跨学科视角下小学科学与电化教育融合教学策略研究

摘要：在小学科学实践教学中，电教技术为小学科学实践教学带来了诸多优势。它能提升教学的科学性，激发学生对科学的学习兴趣，助力培养学生的探究能力、创新能力与科学素养，为教学提供有力的技术支撑。本文阐述了跨学科视角下小学科学与电化教育融合教学策略研究，提出了有针对性的方法，切实加强其在教学中的运用。

关键词：跨学科；小学科学；电化教育；融合教学

引言：当前小学科学教学中，信息化素养不足与跨学科资源整合局限仍是主要挑战。小学科学作为培养学生科学素养、探究能力与创新思维的核心学科，亟需借助电化教育的优势突破教学瓶颈。电教技术的应用，旨在更好地激发学生的学习兴趣，提升教学过程的活力。

一、跨学科视角下小学科学与电化教育融合教学策略研究意义

跨学科融合打破了传统教学的老套路，电化教育给小学科学教学带来了源源不断的活力。电化教育凭借独特优势，把原本抽象难懂的科学知识，变成了直观生动的画面和动态演示。它让教育技术实实在在地融入学科教学中，彻底改变了过去只有黑板和粉笔的教学方式。在融合的实践过程中，教师积累了好多宝贵经验，这些经验就像一块块基石，为教育改革提供了有力支持。在跨学科视角下，小学科学和电化教育的融合，对学生成长助力极大。

以讲解地球公转与四季更替来说，多媒体动画展示地球绕着太阳公转的轨迹，以及太阳直射点在地球表面移动的过程，清晰明了地呈现在学生眼前，原本晦涩的概念变得更容易理解。这就像一把神奇的钥匙，打开了学生对科学兴趣的大门，让他们从被动听讲，转变为主动去探索科学奥秘。在课堂实践中，学生能借助电化设备参与模拟实验，这个过程学生需要积极思考实验步骤，大胆提出自己的想法，在操作中不断尝试新方法，实践能力就在不知不觉中得到了锻炼。学生的科学素养就像小树苗一样，稳稳地扎根、茁壮成长。学生获取信息、分析问题以及运用知识的能力，也在一次次地学习中越来越强，为他们以后的学习和生活，打下了坚实的基础。用这种创新模式培养出来的学生，更能适应现在社会对复合型人才的需求，为社会发展持续输送既有创新精神，又有实践能力的优秀人才，推动教育事业不断向前发展。

二、小学科学与电化教育融合教学的现状

部分学校教师队伍整体水平参差不齐，科学老师年纪偏大，对新出现的技术和设备接受起来很慢。他们平时上课只会播放 PPT，像功能更复杂的教学软件、在线资源平台等，他们根本无法使用。一些学校因为没有专门的培训经费，老师连参加专业信息化教学培训的机会都没有。至于虚拟实验、数字化探究这些先进的教学方法，对他们来说更是难如登天。这样一来，电化教育本来能给科学教学带来的那些好处无法体现。虽然网络上有着丰富的科学教学资源，如科普视频、趣味盎然的动画，还有互动性强的软件等，可老师们对这些资源知晓得十分有限。很多时候，他们连从哪儿去搜索这些资源都不清楚。教师没有深入思考如何把这些身边的生活资源与电化教育联系起来。

以农作物生长过程来讲，农民们春种秋收，小麦从破土发芽到抽穗成熟，这一系列变化充满了奇妙之处。要是老师们能带着学生用相机、手机记录下来，再制作成教学视频，或者利用简单的动画软件将其生长阶段清晰呈现，科学课一定会变得生动有趣。但现实情况是，由于缺乏这样的尝试，教学资源仅仅局限于教材和少量的常规资料，形式太过单一，难以满足科学教学内容丰富、形式多样的要求，学生们对科学课的兴趣也始终提不起来，上课积极性大打折扣。

三、小学科学与电化教育融合的实践路径

（一）虚拟实验助力，推进科学探究

在小学科学教学里，虚拟实验是个好帮手，能帮学生弄懂那些抽象的知识。如果实验器材不够，或者操作起来有危险的时候，像 PhET、Labster 这些虚拟实验平台就派上用场了，它们能模拟出跟真的一样的实验场景。

以《太阳系大家庭》为例，学生们生活经验少，很难想象宇宙里天体的大小、位置、运动关系。老师就可以用先进的虚拟实验技术，给学生们打造一个特别逼真的虚拟实验场景。课上打开虚拟实验软件，屏幕上先是出现一片黑茫茫的宇宙背景。接着，一个个颜色鲜艳的天体慢慢冒出来。太阳在画面正中间，周围一圈是八大行星，从离太阳近的水星、金星，到远一些的木星、土星，它们大小不一样，软件把比例都精确还原出来了。老师再用软件的缩放功能，把镜头拉近，学生们就能清楚地看到行星表面的样子。比如说火星，能看到上面红红的土壤；木星能看见表面巨大的风暴气旋，这样学生就能感受到天体大小的差别。老师调好展示位置视角，行星们在各自轨道上绕着太阳转的动态画面就出来了。轨道的形状，行星离得有多远，都看得明明白白。而且老师还能切换时间，让学生看到随着时间变化，行星位置是怎么变的。

待场景布置好，老师就结合教学内容，给学生们提一些有趣的问题：“太阳系里都有哪些天体呀？它们大小、位置是啥关系？又是怎么运动的？太阳系外面还有别的天体不？” 引导学生认真思考。学生们看着这么逼真的虚拟场景，脑子一下子就活跃起来了，开始积极提问。有的学生好奇：“为啥行星轨道是椭圆的，不是正圆呢？” 有的学生关心行星的卫星，问：“每个行星都有卫星吗？卫星咋绕着行星转的？” 还有的学生对太阳系外的天体充满想象，问：“太阳系外面也有恒星和行星吗？那边环境啥样啊？”这么一来，虚拟实验情境把学生学习科学的兴趣全激发出来了。他们主动去探索那些不知道的知识，对教材内容理解得更透彻，为以后深入学科学习打下了好基础。

（二）运用媒体资源，深化跨科应用

在小学科学和电化教育深度融合的跨学科教学模式下，有很多电化教育手段可以用。这些手段能把抽象的科学概念变得更直观，还能把不同学科的知识融合起来。以地球公转为例，这个概念很抽象。借助3D建模软件做出地球公转的动态模型，能清楚地展示地球绕太阳公转的轨道，还有地轴倾斜的角度，以及四季变化是怎么来的。在科学课上，老师用这个模型讲地球公转知识时，能融入数学里的角度、比例知识。带着学生计算地球公转轨道的周长，测量地轴倾斜角度，用数学方法把科学现象量化。从地理学科角度，结合公转时太阳直射点的移动，分析不同地区气候、昼夜长短的变化规律，让学生画相关的地理图表，把科学、地理、数学知识都串起来。

又比如，演示水循环过程的时候，电化教育手段和跨学科的结合就更明显了。通过播放动态视频，海洋里的水受热蒸发，变成水汽往上升，遇冷又凝结成云，接着以降雨、降雪这些形式落到地面，最后通过地表径流和地下径流回到海洋，整个过程看得清清楚楚。老师在讲科学的水循环原理时，可以融入语文里描写自然景观的元素。让学生描述水循环里的各种景象，像 “云海翻腾”“细雨如丝”，提高学生的语言表达能力。在美术课上，学生可以根据水循环视频，创作水循环主题的绘画作品，表达自己对这个自然现象的理解。音乐学科也能参与进来，老师可以引导学生根据水循环的节奏、特点，创作简单的节奏旋律，用音乐展现自然现象的韵律美。

（三）引入智能教具，促进学具革新

在小学科学六年级（上册）“观察星空” 一课中，教师可充分利用基于应用背景下的人工智能教具和学具，大幅提升教学效率。目前已有搭载人脸识别技术的天文望远镜辅助设备，学生们要用天文望远镜智能设备观测星空。这个辅助设备能一下子就识别出学生的脸，然后自动根据每个学生以前的观测记录。还能根据学习情况调整望远镜的参数。像焦距该怎么调，观测角度怎么定，都安排得很清楚，给每个学生都提供最适合他们当前知识水平和观测习惯的观测条件。如果系统要是发现某个学生之前看星座的时候看得不太清楚，这次就会自动把望远镜成像优化一下，让星座的轮廓变得更清晰。

语音识别技术在这堂课里也能发挥作用。教师可以给学生们配备智能语音导览学具，学生只要对着这个学具说出自己感兴趣的天体名字，比方说 “牛郎星”，学具马上就能通过语音，详细给学生介绍牛郎星的各种信息。像牛郎星在银河系里的位置，它离咱们地球有多远，自身又有哪些特点，都能介绍得清清楚楚。而且学生在观测的时候，如果对看到的天体特征，或者星图上的现象有疑问，直接用语音提问就行。学具会从特别庞大的天文知识库里面搜索答案，然后清楚地给学生解答。就像学生问 “这片模模糊糊的星云是什么”，学具会准确地告诉学生星云叫什么名字，是怎么形成的，还有相关的科学研究成果。另外，借助这些人工智能教具和学具，教师还能组织一些特别有意思的教学活动。比如开展小组竞赛，让各个小组的学生通过语音识别学具，快速抢答关于星空知识的问题。同时，利用人脸识别设备，把每个学生的参与度，还有答题情况都记录下来。教师根据这些数据，就能马上知道学生对知识掌握得怎么样，找到学生的薄弱环节，然后进行有针对性的讲解。

（四）突破实验难点，引领自主学习

在教学中，教师要充分发挥学生的主体作用，鼓励学生勇于创新、大胆实践、积极参与到教学活动中来；在教学中，注重让学生自己观察、自己发现、自己概括，突破实验教学重难点，充分调动学生自主学习的积极性。

在《信息科技数据的收集与记录》这堂课里，教学目标是让学生理解播种时间和气候数据之间复杂的关系。一开始，建议老师会带着学生打开在线气象数据库。这个数据库里资料很多，老师让学生专门去找不同年份清明节气期间的气温、降水、日照时长这些重要的气候数据。面对诸多的数据，这时老师要教学生一些信息科技的小技巧，比如怎么筛选和排序数据。不同的农作物有不一样的生长特性。像那些喜欢温暖环境的作物，重点看气温数据；耐旱的作物得多留意降水数据。学生就按照这个方法，自己从一大堆数据里，挑出对探究有用的数据。挑好数据后，老师接着教学生用电子表格软件做数据图表。通过图表，那些数据就变得清楚明白。学生在制作图表的时候，就发现了一些规律。比如说，有些年份清明节气气温比较高，特定农作物播种后，生长周期就缩短了。为了让学生理解得更透彻，老师把学生分成小组，让大家一起讨论。讨论的时候，要结合科学课上学过的植物生长原理，去分析数据背后的原因。这么一来，学生自己就能总结出清明节气和农作物生长到底有啥内在联系。从找数据，到最后解决问题，学生完完全全是自主学习。

（五）整合多样策略，培育跨科素养

在《技术支持下的科学探究种子萌芽实验》现场展示课上，教学重点和难点是让学生理解和运用控制变量法。课前，教师播放一段专门讲控制变量法原理的动画视频。学生看了之后，就知道在研究气温对种子萌发有啥影响的时候，除了温度，其他条件都得保持一样。实验开始后，老师给每个小组都发智能温度调控设备。学生可以自己设定不同实验组的温度，有的设立低温组，有的是常温组，还有高温组。在培育种子的过程中，学生就用手机或者平板，每天给种子拍照，记录它们的萌发状态，然后把照片上传到共享文档里。这时候，老师会引导学生思考：要是浇水次数不一样，对实验结果会有啥影响呢？学生一听，就会自己去检查，保证除了温度，像土壤湿度、光照时长这些条件都不变。随着实验慢慢推进，学生看到不同温度下，种子萌发的时间不一样，发芽率也有高有低。老师就让学生以小组为单位，用数据分析软件整理和分析实验数据。每个小组通过对比不同温度组的数据，自己就能总结出气温对种子萌发的影响规律。这么做，学生在实践中学会了控制变量法，研究兴趣更浓了，还养成了科学严谨的研究态度，观察的时候也变得认真负责。这两节跨学科的案例，老师通过精心设计实验环节，让学生用信息科技的办法，把科学、信息科技等不同学科的知识和方法融合在一起。在数字化的环境里，学生既能自主学习，又能合作探究。在这个探索的过程中，学生的综合素养不断提高，为以后遇到复杂问题，打下了很好的基础。

结语：跨学科视角下的小学科学与电化教育融合教学，为传统科学课堂注入了创新活力。通过虚拟实验、多媒体资源及人工智能技术的应用，抽象的科学知识得以具象化，学生的探究能力与创新思维在沉浸式学习中显著提升。这一模式的深化不仅能为学生奠定扎实的科学素养基础，也将助力培养适应数字化时代的复合型人才，为教育现代化发展提供可持续动力。

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