〔摘 要〕 本文從科學(xué)核心素養(yǎng)的定義及其在小學(xué)教育中的重要性出發(fā)，深入分析數(shù)字化教具的作用與影響，詳細(xì)討論了通過(guò)這些教具實(shí)現(xiàn)科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略：結(jié)合課程目標(biāo)設(shè)計(jì)教具、促進(jìn)探究式學(xué)習(xí)、增強(qiáng)互動(dòng)性和參與感、支持個(gè)性化學(xué)習(xí)以及教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展。本文強(qiáng)調(diào)了數(shù)字化教具在提升學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)體驗(yàn)中的關(guān)鍵作用，為科學(xué)教育實(shí)踐提供了必要的指導(dǎo)和啟示。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；數(shù)字化教具；核心素養(yǎng)

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2024） 23 022-024

隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)字化教具已成為創(chuàng)新教學(xué)方法的重要工具。特別是在小學(xué)科學(xué)教育中，這些教具的引入不僅豐富了教學(xué)資源，還為學(xué)生提供了更加直觀(guān)、互動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。研究聚焦于數(shù)字化教具如何有效培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，探索其在促進(jìn)學(xué)生理解復(fù)雜科學(xué)概念、過(guò)程和思維方式中的作用，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)及其未來(lái)的學(xué)習(xí)生活，都具有深遠(yuǎn)的意義，它不僅涉及知識(shí)的積累，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、批判性思維和解決問(wèn)題的能力。

一、科學(xué)核心素養(yǎng)的概念

科學(xué)核心素養(yǎng)涵蓋了學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中必須掌握的一系列能力和態(tài)度，這些能力和態(tài)度對(duì)學(xué)生未來(lái)的學(xué)業(yè)發(fā)展和日常生活具有深遠(yuǎn)的影響。在當(dāng)今快速發(fā)展的科技社會(huì)中，科學(xué)核心素養(yǎng)不僅僅是科學(xué)知識(shí)的累積，更重要的是能夠在復(fù)雜情境中運(yùn)用這些知識(shí)進(jìn)行思考和解決問(wèn)題?？茖W(xué)觀(guān)念，作為科學(xué)核心素養(yǎng)的基石，包含了對(duì)自然世界的基本理解和科學(xué)概念的掌握，使學(xué)生通過(guò)科學(xué)課程能夠?qū)W習(xí)到生物、物理、化學(xué)等領(lǐng)域的基本原理和事實(shí)，這為他們解釋自然現(xiàn)象和應(yīng)對(duì)生活中的科學(xué)問(wèn)題提供了必要的知識(shí)基礎(chǔ)?？茖W(xué)思維則關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理、批判性思維和解決問(wèn)題的能力，包括觀(guān)察、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析等科學(xué)方法，使學(xué)生能夠在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)運(yùn)用科學(xué)的方法來(lái)探求答案，提高他們的分析和決策能力。探究實(shí)踐，作為科學(xué)核心素養(yǎng)中的實(shí)踐部分，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)和操作來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種方式可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解和記憶，更重要的是，通過(guò)實(shí)際操作學(xué)生可以學(xué)會(huì)如何在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察、記錄、分析并得出結(jié)論，這種經(jīng)驗(yàn)是理論學(xué)習(xí)難以替代的。態(tài)度責(zé)任則涉及學(xué)生對(duì)科學(xué)的態(tài)度和在科學(xué)學(xué)習(xí)及應(yīng)用中應(yīng)具備的品質(zhì)，包括對(duì)科學(xué)誠(chéng)實(shí)原則的尊重、對(duì)環(huán)境和社會(huì)的責(zé)任感以及終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。

二、數(shù)字化教具的作用

數(shù)字化教具不僅能豐富教學(xué)手段，還能為學(xué)生提供更加直觀(guān)、互動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有效促進(jìn)對(duì)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。運(yùn)用自制數(shù)字化教具，教學(xué)內(nèi)容能以更加生動(dòng)、具體的形式呈現(xiàn)，從而幫助學(xué)生更好地理解復(fù)雜的科學(xué)概念和原理。數(shù)字化教具的引入，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加主動(dòng)，學(xué)生的參與性更強(qiáng)。通過(guò)交互式的模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中親自操作、觀(guān)察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這種過(guò)程大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。這種方式還允許學(xué)生通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，探索不同參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，進(jìn)一步深化了對(duì)科學(xué)原理的理解。由于這些教具通常設(shè)計(jì)有多種學(xué)習(xí)路徑和難度級(jí)別，能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解程度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而滿(mǎn)足不同學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。這種個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)也能減少學(xué)習(xí)中的挫折感，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。在促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方面，自制數(shù)字化教具的作用尤為顯著，通過(guò)使用這些教具，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)知識(shí)，更重要的是，他們能夠在實(shí)踐中培養(yǎng)科學(xué)思維方式，如觀(guān)察、分析、推理等能力。這些教具還能夠培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通技能，因?yàn)樵谑褂媒叹哌M(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，學(xué)生往往需要與同伴合作，共同討論和解決問(wèn)題。

三、發(fā)揮數(shù)字化教具作用有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的策略

（一）結(jié)合課程目標(biāo)設(shè)計(jì)教具

數(shù)字化教具的設(shè)計(jì)過(guò)程要充分考慮科學(xué)課程的核心學(xué)習(xí)目標(biāo)，包括科學(xué)觀(guān)念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任。例如，若課程目標(biāo)旨在讓學(xué)生理解水循環(huán)的過(guò)程，教具的設(shè)計(jì)就可以模擬雨水從蒸發(fā)到降水的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)交互式模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀(guān)察并操作每一步驟，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水循環(huán)科學(xué)概念的直觀(guān)理解。教具設(shè)計(jì)還應(yīng)支持學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力，這意味著教具不僅要展示科學(xué)現(xiàn)象，更要為學(xué)生提供探索、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證的機(jī)會(huì)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下，主動(dòng)提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析數(shù)據(jù)，最終得出科學(xué)結(jié)論?；?dòng)性強(qiáng)的教具能夠更有效地吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)習(xí)效果，利用一些傳感器（溫度傳感器、力傳感器等）讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加直觀(guān)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加簡(jiǎn)便，可以讓學(xué)生通過(guò)觸摸和滑動(dòng)操作來(lái)探索科學(xué)現(xiàn)象，這種身體參與的學(xué)習(xí)方式能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解和記憶。通過(guò)提供不同難度級(jí)別的學(xué)習(xí)活動(dòng)或讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇學(xué)習(xí)路徑，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀(guān)念，個(gè)性化學(xué)習(xí)有助于滿(mǎn)足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供適合每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而提高學(xué)習(xí)的有效性和學(xué)生的獲得感。

（二）促進(jìn)探究式學(xué)習(xí)

通過(guò)數(shù)字化教具支持的探究式學(xué)習(xí)，學(xué)生被置于學(xué)習(xí)過(guò)程的中心，他們不再是被動(dòng)的知識(shí)接受者，而是變成了積極的知識(shí)探索者。這種學(xué)習(xí)方式強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋?zhuān)@不僅有助于學(xué)生構(gòu)建科學(xué)知識(shí)體系，還促進(jìn)批判性思維、解決問(wèn)題和自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。如利用數(shù)字化教具模擬生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)作，學(xué)生可以通過(guò)改變某些變量（如溫度、濕度、光照等）來(lái)觀(guān)察對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中植物和動(dòng)物的影響。這種互動(dòng)和模擬實(shí)驗(yàn)不僅增加了學(xué)習(xí)的趣味性，也使學(xué)生能夠直觀(guān)地理解生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性，以及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的潛在影響。自制數(shù)字化教具還可以根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和興趣進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置，提供不同難度級(jí)別的探究活動(dòng)。這樣的設(shè)計(jì)考慮了學(xué)生的差異，使所有學(xué)生都能在能力范圍內(nèi)進(jìn)行科學(xué)探究，進(jìn)一步提高了學(xué)習(xí)的包容性和有效性。數(shù)字化教具的使用，還促進(jìn)師生之間以及學(xué)生的互動(dòng)與合作，在探究式學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師作為指導(dǎo)者和助手，協(xié)助學(xué)生制訂學(xué)習(xí)目標(biāo)，并提供必要的學(xué)習(xí)資源，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生之間開(kāi)展討論和合作，共同解決問(wèn)題。這種教學(xué)模式不僅加強(qiáng)了學(xué)生的社會(huì)交往技能，還培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。

（三）增強(qiáng)互動(dòng)性和參與感

互動(dòng)性強(qiáng)的教具能夠通過(guò)多種方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)觸摸屏操作、虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)或者在線(xiàn)協(xié)作平臺(tái)，學(xué)生可以在探索科學(xué)概念的過(guò)程中享受到游戲般的樂(lè)趣。這種學(xué)習(xí)方式不僅提高了學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。而且還幫助他們?cè)趯?shí)踐中理解抽象的科學(xué)理論，使學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加生動(dòng)和具有吸引力?；?dòng)性強(qiáng)的教具還能夠提供即時(shí)反饋，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。學(xué)生在完成某個(gè)任務(wù)或?qū)嶒?yàn)后可以立即獲得反饋，了解自己的學(xué)習(xí)情況，從而對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。這種即時(shí)反饋機(jī)制不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，還可以幫助他們及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效率。通過(guò)設(shè)計(jì)富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)和游戲，教師鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程，與同伴合作解決問(wèn)題，這種參與方式不僅加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，而且還培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和社交技能。學(xué)生在合作中學(xué)習(xí)，通過(guò)共同探討、交流和解決問(wèn)題，提高了科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)也學(xué)會(huì)了尊重和傾聽(tīng)他人的觀(guān)點(diǎn)。自制數(shù)字化教具的高度互動(dòng)性和強(qiáng)大的參與感還能夠適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，通過(guò)個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和多樣化的學(xué)習(xí)資源，每個(gè)學(xué)生都能根據(jù)自己的興趣和能力選擇最適合自己的學(xué)習(xí)方式。這種個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度，使所有學(xué)生都能在科學(xué)學(xué)習(xí)中找到樂(lè)趣和成就感。

（四）支持個(gè)性化學(xué)習(xí)

個(gè)性化學(xué)習(xí)的核心在于認(rèn)識(shí)到學(xué)生之間存在的差異，這些差異可能源于他們的興趣、學(xué)習(xí)速度、知識(shí)背景以及學(xué)習(xí)風(fēng)格。數(shù)字化教具通過(guò)提供定制化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使每位學(xué)生都能夠根據(jù)自己的特點(diǎn)和需要進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而最大限度地提高學(xué)習(xí)效率和效果。通過(guò)嵌入不同層次的學(xué)習(xí)任務(wù)、調(diào)整教學(xué)難度、提供多樣化的學(xué)習(xí)資源，自制數(shù)字化教具能夠滿(mǎn)足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。對(duì)于難度較大的科學(xué)概念，教具可以通過(guò)分層次展示信息，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解能力逐步深入，或者通過(guò)提供不同形式的解釋和實(shí)例來(lái)滿(mǎn)足不同學(xué)生的理解方式。個(gè)性化學(xué)習(xí)還涉及學(xué)習(xí)路徑的多樣化，數(shù)字化教具可以設(shè)計(jì)成允許學(xué)生根據(jù)自己的興趣和好奇心選擇學(xué)習(xí)的方向和內(nèi)容，這種自主選擇的過(guò)程不僅能夠增加學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)的投入度，還有助于提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的積極性和獨(dú)立性。在支持個(gè)性化學(xué)習(xí)的同時(shí)，數(shù)字化教具還提供了即時(shí)反饋和評(píng)估機(jī)制，這種機(jī)制可以幫助學(xué)生及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和存在的問(wèn)題，對(duì)于教師而言，也能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)調(diào)整和優(yōu)化。通過(guò)這種方式，教學(xué)活動(dòng)更加貼近學(xué)生的實(shí)際需要，有助于提升學(xué)習(xí)的個(gè)性化和精準(zhǔn)度。因此，教師不僅需要掌握如何有效利用數(shù)字化教具進(jìn)行教學(xué)的技能，還需要能夠根據(jù)學(xué)生的反饋和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)策略和內(nèi)容。

（五）教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展

教具的有效整合與使用依賴(lài)于教師的專(zhuān)業(yè)能力與教學(xué)策略的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新。教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展策略涉及多個(gè)方面，包括提高對(duì)科學(xué)觀(guān)念的理解、加強(qiáng)科學(xué)思維的教學(xué)方法、深化探究實(shí)踐的引導(dǎo)技巧，以及強(qiáng)化教學(xué)中的態(tài)度和責(zé)任感。在科學(xué)觀(guān)念的教學(xué)中，教師需深入理解科學(xué)的基本概念和理論，以便精確地向?qū)W生傳達(dá)科學(xué)知識(shí)。參與專(zhuān)業(yè)發(fā)展課程能讓教師更新其科學(xué)知識(shí)庫(kù)，并學(xué)習(xí)將復(fù)雜的科學(xué)理論簡(jiǎn)化成易于理解的形式。在科學(xué)思維方面，教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用批判性思維、邏輯推理以及科學(xué)方法（如觀(guān)察、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)和結(jié)論）的能力。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)，教師可以掌握如何設(shè)計(jì)鼓勵(lì)學(xué)生思考的活動(dòng)，并將自制數(shù)字化教具作為支撐工具，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。探究實(shí)踐的引導(dǎo)則需要教師能夠設(shè)計(jì)和實(shí)施以學(xué)生為中心的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目。教師應(yīng)學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建富有挑戰(zhàn)性的探究環(huán)境、使用數(shù)字化教具模擬科學(xué)過(guò)程，并有效引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。在態(tài)度與責(zé)任的教育中，教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)責(zé)任感和倫理意識(shí)。教師需學(xué)習(xí)如何通過(guò)教學(xué)活動(dòng)強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)、誠(chéng)信意識(shí)及對(duì)科學(xué)的尊重，這包括在使用數(shù)字化教具時(shí)向?qū)W生灌輸正確的科學(xué)態(tài)度，教育他們認(rèn)識(shí)到科學(xué)探究對(duì)社會(huì)和環(huán)境可能帶來(lái)的影響。

四、結(jié)論與建議

顯而易見(jiàn)，數(shù)字化教具在小學(xué)科學(xué)教育中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，特別是在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)方面。為了最大化地發(fā)揮這些教具的教學(xué)效益，建議對(duì)教師進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，讓他們掌握將這些工具有效融入教學(xué)實(shí)踐的策略。同時(shí)，學(xué)校還應(yīng)支持教師進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)的嘗試和反思，鼓勵(lì)教師根據(jù)學(xué)生的具體反饋調(diào)整教學(xué)方法。未來(lái)，還可以進(jìn)一步探索如何優(yōu)化數(shù)字化教具的設(shè)計(jì)，以更有效地滿(mǎn)足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，從而更深入地推動(dòng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的成長(zhǎng)。

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