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技术助力小学科学可视化实验的支架式教学策略

《义务教育科学课程标准（2022年版）》在课程开发与利用中指出：力争做到课程资源与科学教学有机结合，信息技术与科学教学深度融合。教师利用信息技术将科学问题置于现实生活中，引导学生观察科学现象，探寻科学知识，激发学生的好奇心和求知欲，有利于提高学生的创新能力和动手能力。教师要积极参与网络资源建设，充分利用网络资源，运用在线学习、微课自学、智能检索等方式，促进信息技术与科学学习深度融合，为教学服务。教师可以利用科学教学网站或资源库，以及各种网络平台或工具，开展网络研修或科学教学信息交流活动，提高专业水平。教师应利用信息技术手段，如虚拟仿真实验、数字化实验等，让学生比较直观便捷地学习相关知识。学校与教师还应关注数字化教材、音像资料、多媒体软件等资源的开发与使用。如何科学运用支架式教学策略，提高小学生参与科学探究实验的积极性和课堂教学效率？教师需要引入新颖的教学方法：植入信息技术使小学科学课堂教学更加生动、形象、有趣，化繁为简、变静为动、显微阐幽，搭建立体式支架使学生思维螺旋形升级。为此，笔者针对小学科学探究实验构建了话题型支架、素材型支架、方法型支架、操作型支架、技术型支架，提供多样化的观察素材，开展数字化教学，激发学生观察兴趣，培养科学思维尽可能实现实验过程和思维过程可视化提高教学实效。

引入话题型支架，激发观察兴趣

话题型支架指在导入或过渡教学时，教师根据自己对文本内容的理解和对学生的生活经验、学习起点的了解，提出恰当的话题，以帮助学生搭建承启学习的桥梁，使他们能够尽快投入科学探究学习之中，促进学生深度学习，在收集证据的过程中构建科学概念.笔者构建的话题型支架结构如图1所示。对于每次实验探究活动，教师需要聚焦相应的问题，对学生的生活经验或学习起点要有明确的认识。教师要以生为本设置话题，选择学生感兴趣且符合其成长规律、地域特征的具有研究价值的问题开展探究活动。教师在问题评估环节起重要作用。评估精准得当是活动顺利开展的关键。学生在活动过程中针对问题收集数据分组对数据进行分析达成共识，构建相应的科学概念，用以解释现象、解决问题。学生科学观念的形成是建立在理解科学概念、规律、原理的基础上的。教师让学生在整个过程中以自主合作、分析讨论的方式形成科学观念，有利于学生在今后的生活中有意识地借助已有科学观念来解决问题。

图1话题型支架结构

学生对学习的主题感兴趣就会产生好奇心，且能持久。要激发学生观察的兴趣，教师应精心设计目标和任务。教师可以在课堂教学中使用三维动感等相关课件，变抽象为形象.

例如，研究不同形状的车轮在斜面上滑下的距离时，笔者用大屏展示变形金刚引出话题，吸引学生的注意力，激发学习兴趣.学生分组比赛，制作变形金刚（小车），在此过程中研究不同形状的车轮在斜面上的运动情况。笔者引导学生研究圆形车轮的滑行距离，将前后两次实验进行对比，借助三维动画模拟各种形态、质量的小车在不同斜坡路面环境下的滑动过程，引发学生思考影响小车滑行距离的因素还有哪些。

兴趣是最好的老师。对于低年级学生来说，普遍存在注意力不集中、容易被新鲜事物吸引、对晦涩抽象的知识接受能力差等不足。整节课，笔者从问题出发，始终围绕学生感兴趣的话题创设情境.学生制作变形金刚小车参与比赛是教学明线，学生在比拼的过程中潜移默化地研究了不同形状的车轮及不同高度的斜面对比赛结果的影响是教学暗线，双线完美契合。最后，笔者借助三维动画对现实环境难以模拟的实验进行重现，进一步让学生在探索中思考影响物体在斜面上运动的因素有哪些。学生在玩乐中学习，更加高效地理解并掌握了相关知识，也有效拓宽了知识面.

提供素材型支架，建构立体思维

素材型支架指教师让学生在生活中学会观察，从中寻找和收集有用的素材，引导学生记录相关素材，并对其进行梳理和拓展，提升学生的探究能力。笔者构建的素材型支架结构如图2所示。科学探究实践往往少不了实验材料的支撑。教师应从学”的角度思考如何让材料为探究实践服务。笔者在课前、课中、课后时刻关注材料

发挥的作用对学生实践探索的助益。对于某项活动，课前需要进行下水实验。笔者分析教材列出的材料能否达成教学目标，如果能够达成，思考是否有更有效的材料可用，为此开展多材料实验。如果无法达成，那么需要如何改进实验材料？课前完成下水实验并不意味教师在课堂上就可以松懈，还需要关注学生在课堂上分组合作情况，关注学生借助教师提供的材料是否能够解决问题，以及学生在使用材料的过程中有无发现新问题或有研究意义的发现。课后，笔者根据课上学生分组合作的结果及时总结反思，能够顺利解决问题,就形成典型材料进行推广应用；如果有新问题或者新发现，就进一步对材料进行改进，以便帮助学生解决问题.

图2索材型支架结构

对于实验观察活动，教师准备材料要做到丰富且典型。材料多种多样，便于学