思维习惯。科学表达能力培养利用多媒体工具帮助学生以图表、模型等多种形式呈现科学发现，提升科学交流表达水平，信息素养培养则教会学生在海量信息中筛选评估科学信息，辨别科学事实与伪科学内容形成健康科学观念。学习方式变革体现在自主学习成为主流，学生根据个人兴趣与节奏选择学习内容与路径，泛在学习打破时空界限科学学习不再局限于课堂四墙，个性化学习通过学习分析技术识别每位学生学习特点与需求

以教科版六年级下册第三章宇宙教学为例，教师巧妙运用数字技术培养学生综合素养并变革学习方式，课前教师构建宇宙探索者学习社区，学生分组担任不同角色（天文学家、航天员、科普作家等）根据兴趣自主选择宇宙探索主题。课堂中教师先利用沉浸式虚拟现实技术带领学生漫游太阳系，学生通过体感交互方式近距离观察各行星特征，激发探索欲望，随后组织宇宙奥秘协作探究，学生利用天文观测应用程序收集月相变化图像，借助人工智能技术分析月球表面环形山成因并通过数字建模软件制作月球三维模型。针对“人类为何探索宇宙这一开放性问题，学生在智能学习平台上查阅全球航天计划资料，参与在线辩论锻炼批判性思维能力 , 课堂后半段学生进行设计未来太空站项目，运用编程工具模拟太空环境设计解决失重、辐射等太空生存问题方案，培养创新

思维与问题解决能力。

结论：教育数字化背景下小学科学课堂教学改革已成为必然趋势，探究从数字化环境建设、资源融合优化、能力素养培养三个维度进行系统探讨。构建融合硬件设施与软件平台智能化学习环境，整合多元数字资源并创新教学模式，全面培养科学核心素养并变革学习方式，共同构成小学科学教学数字化转型路径。通过这些措施科学课堂逐步实现从知识灌输向能力培养转变，从单一课堂向多元空间拓展，从教师主导向师生共建发展。

参考文献

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