引言
2017年2月，教育部頒布了《義務教育小學科學課程標準》，要求充分認識小學科學教育的重要性，將小學科學課程起始年級調整為一年級，并要求各地要引導老師重視實驗教學，促進學生積極參與、主動探究，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。本文主要闡述在新課標下，小學科學課程具有什么樣的特點，3D教學如何發(fā)揮其生動有趣、立體形象、鼓勵實踐與創(chuàng)新等教學優(yōu)勢，充分應用到小學科學實施中。3D教學在抽象概念、過于宏觀難以觀察的現(xiàn)象、過于微觀難以觀察的現(xiàn)象、發(fā)生過程太快難以觀察的現(xiàn)象及發(fā)生過程太慢難以觀察的現(xiàn)象等知識點的講解上有明顯優(yōu)勢。3D教學有交互實踐環(huán)節(jié)，虛擬環(huán)境鼓勵學生多次動手實踐，完全符合新課標小學科學實施中探究式學習活動形式。
一、 新課標小學科學的課程特點
(一) 科學課程開設覆蓋小學全階段
原科學課程在小學三年級至六年級開設，為了提升全面科學素質，從小培養(yǎng)科學精神，新頒布的《義務教育小學科學課程標準》明確要求小學科學課程起始年級調整為一年級，原則上要按照小學一、二年級每周不少于1課時安排課程。
(二) 科學課程內容新增技術與工程領域
科學課程內容在原來的物質科學、生命科學、地球與宇宙科學基礎上，新增技術與工程領域內容。這四個領域中選擇適合小學生學習的18個主要概念，其中物質科學領域6個，生命科學領域6個，地球與宇宙科學領域3個，技術與工程領域3個。其中新增的技術與工程領域的3個主題分別是：1、人們?yōu)榱耸股a和生活更加便利、快捷、舒適，創(chuàng)造了豐富多彩的人工世界;2、技術的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造;3、工程技術的關鍵是設計，工程是運用科學和技術進行設計、解決實際問題和制造產品的活動。
(三) 科學課程實施的主要形式是探究活動
新頒布的《義務教育小學科學課程標準》中，要求科學課程實施要突出學生的主體地位，保護學生的好奇心和求知欲，以探究式學習為主要實施形式。探究式學習是指在教師的指導、組織和支持下，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究的過程，以獲取科學知識、領悟科學思想、學習科學方法為目的的學習方式。要求學校要突出創(chuàng)設學習環(huán)境，為學生提供更多自主選擇的學習空間和充分的探究式學習機會。
在新課標下，小學科學的實施將面臨如何更好地讓學生理解周圍的世界，理解抽象概念，了解各種現(xiàn)象之間的聯(lián)系。對于一些變化過快或者變化過于緩慢的現(xiàn)象、過于宏觀難以理解或過于微觀難以理解的現(xiàn)象如何講解實施;如何利用周邊的環(huán)境實施探究式教學等也將是小學科學實施所面臨的挑戰(zhàn)。
二、3D教學在小學科學課程實施的應用
(一)立體形象展示抽象知識點
新課標的小學科學課程包含了四大領域18個主題，其中不乏抽象難以理解的主題內容。例如講解到生命科學中的植物中各個部分如何幫助植物維持自身生存的相應功能，講到葉子的呼吸和光合作用，這些現(xiàn)象是肉眼難以觀察的，三年級的學生僅憑老師抽象概念講解，恐怕學習效果不佳。如果使用云幻科教3D教學資源，則完全不一樣。通過3D視頻《植物的葉子》，將植物的葉子構成一一分析，把肉眼難以觀察的葉子的脈絡，呼吸口，氧氣和二氧化碳的交換過程等立體形象展現(xiàn)出來，不僅提高學生的注意力，還大大提高學生的知識掌握程度。
除了上述的植物維持自身生存的相應功能，還有很多的抽象知識點都能通過云幻科教3D教學進行講解。例如理解食物鏈、大氣層的分層、電能等。
(二)模擬現(xiàn)實場景展現(xiàn)過于宏觀或微觀現(xiàn)象
新課標的小學科學課程中有一大領域為地球與宇宙科學領域，里面的內容均是過于宏觀難以現(xiàn)實觀察的內容。例如講解到地球、月亮和太陽的關系，如何理解地球自轉公轉及其給地球帶來的氣候變化。在傳統(tǒng)的教學中，通常使用地球儀、畫圖或一部分2D視頻形式進行講解。通過云幻科教3D教學資源《太陽系里的行星》、《晝夜交替》、《天上的太陽》、《月亮》等資源的展現(xiàn)和互動，能讓學生置身于太空中，進行一場星際穿越之旅。
再如生命科學領域中，要讓學生理解“人體由多個系統(tǒng)組成，分工配合，共同維持生命活動”，學生要充分認識人體的構成系統(tǒng)及其運行機理。在講解人體構成基礎部分例如手、腳、身體、腦袋等的時候，都是可以感知和觀察的，學生很容易理解。但是講到人體的血液循環(huán)系統(tǒng)、神經系統(tǒng)等知識的時候，由于太微觀難以觀察其運行，學生理解起來就有困難。通過云幻科教3D教學資源《心臟-一個神奇的泵》、《呼吸和循環(huán)系統(tǒng)》、《神經系統(tǒng)》的資源演示和互動，學生看到心臟的每個部分構成，血液循環(huán)怎么從右心房經由三尖瓣進入右心室然后進入肺動脈。這種立體形象、分步驟講解運行機理的形式，不僅能吸引學生興趣，還能讓學生快速掌握所學知識。
(三)重現(xiàn)電光石火時刻或速度過慢的變化場景
新課標的小學科學物質科學領域內容中，有關光能、電能、聲能等相關知識的學習。由于光和電的傳播速度非常快，肉眼難以觀察記錄，而聲的傳播過于抽象不可觀察，如果僅僅從文字和圖片進行講解，學生要理解和掌握將需要更多的時間。通過云幻科教3D教學資源《光和影》、《無處不在的電》、《聲音的傳播》等資源的演示和互動，將快速發(fā)生的場景慢動作重現(xiàn)，以便學生理解。同時，將電、光、聲音等用可見的線條表示傳播途徑，學生對這些知識點理解將更透徹。還有一些需要長時間觀察的現(xiàn)象，通過3D資源常規(guī)演示，不僅能觀察事物發(fā)展現(xiàn)象，還能節(jié)省時間。例如《植物的生長》、《動物的生命周期》等內容。
(四) 卡通形象多形式的趣味互動鼓勵學生探究
探究式學習是小學科學課程實施的主要形式，學校應該綜合利用各類資源，創(chuàng)建探究式學習環(huán)境。云幻科教3D教學資源包含探究互動和練習評估環(huán)節(jié)，通過活潑可愛的卡通形象，在色彩艷麗的場景中引導學生互動，能快速吸引學生注意力。由于虛擬探究允許多次嘗試，有非常大的試錯包容性，給了學生更多實踐探究的機會。通過3D教學，能讓小學科學課程更生動，讓學生更互動，讓教師更心動。
三、結語
3D教育以可視化的3D建模為基礎，通過項目學習的方式，綜合應用3D影像、VR、AR、MR、3D打印等技術，完成從“創(chuàng)意到實現(xiàn)”的完整的學習和認知過程，鼓勵“手腦并用”，是培養(yǎng)學生的跨學科學習能力、團隊協(xié)作能力和數(shù)字表達能力的一種創(chuàng)新教育。3D教育不僅適用于小學科學課程實施，還適用于初中高中生物、物理、化學等科目的課堂實施。3D教育是智慧教育新模式，是未來視聽教育的必然發(fā)展趨勢。云幻科教作為3D教育引領者，將持續(xù)不斷地進行3D資源研發(fā)和課程設計，讓更多的學生成為3D教育的受益者。
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