5G在小學(xué)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中應(yīng)用的研究

5G在小學(xué)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中應(yīng)用的研究【摘要】5G技術(shù)飛速發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，深刻地改變著人們的溝通、交流乃至整個(gè)生活方式。教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，要牢牢把握5G優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，為智慧教育創(chuàng)新發(fā)展賦能，支撐和引領(lǐng)教育信息化。把5G技術(shù)與小學(xué)科學(xué)探究實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，其根本宗旨是學(xué)生能夠在5G的環(huán)境中，把5G作為工具服務(wù)于自己的自主學(xué)習(xí)，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生借助智能工具，如：智能手機(jī)、智能監(jiān)控、航拍無(wú)人機(jī)等，以及智能工具之間的互聯(lián)、協(xié)同完成實(shí)踐活動(dòng)。通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、收集、分析和處理信息來(lái)親歷科學(xué)探究過(guò)程，在活動(dòng)中分享與交流、質(zhì)疑與創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?！娟P(guān)鍵詞】實(shí)踐活動(dòng)；智能手機(jī)；智能監(jiān)控；航拍無(wú)人機(jī)新一輪產(chǎn)業(yè)革命、科技革命正加速發(fā)展，科技創(chuàng)新得到了高度重視。5G作為一種新型移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，已融入社會(huì)生活的方方面面，帶動(dòng)了生產(chǎn)和生活方式發(fā)生新的變革。它為人們提供了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清(3D)視頻，解決了人與物、物與物的通信問題。教育要緊緊抓住5G技術(shù)帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇，推動(dòng)我國(guó)教育信息化融合創(chuàng)新發(fā)展，支撐教育理念更新、模式變革和體系重構(gòu)。每當(dāng)新的革命性技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)候，誰(shuí)先擁抱新技術(shù)誰(shuí)就將贏得發(fā)展先機(jī)。對(duì)教育而言，它將在各個(gè)方面發(fā)生變化。小學(xué)科學(xué)是一門實(shí)踐性的綜合基礎(chǔ)課程，探究實(shí)踐活動(dòng)是科學(xué)課程的一種學(xué)習(xí)方式，是實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)向核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的基本探究過(guò)程和方式。倡導(dǎo)“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”，突出了實(shí)踐育人功能。在以探究和實(shí)踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式中，讓學(xué)生主動(dòng)參與，動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，親歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實(shí)踐的過(guò)程。讓學(xué)生通過(guò)“動(dòng)手做”，解決學(xué)習(xí)過(guò)程中的問題，放手讓學(xué)生探究與實(shí)踐，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自主與合作的方式開展活動(dòng)，引導(dǎo)他們成為學(xué)習(xí)的主人，從被動(dòng)的接受者成為學(xué)習(xí)的主動(dòng)實(shí)踐者，從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)探究實(shí)踐活動(dòng)借助智能工具，將5G應(yīng)用在活動(dòng)中，我們做出了一些嘗試性的研究。一、智能監(jiān)控和智能手機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)活動(dòng)。完成一次科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)所需要的時(shí)間長(zhǎng)短不同，有些需要比較長(zhǎng)的活動(dòng)周期。比如，有的觀測(cè)活動(dòng)，需要幾天、幾個(gè)月、甚至更長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)觀察，完成活動(dòng)的過(guò)程，能夠考驗(yàn)學(xué)生的耐心，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生持之以恒的精神。長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐活動(dòng)是在教師引導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間自主探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)。這項(xiàng)活動(dòng)基于學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，密切聯(lián)系學(xué)生自身生活和社會(huì)實(shí)際，其核心價(jià)值是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和自主發(fā)現(xiàn)能力。觀測(cè)睡蓮花開閉的規(guī)律。我校門口，有一個(gè)水池，里面種著睡蓮。睡蓮喜強(qiáng)光，通風(fēng)好，每年3～4月萌發(fā)長(zhǎng)葉，5～8月陸續(xù)開花。白色的蓮花高雅圣潔，婀娜多姿，備受師生的喜愛。偶然發(fā)現(xiàn)：傍晚的時(shí)候睡蓮花會(huì)閉合。于是萌發(fā)了探究睡蓮花開閉規(guī)律的研究。每一天的觀測(cè)時(shí)間均在10小時(shí)以上，觀測(cè)往往不能持續(xù)。于是我們想到利用智能監(jiān)控和智能手機(jī)互聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)信息傳輸，這樣才能準(zhǔn)確掌握蓮花的開閉規(guī)律。從早上6：00開始，每隔一小時(shí)記錄一次信息。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)睡蓮喜光，花的開閉與天氣的冷暖，日照時(shí)間、日照強(qiáng)度等天氣條件有關(guān)。10月8日，天氣陰轉(zhuǎn)多云，氣溫10—23℃，西風(fēng)3—4級(jí)，紫外線中等，日出6：24，日落17：56。這天睡蓮花在11：00略微展開，12：00半開，到14：00全開，16：00顯示出開始閉合的跡象，18：00半閉，19：00就全閉了。遇到刮風(fēng)、下雨等特殊天氣，睡蓮花的開閉會(huì)有變化，比如9月22日，這天雖然是晴天，但是有西北風(fēng)4—5級(jí)，睡蓮花則在16：00就全閉了?？傊徎ǖ拈_閉時(shí)間不是固定的，與天氣有關(guān)。晴天，氣溫高，早上展開的早，一般日落后閉合。深秋，早晚氣溫低，展開的比較遲，晚上閉合的也會(huì)遲一些。陰天，多云等天氣會(huì)提前閉合。觀測(cè)太陽(yáng)與影子的變化規(guī)律。智能監(jiān)控和智能手機(jī)互聯(lián)，在觀測(cè)太陽(yáng)影子的變化規(guī)律上，大顯身手。從日出到日落，實(shí)現(xiàn)整天不間斷的觀測(cè)。找個(gè)屋頂，樓頂，沒有樹木、建筑物遮擋的空曠場(chǎng)地就可以使用智能監(jiān)控，觀測(cè)日影，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)信息傳輸。我們用一根黃色的，長(zhǎng)9.7cm的塑料棒立在陽(yáng)光下，觀測(cè)日影的變化規(guī)律。以2022年10月15日為例，天氣晴，紫外線強(qiáng)。日影的變化規(guī)律呈現(xiàn)在下圖。早上7：00的影長(zhǎng)68cm，朝西北方向；13：00影長(zhǎng)13cm，朝北東方向；17：00影長(zhǎng)90cm，朝東北方向。通過(guò)直觀的日影變化圖，學(xué)生就明白了“早晚長(zhǎng)、中午短”的日影變化規(guī)律。二、智能手機(jī)的音頻軟件在聲音研究中的應(yīng)用聲音對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)并不陌生，人類可以通過(guò)聲音傳遞信息、交流思想。生活中有各種各樣的聲音，學(xué)生很熟悉，但是對(duì)于聲音是如何產(chǎn)生的，他們并不十分明白。另外，有些學(xué)生或多或少接觸過(guò)一些樂器，對(duì)振動(dòng)發(fā)聲有一定的生活經(jīng)驗(yàn)，但是不能夠?qū)⒄駝?dòng)和發(fā)出的聲音建立聯(lián)系，所以要突破這個(gè)難點(diǎn)。智能手機(jī)內(nèi)的音頻軟件，可以讓看不見的聲音變得“有形”,利用手機(jī)把說(shuō)話的聲音錄制下來(lái)，然后用音頻軟件播放，觀察高低、強(qiáng)弱不同聲音的振動(dòng)幅度和頻率變化。上圖是一名男生唱歌的音頻，下圖是一名女生唱歌的音頻。通過(guò)對(duì)比可以很清楚的發(fā)現(xiàn)，男生聲音強(qiáng)，音調(diào)高；女生聲音弱，音調(diào)低。三、利用智能手機(jī)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo)。課內(nèi)時(shí)間畢竟有限，科學(xué)探究實(shí)踐活動(dòng)不能僅僅局限在課堂，充分利用課余的時(shí)間，指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)踐活動(dòng)，并加強(qiáng)指導(dǎo)。三年級(jí)學(xué)生在學(xué)習(xí)了《測(cè)量體積》之后，興趣濃厚，在家里用量杯測(cè)量物體的體積，然后拍了照片發(fā)到班級(jí)微信群。我提示學(xué)生“說(shuō)出測(cè)量的結(jié)果。”然后，學(xué)生用語(yǔ)音回復(fù)：“紫薯體積是134立方厘米，土豆體積是91立方厘米”。他優(yōu)秀的表現(xiàn)給同學(xué)們樹立了榜樣，提高了同學(xué)們實(shí)踐活動(dòng)的興趣。在國(guó)慶節(jié)7天小長(zhǎng)假期間，我給學(xué)生布置了測(cè)量體溫的實(shí)踐活動(dòng)。要求學(xué)生從10月1日開始到10月7日，每天早上、中午、晚上三個(gè)時(shí)間測(cè)量體溫，堅(jiān)持7天。為了掌握學(xué)生的活動(dòng)情況，3號(hào)、5號(hào)、7號(hào)將記錄上傳到班級(jí)微信群。我發(fā)現(xiàn)學(xué)生得出的結(jié)論不一致。左側(cè)這張記錄單得出了“晚上體溫高”的結(jié)論，而右側(cè)的記錄單得出了“中午體溫高”的結(jié)論。對(duì)于這樣不同的結(jié)論，我認(rèn)真分析了出現(xiàn)的原因，并且和學(xué)生進(jìn)行了視頻溝通。由于人的體溫，受運(yùn)動(dòng)，飲食、情緒等多種因素的影響比較大，所以出現(xiàn)這種情況是很正常的，并不存在學(xué)生測(cè)量錯(cuò)誤的問題，我對(duì)于學(xué)生積極參與活動(dòng)的精神給與了肯定。通過(guò)釘釘視頻在線直播，開展天文知識(shí)講座活動(dòng)。天文學(xué)是最古老的自然科學(xué)，深邃而廣袤的宇宙、璀璨的繁星、變化的月相、迷人的日食、彗星和流星雨，打開了孩子們想象的翅膀。尤其，神州號(hào)載人飛船的成功發(fā)射以及航天員王亞平的兩次太空授課，更激發(fā)了孩子們對(duì)神奇宇宙的無(wú)限向往。因此，利用業(yè)余時(shí)間，通過(guò)釘釘視頻在線直播，開展了一系列的天文知識(shí)講座，并且組織學(xué)生開展天文觀測(cè)活動(dòng)。2021年5月26日晚，天空出現(xiàn)了月全食；2021年8月13日晚，夜空中“英仙座”上演了流星雨。這兩次難得一見的視覺盛宴，當(dāng)然不能錯(cuò)過(guò)。我積極宣傳，組織學(xué)生進(jìn)行觀看，學(xué)習(xí)。在觀看的前兩天，我通過(guò)釘釘視頻在線直播，分別舉辦了以“月食形成的原因”和“美麗的流星雨”為主題的講座。天文講座深受孩子們的喜愛，增長(zhǎng)了天文知識(shí)，提升了科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生們打開了探索宇宙的大門。五、利用航拍無(wú)人機(jī)和手機(jī)互聯(lián)，搜集科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)素材。航拍無(wú)人機(jī)體積小、靈活，在短時(shí)間內(nèi)，完成從低海拔爬升至幾百米高空的飛行任務(wù)，在沒有障礙物的外部環(huán)境下，能夠進(jìn)行50米以內(nèi)的超低空拍攝，能到達(dá)我們沒辦法到達(dá)的空域、高度和危險(xiǎn)地區(qū)。由于航拍無(wú)人機(jī)，機(jī)動(dòng)靈活、改變了人們的觀察視角，從另外一個(gè)全新的角度觀察世界，從而發(fā)現(xiàn)了更多的教學(xué)資源。樓房頂上的彩鋼瓦，太陽(yáng)能熱水器，體育場(chǎng)的鋼結(jié)構(gòu)頂棚，移動(dòng)通信信號(hào)發(fā)射塔，街道布局，工地上的大型工程機(jī)械、樹上的鳥巢、蜂窩、各種鳥類等都成為很好的教學(xué)資源。在研究“建筑物結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系”時(shí)，學(xué)生看到無(wú)人機(jī)拍攝的彩鋼瓦都是瓦棱形的，而不是一塊平板，從這里面領(lǐng)悟到“瓦棱形比平面更堅(jiān)固”的科學(xué)道理。在研究“輪子的妙用”時(shí)，講到塔吊。這種大型的工程機(jī)械，上面有許多不同性能的輪子。通過(guò)無(wú)人機(jī)拍攝的圖片，錄像等，學(xué)生清楚的看到了定滑輪、動(dòng)滑輪，輪軸等，研