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《教育信息化“十三五”规划》指出：以信息化来推动教育体系的结构重组、流程再造和思想变革，从而实现教育的创新发展。因此，我们应秉承“求真、开放、平等、协作、分享”的互联网精神，用互联网思维去思考教育问题，通过提升教师的信息素养和创新教育教学能力，使信息化教学真正成为教师教学活动的常态。本文以小学科学《抵抗弯曲》一课为例，探讨了电子阅览室环境下智慧教育理念是如何支撑小学科学课堂教学的。
《抵抗弯曲》一课原有教学存在的问题
1.原有认知与现实情境的矛盾冲突
《抵抗弯曲》属于小学科学课程设置的四大领域中的“技术与工程”范畴，工程是以科学和技术为基础的系统性工作，运用数学、科学和技术领域的概念来系统地解决复杂问题。首先，桥梁在现实世界中客观存在并蕴含着非常丰富的科学原理，它为学生提供了一种解释概念的良好背景环境，但是学生对桥梁的已有认知、原有经验还处于较浅的水平，从学习阶段跨入研究型学习，从通过知识获得发现科学原理到根据科学原理设计实际应用中的桥梁，这种转变是比较突然的，对学生的适应性有一定挑战；其次，由于小学生无法亲临场地或制作现场，以他们现有的思维水平及动手操作能力，会造成一定学习障碍，所以教师设计实验这个过程对学生是一个认知上的挑战。
2.问题表征与结果呈现的转化困难
学生能否对科学研究问题进行有效表征，是衡量学生是否真正建构新知识、实现新知识与原有知识的有效联结，并能够迁移所学知识解决新问题的重要标准。纸桥抗弯曲能力的大小是肉眼无法看出的，从儿童接受外界信息的方式来看，更多人倾向于凡事依靠自己的感觉器官，并通过感官获得的具体信息对事物作出分类或归纳。“感官获取”与“肉眼看不到”之间的矛盾，造成学生无法进行有效的表征，那如何将“纸桥抗弯曲能力的大小”化无形为有形、化抽象为形象呢？
3.智力因素与非智力因素教学诊断的局限
目前，我们更多的是关注学生成绩（智力因素），却忽视学生的学习过程（非智力因素）。课标要求时刻关注学生学习全过程的评价，包括学生学习目标的设定、学习过程的诊断以及学习结果的评定。那有没有一种方法能够全面诊断学生的学习过程、学习结果等，从而使教学评价更加全面，为后续的教学提供一定的帮助呢？
智慧教育解决方案
1.电子阅览室介入，拉近现实与认知的距离
本节课以“信息技术”介入为手段，引导学生通过学校的电子阅览室，查找有关桥梁的相关知识。电子阅览室拥有非常丰富的电子信息资源，如电子图书馆、电子期刊、数据库等。同时，由于学生使用电子产品或多媒体的技术水平不同，教师正好可以把握契机，教会学生网络搜索如数据库检索、多媒体阅览等能力，这将对提高学生的信息技术能力有着重大作用。
2.智慧黑板互动一体机，促进思维显像呈现
为了让学生的思维具有可见性，多种表达方式很关键，如运用微课、动漫、图表、文字、数字符号等手段，能将学生的思维具象化，从而有利于帮助他们学会确认变量、制表作图、假设、实验论证、分析结论等综合科学过程技能。本节课将“抗弯曲能力大小”转化成“回形针的数量”，以数字的方式来比较不同厚度、不同宽度的纸桥的抗弯曲能力，同时利用智慧黑板互动一体机，将“抗弯曲能力大小”绘制成图表，能帮助学生建立感知和体验，进而分析图表，找出规律。
3.问卷星诊断，形成科学的教学评价
科学实验教学评价是依据一定实验教学目标和标准，对实验教学活动的准备、过程、结果及其有关要素进行综合价值评判的过程。根据评价的功能和运行时间的不同，它可分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价。本课采用“问卷星”的形式对教学进行全面诊断，其诊断方法有两种：一种是课前诊断。教师先让学生通过电子阅览室了解桥梁的相关知识，然后对其学习状态和效果进行初步诊断。另一种是课后诊断。教师在实验教学后，对学生的学习过程和知识掌握进行总结诊断。全面客观的评价方式不仅能诊断出学生学习问题的症结，还有利于师生了解自己的教与学情况，从而有效地推动课堂学习。
《抵抗弯曲》教学设计
◇教学内容分析
《抵抗弯曲》是教科版小学科学六年级上册第二单元《形状与结构》第一节的内容，主要研究纸梁厚度、宽度与抗弯曲能力大小的关系。
◇教学对象分析
学生在五年级时探究了力和运动的关系，知道力可以改变物体的运动状态。本节课将引领学生探究物体的形状结构，以发展他们对力的认识。
◇教学目标制定
知识与技能目标：了解桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲；增加宽度和厚度能增加抗弯曲能力。
过程与方法目标：了解桥梁相关知识—推理判断—制订方案—实验论证—分享交流，培养推理能力、分析能力和实验能力。
情感态度与价值观目标：体验在“影响抗弯曲能力因素”实验中对变量的精确控制；体验合作学习、成果分享的乐趣。
◇教学重难点
重点：运用对比实验的方法，研究影响抗弯曲能力的因素；懂得实验中的数据测量必然存在一定的误差。
难点：模拟实验，变量的控制；数据测量与分析，制作可视化图表。
◇教學过程
1.课堂前测，探索认知
教师活动：课前引导学生利用各种信息技术手段搜索桥梁相关知识；利用问卷星设计调查问卷，弄清楚学生学习前对桥梁概念的理解；师生对话：通过网络学习桥梁，你知道了什么。
学生活动：利用电子阅览室自主学习；完成问卷星调查问卷；展示各自画出的海报，并介绍各种桥梁的特点。
信息技术支撑：电子阅览室、百度问卷星。
设计意图：课前，教师引导学生利用学校的电子阅览室搜索桥梁相关知识，并以“图画”和“文字”的形式记录下来；利用问卷星对学生现有经验和已有认知进行摸底，能引发新旧认知冲突，引出科学新概念。 2.师生对话，进入主题
教师活动：播放视频，并提问：“自然灾害发生过后，在坍塌建筑里，梁和柱哪个比较容易折弯？”小结：如何增强横梁抗弯曲能力是建筑上很重要的问题。今天我们就通过实验来研究与梁抗弯曲相关的问题。
学生活动：观看视频，并回答问题。
信息技术支撑：多媒体Flash视频、智慧黑板互动一体机的铅笔功能。
设计意图：引导学生发现问题，提出问题，从而引出课题。
3.提出问题，设计实验
教师活动：
（1）猜想：横梁的抗弯曲能力与什么因素有关？
（2）设计实验：研究纸的厚度/宽度与抗弯曲能力的关系。提出问题—做出假设—改变条件—不改变条件—实验预测，设计出实验方案。
（3）小组分享交流实验计划，展示学生填写的概念图。
（4）模拟实验示范：播放制作好的微视频——用纸代替横梁，用两本相同的书搭建柱子，演示实验操作过程。
学生活动：进行猜想；小组合作设计实验，形成实验概念图（如下图）；观看微视频。
信息技术支撑：Camtasia Studio 8微视频制作，投影展示。
设计意图：引导学生利用概念图设计实验计划，开展实验探究。
4.进行实验，分享交流
实验一：研究纸的厚度与抗弯曲能力的关系
教师活动：分发实验材料与实验记录单；巡查并指导实验；利用智慧黑板互动一体机，绘制折线图并分析。
学生活动：领取实验材料/实验记录单；完成预测；进行实验并填写实验记录单。小组讨论、交流，得出结论：纸的厚度越厚，抗弯曲能力越强；纸的厚度越薄，抗弯曲能力越弱。
实验二：研究纸的宽度与抗弯曲能力的关系
教师活动：分发实验材料与实验记录单；巡查并指导实验；利用智慧黑板互动一体机，绘制折线图并分析。
学生活动：领取实验材料/实验记录单；完成预测；进行實验并填写实验记录单。小组讨论、交流，得出结论：纸的宽度越大，抗弯曲能力越强；纸的宽度越小，抗弯曲能力越弱。
信息技术支撑：智慧黑板一体机的画图功能、投影功能、写字功能。
设计意图：自主探究，完成实验记录单，学会数据处理，并做出解释。
5.数据分析，得出结论
教师活动：汇总两条折线图。
学生活动：分析并得出“增加宽度能增强抗弯曲能力，增加厚度能大大增加抗弯曲能力”的结论。
信息技术支撑：智慧黑板一体机的汇总功能。
设计意图：将以上两个实验绘制出的折线图统一汇总在智慧黑板上，进行对比分析，得出结论。
《抵抗弯曲》一课原有教学存在的问题
1.原有认知与现实情境的矛盾冲突
《抵抗弯曲》属于小学科学课程设置的四大领域中的“技术与工程”范畴，工程是以科学和技术为基础的系统性工作，运用数学、科学和技术领域的概念来系统地解决复杂问题。首先，桥梁在现实世界中客观存在并蕴含着非常丰富的科学原理，它为学生提供了一种解释概念的良好背景环境，但是学生对桥梁的已有认知、原有经验还处于较浅的水平，从学习阶段跨入研究型学习，从通过知识获得发现科学原理到根据科学原理设计实际应用中的桥梁，这种转变是比较突然的，对学生的适应性有一定挑战；其次，由于小学生无法亲临场地或制作现场，以他们现有的思维水平及动手操作能力，会造成一定学习障碍，所以教师设计实验这个过程对学生是一个认知上的挑战。
2.问题表征与结果呈现的转化困难
学生能否对科学研究问题进行有效表征，是衡量学生是否真正建构新知识、实现新知识与原有知识的有效联结，并能够迁移所学知识解决新问题的重要标准。纸桥抗弯曲能力的大小是肉眼无法看出的，从儿童接受外界信息的方式来看，更多人倾向于凡事依靠自己的感觉器官，并通过感官获得的具体信息对事物作出分类或归纳。“感官获取”与“肉眼看不到”之间的矛盾，造成学生无法进行有效的表征，那如何将“纸桥抗弯曲能力的大小”化无形为有形、化抽象为形象呢？
3.智力因素与非智力因素教学诊断的局限
目前，我们更多的是关注学生成绩（智力因素），却忽视学生的学习过程（非智力因素）。课标要求时刻关注学生学习全过程的评价，包括学生学习目标的设定、学习过程的诊断以及学习结果的评定。那有没有一种方法能够全面诊断学生的学习过程、学习结果等，从而使教学评价更加全面，为后续的教学提供一定的帮助呢？
智慧教育解决方案
1.电子阅览室介入，拉近现实与认知的距离
本节课以“信息技术”介入为手段，引导学生通过学校的电子阅览室，查找有关桥梁的相关知识。电子阅览室拥有非常丰富的电子信息资源，如电子图书馆、电子期刊、数据库等。同时，由于学生使用电子产品或多媒体的技术水平不同，教师正好可以把握契机，教会学生网络搜索如数据库检索、多媒体阅览等能力，这将对提高学生的信息技术能力有着重大作用。
2.智慧黑板互动一体机，促进思维显像呈现
为了让学生的思维具有可见性，多种表达方式很关键，如运用微课、动漫、图表、文字、数字符号等手段，能将学生的思维具象化，从而有利于帮助他们学会确认变量、制表作图、假设、实验论证、分析结论等综合科学过程技能。本节课将“抗弯曲能力大小”转化成“回形针的数量”，以数字的方式来比较不同厚度、不同宽度的纸桥的抗弯曲能力，同时利用智慧黑板互动一体机，将“抗弯曲能力大小”绘制成图表，能帮助学生建立感知和体验，进而分析图表，找出规律。
3.问卷星诊断，形成科学的教学评价
科学实验教学评价是依据一定实验教学目标和标准，对实验教学活动的准备、过程、结果及其有关要素进行综合价值评判的过程。根据评价的功能和运行时间的不同，它可分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价。本课采用“问卷星”的形式对教学进行全面诊断，其诊断方法有两种：一种是课前诊断。教师先让学生通过电子阅览室了解桥梁的相关知识，然后对其学习状态和效果进行初步诊断。另一种是课后诊断。教师在实验教学后，对学生的学习过程和知识掌握进行总结诊断。全面客观的评价方式不仅能诊断出学生学习问题的症结，还有利于师生了解自己的教与学情况，从而有效地推动课堂学习。
《抵抗弯曲》教学设计
◇教学内容分析
《抵抗弯曲》是教科版小学科学六年级上册第二单元《形状与结构》第一节的内容，主要研究纸梁厚度、宽度与抗弯曲能力大小的关系。
◇教学对象分析
学生在五年级时探究了力和运动的关系，知道力可以改变物体的运动状态。本节课将引领学生探究物体的形状结构，以发展他们对力的认识。
◇教学目标制定
知识与技能目标：了解桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲；增加宽度和厚度能增加抗弯曲能力。
过程与方法目标：了解桥梁相关知识—推理判断—制订方案—实验论证—分享交流，培养推理能力、分析能力和实验能力。
情感态度与价值观目标：体验在“影响抗弯曲能力因素”实验中对变量的精确控制；体验合作学习、成果分享的乐趣。
◇教学重难点
重点：运用对比实验的方法，研究影响抗弯曲能力的因素；懂得实验中的数据测量必然存在一定的误差。
难点：模拟实验，变量的控制；数据测量与分析，制作可视化图表。
◇教學过程
1.课堂前测，探索认知
教师活动：课前引导学生利用各种信息技术手段搜索桥梁相关知识；利用问卷星设计调查问卷，弄清楚学生学习前对桥梁概念的理解；师生对话：通过网络学习桥梁，你知道了什么。
学生活动：利用电子阅览室自主学习；完成问卷星调查问卷；展示各自画出的海报，并介绍各种桥梁的特点。
信息技术支撑：电子阅览室、百度问卷星。
设计意图：课前，教师引导学生利用学校的电子阅览室搜索桥梁相关知识，并以“图画”和“文字”的形式记录下来；利用问卷星对学生现有经验和已有认知进行摸底，能引发新旧认知冲突，引出科学新概念。 2.师生对话，进入主题
教师活动：播放视频，并提问：“自然灾害发生过后，在坍塌建筑里，梁和柱哪个比较容易折弯？”小结：如何增强横梁抗弯曲能力是建筑上很重要的问题。今天我们就通过实验来研究与梁抗弯曲相关的问题。
学生活动：观看视频，并回答问题。
信息技术支撑：多媒体Flash视频、智慧黑板互动一体机的铅笔功能。
设计意图：引导学生发现问题，提出问题，从而引出课题。
3.提出问题，设计实验
教师活动：
（1）猜想：横梁的抗弯曲能力与什么因素有关？
（2）设计实验：研究纸的厚度/宽度与抗弯曲能力的关系。提出问题—做出假设—改变条件—不改变条件—实验预测，设计出实验方案。
（3）小组分享交流实验计划，展示学生填写的概念图。
（4）模拟实验示范：播放制作好的微视频——用纸代替横梁，用两本相同的书搭建柱子，演示实验操作过程。
学生活动：进行猜想；小组合作设计实验，形成实验概念图（如下图）；观看微视频。
信息技术支撑：Camtasia Studio 8微视频制作，投影展示。
设计意图：引导学生利用概念图设计实验计划，开展实验探究。
4.进行实验，分享交流
实验一：研究纸的厚度与抗弯曲能力的关系
教师活动：分发实验材料与实验记录单；巡查并指导实验；利用智慧黑板互动一体机，绘制折线图并分析。
学生活动：领取实验材料/实验记录单；完成预测；进行实验并填写实验记录单。小组讨论、交流，得出结论：纸的厚度越厚，抗弯曲能力越强；纸的厚度越薄，抗弯曲能力越弱。
实验二：研究纸的宽度与抗弯曲能力的关系
教师活动：分发实验材料与实验记录单；巡查并指导实验；利用智慧黑板互动一体机，绘制折线图并分析。
学生活动：领取实验材料/实验记录单；完成预测；进行實验并填写实验记录单。小组讨论、交流，得出结论：纸的宽度越大，抗弯曲能力越强；纸的宽度越小，抗弯曲能力越弱。
信息技术支撑：智慧黑板一体机的画图功能、投影功能、写字功能。
设计意图：自主探究，完成实验记录单，学会数据处理，并做出解释。
5.数据分析，得出结论
教师活动：汇总两条折线图。
学生活动：分析并得出“增加宽度能增强抗弯曲能力，增加厚度能大大增加抗弯曲能力”的结论。
信息技术支撑：智慧黑板一体机的汇总功能。
设计意图：将以上两个实验绘制出的折线图统一汇总在智慧黑板上，进行对比分析，得出结论。