北京师范大学

课程论文

题 目	信息技术与小学五年级科学课程整合的案例分析 —以小学五年级“小吊车”设计为例
作 者	刘格
学 号	201322010199
指导教师	郑兰琴

摘 要

小学《科学》课程是从原来的《自然》课程转改过来的一门学科。《科学》课程目标是使学生形成以科学观念为核心的科学素养：形成自我学习的习惯、欲望和能力。随着信息技术的飞速发展，网络技术在教育中的应用日益广泛，这对小学科学教学产生了根本性的改变，使小学科学教学更轻松，高效。

本文力图对信息技术与小学科学课程的整合作了一番探索性的研究，在对论文研究的基本情况进行简要介绍后，对小学科学课程进行了适当的概括，然后较详细地论述了信息技术与小学科学课程进行整合的历史必然性以及从教学方法，教学目标，课程资源开发和探究式教学的角度论述了在进行整合的过程中需要遵守的原则；并在汲取各方研究成果的基础上，对进行了小学科学课程《小吊车》案例进行了整体设计。

通过本课题的研究，探索把信息技术与科学课程加以整合，以实现小学科学课教学目标的新的理论指导，实践并总结信息技术与小学科学课程整合的思路和方法，促进学校信息化建设的步伐，找出信息技术与小学科学课整合的优势与不足，为后续的研究和实践做必要的铺垫。

关键词：科学课程; 信息技术与课程整合; 设计

ABSTRACT

The Science course of primary school is original from Nature. The goal of Science is to make students form the scientific concept as the core of scientific literacy, form the habit of self-learning, desire and ability. With the rapid development of information technology, network technology application in education is becoming more and more widely, it produced fundamental change to the primary school science teaching, making the primary school science teaching easier and efficient.

This article trying to make some kind of exploratory research on the thesis of , after briefly described the basic situation of primary school science curriculum for the appropriate summary, and then discusses in detail the information technology and integrate the historical inevitability of primary school science curriculum, and discussed the process of integrating need to abide by the principle with the teaching method, teaching aim, the perspective of curriculum resources development and inquiry teaching; And between the parties on the basis of research achievements, in the case of the primary school science curriculum of small crane design as a whole.

Through this research, explore the integrating information technology into science Curriculum, in order to realize the goal of the new theoretical guidance of elementary school science lesson teaching, practice and summary of primary school science curriculum integration of information technology in the ideas and methods, the pace of informational construction in schools, finding out the advantages and disadvantages of integrating information technology into science curriculumof primary school, and do something for subsequent research and practice.

Keywords: Scientific Curriculum; Integrating Information Technology into Curriculum; design

目录

第一章 前 言

现代社会是信息化社会，信息化逐渐成为社会和经济发展的发展趋势，要求我们每个人拥有获取和利用信息的能力。而教育现代话的必然趋势就是信息技术与其他课程的整合。信息化的其他学科将逐渐代替我们的传统教学，从而实现学科信息化教学，这不仅能普及信息技术的教育，还是信息技术课程和其它课程双赢的一种教学模式。

小学科学课程是从自然课程转改过来的一门学科。信息技术与小学科学课程整合的实质是基于信息技术的小学科学课程研究的理论和实践。科学知识作为信息技术与科学课的整合的主要载体，而信息技术将作为工具和手段渗透到科学学科中，这样能够提高学生的学习主动性以及积极性，使传统的科学课程变得有趣和丰富，还能提高学生的信息素养。

总之，信息技术与科学课程整合，具有历史必然性，同时也是每一位科学教师新的使命，随着信息技术的发展及课程整合的深入，必将对小学科学教学产生深刻的影响，促进教育信息化，推进教育改革，是素质教育得到更好的贯彻。在教学中，我们应该积极探索信息技术与科学课的整合，让信息技术更好地推动教育改革，推进教育信息化。

第二章 小学《科学》课程概要

2.1 小学科学课程学科性质与基本理念

2.1.1 小学科学课程的性质

培养学生科学素质是小学科学课程的宗旨，科学课程是义务教育的核心课程。小学科学课程主要通过探究式的教学模式来实施，在探究的过程中，不仅能够使学生获得科学知识，还能够培养学生的信息素养。探究式的科学教育最大程度激发了学生的科学学习兴趣，更加促进学生对科学知识和概念的理解^[1]。

探究是学生学习科学的主要方式。学生要在探究过程中理解科学概念，掌握科学方法，培养科学态度。科学概念的知识构建要求学生能够从现实生活出发，能将探究的问题和我们的现实生活结合在一起。因此，小学科学课程是一门具有活动性和实践性的课程。

小学科学课程还是一门具有综合性的课程。首先，小学科学课程将自然科学内容中包括物质科学、生命科学、地球与空间科学领域的知识，综合在一门课程中。其次，小学科学课程将学习内容与学习经验的综合，动手和动脑的结合，以及科学知识学习与社会实践的结合，使得小学科学课程不仅在内容上，而且在形式上面都具有综合性。

小学科学课程是一门与其他学科有密切联系的课程。科学课程可以使学生其他课程的词汇变得丰富，提高他们表达和总结的能力，训练他们的逻辑思维，从而更加有效地促进学生语言能力和分析总结能力的发展。

因此，小学科学课程将为 7～9年级理科课程的学习打下坚实的基础，而且对小学其他课程的学习也会有促进作用。

2.1.2 小学科学课程的基本理念

小学科学课程面向全体学生。科学课程致力于实现义务教育阶段的培养目标，体现基础性、普及性和发展性。小学科学课程主要是培养学生的科学素养。在掌握科学知识的基础上，学会用科学的思维来思考和解决问题，培养热爱科学、善于思考、乐观积极健康的生活态度^[2]。

探究式学习为小学科学课程主要的学习方式。探究式的学习方式和科学课程是联系在一起的，科学家也是通过探究探索和了解自然、从而获得科学知识的。小学科学课程要向学生提供充分的探究式学习的机会，引导学生亲历科学探究的过程。

小学科学课程中，学生是主动的学习者，儿童生而具有强大的学习潜力和强大的学习能力。在教学过程中，学生应该成为教学活动的中心。首先要充分分析学生的学习特征，激起他们的好奇心，使他们对探究活动产生浓厚的兴趣，引导他们主动地进行探究。小学科学课程中，教师作为学习过程的组织者和引导者，组织以学生为中心的教学活动，学生能够自主地探究，教师在学习活动中的扮演的角色更加重要，这就对教师有更高的要求了。

2.2 小学科学课程目标

2.2.1 总目标

小学科学课程的总目标是培养学生的科学素质，并为以后的学习打下良好的基础。通过科学课程的学习，学生能保持和发展对自然的好奇心和探究热情；理解与认知水平相适应的科学概念，并能应用于日常生活；体验科学探究的基本过程和方法；形成尊重事实、乐于探究的科学态度；发展用科学语言与他人交流和沟通的能力；初步了解科学技术与社会的关系，初步形成对科学的认识^[1]。

2.2.2 分目标

小学科学课程的分目标包括科学知识、科学探究、科学态度科学技术与社会的关系等四方面的目标，各目标具体体现如下^[2]：

⑴科学知识：通过对物质科学有关知识的学习，了解物质的一些基本性质和基本运动形式，认识物体的运动、力的作用、能量、能量的不同形式及其相互转换；通过对生命科学有关知识的学习，了解生命体的主要特征，理解生物的生命活动和生命周期；认识人体和健康，以及生命体与环境的相互作用；通过对地球与空间科学有关知识的学习，了解与地球相关的宇宙环境，知道太阳系的基本概况；了解地球的运动及地球的圈层结构；认识人类与环境的关系，知道地球是人类应珍惜的家园。

⑵科学探究：了解科学探究是获取科学知识的主要方法；知道科学知识在一定阶段是正确的，但是随着科学研究的深入，会不断完善、深入和发展；知道科学探究大体包括的要素：提出和聚焦问题，设计研究方案，收集和获取证据，分析数据、得出结论，表达与交流。认识到探究不是模式化的线性过程，而是循环往复、相互交叉的过程；能将科学探究的过程和方法运用于力所能及的探索活动。

⑶科学态度：保持对自然现象的好奇；依据事实，勇于发表和说明自己的见解，乐于倾听不同的意见；能够主动与他人合作，积极地参与交流和讨论；热爱自然，珍爱生命，具有保护环境的意识和社会责任感。

⑷科学技术与社会的关系：将学到的科学知识和日常生活相联系，识别日常生活中科学的应用；理解人们如何运用设计与技术来解决实际问题，来改善人们的生活；了解人类活动对生物圈的影响，科学技术在当代社会和经济发展中已成为一种重要的力量；能正确判断运用科学技术的伦理问题，考虑伦理和道德的取向，认识到自己在保护环境、节约资源上的责任。

2.3 小学科学课程内容标准

2.3.1 科学知识

科学知识的来源是物质科学、生命科学、地球与空间科学这三个领域，这三个领域是自然科学中的主要领域。从这三个领域中选择一些适合于儿童学习的主要概念，可以为儿童的继续学习和发展打下良好的基础，而且能够有利于其他学科的学习。

2.3.2 科学探究

科学探究是科学家发现自然规律、获取科学知识的主要过程和方法。科学探究并不是一个固定不变的过程，而是一个不变变化不断发展的过程。科学探究一般包括提出和聚焦问题，设计研究方案，收集和获取证据，分析数据、得出结论，表达与交流五个重要的要素。小学科学课程中所用到的探究式学习，使孩子学习到科学知识，也体验了科学探究过程，了解科学探究方法，培养科学探究能力。

2.4 当前我国小学科学课程教学中的主要问题

由于缺乏对我国小学科学教育的基础理论研究，导致在教学目标的定位、教学方法的选择以及课程内容的设计和实施都存在许多急需要解决的问题^[2]。

现行的小学课程课程，大多数停留在课本上，而目前所用的课本中的知识和内容是孩子们无法亲历和感受的，超出孩子的理解范围，和孩子们的现实生活严重脱节，将信息技术与科学课程有机整合，能跨越时间和空间阻隔，带给学生更加形象具体的知识。

我们可以通过视频等多媒体信息技术给孩子们呈现出一幅活生生画面，使知识得到具体，提高学生科学学习的兴趣。其实课堂教学的结束并不是科学探究的终止，而恰恰是孩子们亲历科学的开始。

另外，学生很喜欢上科学课，但学生家长重视不够;教师很想上好科学课，但学校领导重视不够; 小学科学教师的实际需求与社会的认可度之间还存在一个很大的落差； 小学科学新课程实施的家庭与学校环境有待进一步改善等都是当前我国小学科学新课程在实施中遇到的问题。

小学科学课作为一门新兴的教育课程，我们传统的教学模式，教学方法以及教学资源都很难满足科学课程的教育，所以，我们应该现代信息技术融入到科学教学中，不仅对科学课程的学习有促进作用，还能促进教育信息化，推动教育事业的改革。

第三章 信息技术与小学《科学》课程整合的理论思考

3. 1信息技术与小学科学课程整合的内涵以及必要性

3.1.1 信息技术与小学科学课程整合的内涵

信息技术与小学科学课程整合实质上是一种基于信息技术的小学科学课程研制理论和实践，是指信息技术有机地与科学课程结构、科学课程内容、科学课程资源以及科学课程实施等方面结合起来，在每一个层面和维度有助于小学课程改革，从而促进科学课程的整体变化。

3.1.2 信息技术与小学科学课程整合的必要性

现代社会的人，必须具有以信息技术为标志的各种学习和实践技能的科学素养。

《小学科学新课程标准》中指出：“现代教育技术的运用不是为用而用，首先必须是为教学内容服务的，是教学过程与方式的有机成分，只能在必要的时候、采用恰当的形式进行^[3]。”所以，教学者要充分利用现代教育技术，开发科学学科优秀的教学资源，激发学生学习科学的好奇心和兴趣。

科学课对孩子们来说具有一定的神秘感，学生对科学知识本来就十分感兴趣，如果再将信息技术与科学课进行完美整合，通过图、文、声等多种方式对学生产生多种感官的综合刺激，能在最大程度上激发学生的学习兴趣，使其产生强烈的学习欲望，形成学习动机，从而使学习效果达到最优化。

3.1.3 信息技术与小学科学课程整合的优势

信息技术与科学课教学整合，有利于提高课堂教学质量。 科学教材中关于原理和规律性的知识，是我们难以理解的，凭借传统教学模式难讲清楚。信息技术能客服这些缺点，融合了多种信息资源，通过这些资源，给学生多重感官刺激和直观教学，使难以理解的知识点更加具体形象，帮助学生认识和掌握其规律^[4]。

信息技术与科学课教学整合．使教学内容不受时间和空间的限制 。现行的小学科学课教材，存在许多不足之处，有些内容在编排上与学生活实际脱；适合农村的内容不一定适合城市，而在城市能被学生理解的并不一定能被农村学生理解，实验的实施也要考虑到现实条件状况。受时间和空间条件的限制的知识，并不能提高学生的学习兴趣。信息资源不受时空的限制，弥补这方面的不足。

信息技术与科学课教学整合，有利于因材施教，促进学生个性化发展。 小学科学教材的编写综合的是大部分学生的认知程度，而无法关注学生的个性化，所以几乎很难做到因材施教。通过信息技术与科学课程的整合，能最大化的促进学生个性化的发展。

信息技术与科学课教学整合，对于提高教师的专业知识水平和教学水平是有很大的促进作用的。 　

3. 2 信息技术与小学科学课程整合的基本原则

3.2.1运用信息技术合理选择与恰当使用科学课程教学方法

教学方法指的是，为了完成一定的教学任务，师生在共同活动中采用的手段，是教的方法和学的方法的统一。

作为教学者应该运用信息技术合理选择与恰当使用科学课程教学方法。在教学目标内容和对象确定以后，教学效果的显著与否取决于对教学方法的选择。对小学生而言，他们的抽象思维能力较弱，科学素养能否得到提高关键是可能方法是否得当。教学者应当根据实际情况选择合适的教学方法，从而使得教学效果达到最大化。

3.2.2合理定位科学课程的教学目标

教学目标是指教学活动的主体在具体的教学活动中所期望达到的结果和标准。是教学活动的中心，在课堂教学中主导教与学的方法与过程，也是教学的出发点和归宿。

在教学设计的实践中，我们将教学目标的基本要求简称为ABCD模式：

A-----对象（audience），即应写明教学对象。

B-----行为（behaviour），即应说明通过学习以后，学习者应能做什么。

C-----条件（condition），即应说明上述行为在什么条件下产生。

D-----标准（degree），即应规定评定上述行为是否合格的标准^[5]。

《科学（3——6）年级课程标准》提出：首先，小学科学课程是培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。其次，在以培养科学素养为目标的科学教学中，教学目标体现多元性。最后，“科学探究、科学知识、情感态度与价值观”三类教学目标是一个不可分割的整体

作为教学者，在教学目标制订时应注意：从整体效应出发，注意纵向、横向之间的关系；从学生实际出发，适应个别差别的需要；尽量制定明确、集中、适度的课时教学目标。

3.2.3小学科学课程资源的开发与利用

课程资源的开发与利用应遵循开放性原则，经济性原则，针对性原则，个性原则^[4]。

科学教育的课程资源无处不在，无时不有。有学校资源、家庭与社区资源、大自然资源、多媒体与网络资源等。要合理使用现代化教学设备，这样能大大提高教学效果，调动学生的好奇心和注意力。

3. 2.4 引导学生进行探究式学习

科学课程的学习要以探究为核心。探究式学习就是学生在教师的指导下，从学科领域或现实社会生活中主动选择和确定研究课题，以一种类似于学术或科学研究的方法，让学生自主、独立地发现问题，进行实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探究活动，从而在解决问题中获得知识与能力，实现知识与能力、过程与方法、情感、态度和价值观的发展，特别是探索精神和创新能力发展的一种学习活动和学习过程。

探究式学习的一般步骤：第一，选择问题。第二，提出假说。第三，实施探究。第四，解释结论。第五，评价反思。

探究式学习的学习模式见图3-1：

当然，要达到信息技术与小学科学教学的有效整合，就需要遵循“适时”“适用”的原则。 “适时”就是指在最佳的时机使学生掌握吸收教学要点，“适用”就是当用则用，不用则弃。

第四章 信息技术与小学《科学》课程整合设计案例

本案例名称为“小吊车”，以北京师范大学附属实验小学五年级一班全体同学为教学对象，学生对科学课以及电脑课程都有很大的兴趣，学生比较活跃，知识面较宽，上网搜集，处理，利用信息的能力较强。学生都具有一定的实验动手能力和团体合作能力。

4.1教学目标

4.1.1知识目标

①能够完成制作小吊车模型的任务，并通过其原理认识人和动物肢体运动的原理,感悟肢体运动结构和运动功能的协调。

②认识仿生是一门重要的科学技术，了解人们都是在生物的启示下进行发明创造。

③在了解仿生的基础上，自己尝试仿生创意设计。

4.1.2能力目标

培养实验动手和团队合作能力、类比推理和想象能力、表达和交流能力；学会类比的思维方式，将科学知识和日常生活联系在一起；提高分析资料、解决问题能力以及探究学习能力^[5]。

4.1.3情感目标

能够认识科学、技术与社会的关系；体验科学探究过程，在“做科学”中培养科学态度；在实验研究活动中，培养学生留心观察、尊重他人、敢于发表意见，乐于合作与交流，乐于探究发现周围事物奥秘的学习习惯。

4.2 教学重点与难点

4.2.1教学重点

教学重点：①能自己制作小吊车，联系其工作原理探知动物肢体运动的原理。②初步了解仿生学，查阅资料，尝试自己设计或制作仿生作品。

4.2.2教学难点

教学难点：由小吊车的工作原理，能探知动物肢体运动的原理，并能设计出有创意的仿生作品。

4.3 教具准备

学具：彩色方块、小吊车制作材料、白纸（两张）。

教具：演示用小吊车模型、投影仪、课件。

4.4 教学策略

基于学生的特征分析已经教学现实情况，本案例将使用以下教学策略[6-8]：

（1）对于小学生来说，兴趣是最好的老师，将课中的机械、动物运动以及仿生学的知识内容进行有机整合，沿着“感知机械运动—制作小吊车—领会吊车工作原理—类比肢体运动→感悟仿生学”的学习主线，让学生尽情玩耍、充分体验、类比推想、严格求证、大胆创新。从做中学，从学中乐。

（2）创设问题情境，设计科学探究活动，让学生类比推想，从中感悟仿生学并激发创新意识和仿生创意，在亲历科学的学习过程中培养科学探究能力和情感。

（3）利用CAI视频、动画拓展时空，增强课堂内容的直观性、趣味性和感染力，启发立体联系以及动态的思维，有效突破教学难点。

（4）从提出问题—小组合作学习，主体探索—交流协作—成果汇报，采用小组比赛的形式，提高学生的积极性。

（5）注重突出科学技术与社会之间的关系，将科学情感和价值观渗透到学生心中。

4.5 媒体的选择应用

根据所需要掌握的知识点以及学生的特征分析，选用不同媒体，表4-1是本次教学的媒体选择表^[6]。

表4-1 “小吊车”媒体的选择应用表
知识点	学习水平	媒体类型	媒体内容要点	媒体在教学中的作用	媒体使用方式
1	理解	视频	激起学生兴趣	创设情境	演示
2	应用	课件	演示小吊车制作步骤	提供资源	演示
3	应用	网络	小吊车相关特点	提供资源	查看
4	分析综合	网络	分析讨论小吊车原理，小组汇报	提供资源	分析
5	分析综合	网络	类比肢体运动，设计仿生创意	提供资源	分析

4.6 教学过程

教学过程主要分为六个阶段，主要结构见图4.1。

4.6.1创设情境，导入新课

投影仪播放CAI场景：一艘运送货物的邮轮轮靠岸了，问问各位同学，有哪些办法可以把货物搬上岸？（用人工搬，滑梯、直升机、吊车……）

4.6.2激起兴趣，启发思考

首先出示小吊车，然后演示用小吊车提起和放下重物，接着激发提问：对于这个有趣的小吊车，你有什么疑问吗？然后，引出课题：同学们提了很多问题，小吊车工作奥秘在哪里呢？这是我们今天的课题。（PPT显示课题：小吊车的奥秘）制作发现制作小吊车模型，探究发现其构造工作原理

4.6.3自主探究，建构知识

探究问题：小吊车工作奥妙在哪里？并将学生分组竞赛，分别制作小吊车模型。对于制作得最好的小组给与一定的奖励。学生代表上台展示作品，表演小吊车提起和放下重物。老师和其他小组成员生共同评价。

各个分组有目的地观察小吊车。并提出观察问题：小吊车工作的几个关键构造是什么？注意体验：两根牵引绳如何协调地牵动吊臂？

每个小组派代表说出各自的发现：小吊车工作的奥妙。回答时能类比肢体运动，联系小吊车的工作原理，推想动物肢体的运动原理。

4.6.4 协作交流，讨论结果

讨论：你觉得我们身体有哪些部位可以像小吊车这样提起和放下重物？

用手臂模仿小吊车提起和放下重物，观察体验手臂的变化。感觉手臂运动过程中骨骼、肌肉、关节的作用。类比小吊车的工作原理，推想手臂的运动原理，并简单描绘猜测图。

4.6.5获得知识，总结提高

学生投影展示猜想图并表述推测依据。反思建构动画模拟，反思对肢体运动的认识，主动建构肢体运动原理的知识。动画模拟手臂的运动过程，领会和归纳，迁移提升体验肢体的其他运动，进一步认识肢体运动是多个运动器官协调作用的结果。

4.6.6 知识迁移，实践活动

引导迁移：身体的其他部位运动原理是不是一样呢？帮助学生提升认识：肢体运动需要多个运动器官的协调作用。查阅资料，拓展创新初步了解仿生学和仿生方法，并能尝试仿生创意设计，激励学生根据自己的设想回家设计或制作仿生作品，课外实践根据个人兴趣特长，课外作业为自主进行仿生。把小组的仿生创意进行仿生制作、制图或科幻绘画。

4.7 教学反思

本课从儿童的兴趣出发，将机械运动、动物运动以及仿生学内容融合在一起。使学生能视角在多学科、多领域穿梭。

从“动手做”入手，“感知机械运动—制作小吊车—领会吊车工作原理—类比肢体运动→感悟仿生学”的科学探究过程环环相扣，让学生在做中学，在学中乐。

利用视频来可以使课堂变得更加直观具有趣味性和富于感染力，同时能够启发学生动态的思维，有利于教学难点的突破，使得学生能利用信息技术进行实践创新活动。

第五章 结束语

在现今高速发展得时代，将现代信息技术融入到科学课程中已经具有历史必然性，因为小学科学课程作为一门新兴的教育课程，我们传统的单一教学模式已经很难适应当代的教育要求。

信息技术作为一种认知工具，其与其它课程的整合将是信息化高速发展社会中占主导的课程学习方式，也将成为新世纪教育教学的主要方法。信息技术与科学课程整合，是给每一位老师的使命，也是一次全新的挑战。这样的挑战将会带来小学科学课程的全面发展。当然，在教学中，教学者应积极探索信息技术与科学课的整合，让信息技术更好地推动教育改革，为全面推进素质教育服务。我们将期待信息技术运用于科学课程会有更加辉煌灿烂的明天。

参考文献

[1] 陈华彬, 梁玲编著. 小学科学教育概论[M]. 高等教育出版社, 2003：20-30.

[2] 韩月. 浅论小学科学课程的教学[J]. 现代阅读(教育版). 2011: 141.

[3] 李艺, 黄宇星等. 信息技术课程与教学[M]. 高等教育出版社, 2005: 23-53.

[4] 何克抗. 信息技术与课程深层次整合的理论与方法(上) [J]. 中小学信息技术教育. 2005 (02)：7-15.

[5] 王亚敏. 建构主义理论建构下的探究式小学科学教学[D]. 华中师范大学. 2006：24.

[6] 何克抗, 郑永柏等. 教学系统设计[M]. 北京师范大学出版社, 2002: 17.

[7] 李克东. 数字化学习(上)——信息技术与课程整合的核心[J]. 电化教育研究. 2001 (08)：46-49.

[8] 章剑卫, 姚灶华. 信息技术与课程整合的研究与实践[J]. 中国电化教育. 2001 (08):36-37.

科学( 3 ~ 6 年级) 课程标准( 实验稿) [M] .北京师范大学出版社, 2001.

何克抗, 郑永柏等. 教学系统设计[M]. 北京师范大学出版社, 2002: 17.

何克抗, 吴娟. 信息技术与课程整合[M]. 高等教育出版社, 2007: 152.