2023年12月19日发(作者：扬雅艳)
5G在小学科学实践活动中应用的研究
【摘要】5G技术飞速发展，推动了数字经济的转型，深刻地改变着人们的沟通、交流乃至整个生活方式。教育的数字化转型，要牢牢把握5G优势特点，为智慧教育创新发展赋能，支撑和引领教育信息化。把5G技术与小学科学探究实践活动相结合，其根本宗旨是学生能够在5G的环境中，把5G作为工具服务于自己的自主学习，完成学习目标。学生借助智能工具，如：智能手机、智能监控 、航拍无人机等，以及智能工具之间的互联、协同完成实践活动。通过观察、实验、收集、分析和处理信息来亲历科学探究过程，在活动中分享与交流、质疑与创新，培养学生的科学素养。
【关键词】实践活动 ；智能手机；智能监控 ；航拍无人机
新一轮产业革命、科技革命正加速发展，科技创新得到了高度重视。5G作为一种新型移动通信网络，已融入社会生活的方方面面，带动了生产和生活方式发生新的变革。它为人们提供了增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频，解决了人与物、物与物的通信问题。教育要紧紧抓住5G技术带来的发展机遇，推动我国教育信息化融合创新发展，支撑教育理念更新、模式变革和体系重构。每当新的革命性技术出现的时候，谁先拥抱新技术谁就将赢得发展先机。对教育而言，它将在各个方面发生变化。
小学科学是一门实践性的综合基础课程，探究实践活动是科学课程的一种学习方式，是实现知识学习向核心素养转化的基本探究过程和方式。倡导“做中学、用中学、创中学”，突出了实践育人功能。在以探究和实践为主的多样化学习方式中，让学生主动参与，动手动脑、积极体验，亲历科学探究以及技术与工程实践的过程。让学生通过“动手做”，解决学习过程中的问题，放手让学生探究与实践，鼓励学生通过自主与合作的方式开展活动，引导他们成为学习的主人，从被动的接受者成为学习的主动实践者，从而提升学生的科学素养。科学探究实践活动借助智能工具，将5G应用在活动中，我们做出了一些尝试性的研究。
一、智能监控和智能手机互联，实现长时间的观测活动。
完成一次科学实践活动所需要的时间长短不同，有些需要比较长的活动周期。比如，有的观测活动，需要几天、几个月、甚至更长时间的持续观察，完成活动的过程，能够考验学生的耐心，同时培养学生持之以恒的精神。长时间的实践活动是在教师引导下，学生经历较长时间自主探究的学习活动。这项活动基于学生的经验，密切联系学生自身生活和社会实际，其核心价值是培养学生的动手实践能力和自主发现能力。
1、观测睡莲花开闭的规律。
我校门口，有一个水池，里面种着睡莲。睡莲喜强光，通风好，每年3～4月萌发长叶，5～8月陆续开花。白色的莲花高雅圣洁，婀娜多姿，备受师生的喜爱。偶然发现：傍晚的时候睡莲花会闭合。于是萌发了探究睡莲花开闭规律的研究。每一天的观测时间均在10小时以上，观测往往不能持续。于是我们想到利用智能监控和智能手机互联，可以实现远程、实时信息传输，这样才能准确掌握莲花的开闭规律。从早上6：00开始，每隔一小时记录一次信息。经过一段时间观测，发现睡莲喜光，花的开闭与天气的冷暖，日照时间、日照强度等天气条件有关。
2022年10月8日睡莲花的开闭情况：
10月8日，天气阴转多云，气温10—23℃，西风3—4级，紫外线中等，日出6：24，日落17：56。这天睡莲花在11：00略微展开，12：00半开，到14：00全开，16：00显示出开始闭合的迹象，18：00半闭，19：00就全闭了。
遇到刮风、下雨等特殊天气，睡莲花的开闭会有变化，比如9月22日，这天虽然是晴天，但是有西北风4—5级，睡莲花则在16：00就全闭了。
总之，睡莲花的开闭时间不是固定的，与天气有关。晴天，气温高，早上展开的早，一般日落后闭合。深秋，早晚气温低，展开的比较迟，晚上闭合的也会迟一些。阴天，多云等天气会提前闭合。
2、观测太阳与影子的变化规律。
智能监控和智能手机互联，在观测太阳影子的变化规律上，大显身手。从日出到日落，实现整天不间断的观测。找个屋顶，楼顶，没有树木、建筑物遮挡的空旷场地就可以使用智能监控，观测日影，而且能够实现远程实时信息传输。我们用一根黄色的，长9.7cm的塑料棒立在阳光下，观测日影的变化规律。以2022年10月15日为例，天气晴，紫外线强。日影的变化规律呈现在下图。
早上7：00的影长68cm ，朝西北方向 ； 13：00 影长13cm，朝北东方向；
17：00影长90cm ，朝东北方向。通过直观的日影变化图，学生就明白了“早晚长、中午短”的日影变化规律。
二、智能手机的音频软件在声音研究中的应用
声音对于每个人来说并不陌生，人类可以通过声音传递信息、交流思想。生活中有各种各样的声音，学生很熟悉，但是对于声音是如何产生的，他们并不十分明白。另外，有些学生或多或少接触过一些乐器，对振动发声有一定的生活经验，但是不能够将振动和发出的声音建立联系，所以要突破这个难点。智能手机内的音频软件，可以让看不见的声音变得“有形”,利用手机把说话的声音录制下来，然后用音频软件播放，观察高低、强弱不同声音的振动幅度和频率变化。
上图是一名男生唱歌的音频，下图是一名女生唱歌的音频。通过对比可以很清楚的发现，男生声音强，音调高；女生声音弱，音调低。
三、利用智能手机加强对学生实践活动的指导。
课内时间毕竟有限，科学探究实践活动不能仅仅局限在课堂，充分利用课余的时间，指导学生开展实践活动，并加强指导。三年级学生在学习了《测量体积》之后，兴趣浓厚，在家里用量杯测量物体的体积，然后拍了照片发到班级微信群。我提示学生“说出测量的结果。”然后，学生用语音回复：“紫薯体积是134 立方厘米，土豆体积是91立方厘米”。他优秀的表现给同学们树立了榜样，提高了同学们实践活动的兴趣。
在国庆节7天小长假期间，我给学生布置了测量体温的实践活动。要求学生从10月1日开始到10月7日，每天早上、中午、晚上三个时间测量体温，坚持7天。为了掌握学生的活动情况，3号、5号、7号将记录上传到班级微信群。我发现学生得出的结论不一致。
左侧这张记录单得出了“晚上体温高”的结论，而右侧的记录单得出了“中午体温高”的结论。对于这样不同的结论，我认真分析了出现的原因，并且和学生进行了视频沟通。由于人的体温，受运动，饮食、情绪等多种因素的影响比较大，所以出现这种情况是很正常的，并不存在学生测量错误的问题，我对于学生积极参与活动的精神给与了肯定。
四、通过钉钉视频在线直播，开展天文知识讲座活动。
天文学是最古老的自然科学，深邃而广袤的宇宙、璀璨的繁星、变化的月相、迷人的日食、彗星和流星雨，打开了孩子们想象的翅膀。尤其，神州号载人飞船的成功发射以及航天员王亚平的两次太空授课，更激发了孩子们对神奇宇宙的无限向往。因此，利用业余时间，通过钉钉视频在线直播，开展了一系列的天文知识讲座，并且组织学生开展天文观测活动。
2021年5月26日晚，天空出现了月全食；2021年8月13日晚，夜空中“英仙座”上演了流星雨。这两次难得一见的视觉盛宴，当然不能错过。我积极宣传，组织学生进行观看，学习。在观看的前两天，我通过钉钉视频在线直播，分别举办了以“月食形成的原因”和“美丽的流星雨”为主题的讲座。天文讲座深受孩子们的喜爱，增长了天文知识，提升了科学素养，为学生们打开了探索宇宙的大门。
五、利用航拍无人机和手机互联，搜集科学实践活动素材。
航拍无人机体积小、灵活，在短时间内，完成从低海拔爬升至几百米高空的飞行任务，在没有障碍物的外部环境下，能够进行50米以内的超低空拍摄，能到达我们没办法到达的空域、高度和危险地区。
由于航拍无人机，机动灵活、改变了人们的观察视角，从另外一个全新的角度观察世界，从而发现了更多的教学资源。楼房顶上的彩钢瓦，太阳能热水器，体育场的钢结构顶棚，移动通信信号发射塔，街道布局，工地上的大型工程机械、树上的鸟巢、蜂窝、各种鸟类等都成为很好的教学资源。
在研究“建筑物结构与力的关系”时，学生看到无人机拍摄的彩钢瓦都是瓦棱形的，而不是一块平板，从这里面领悟到“瓦棱形比平面更坚固”的科学道理。
在研究“轮子的妙用”时，讲到塔吊。这种大型的工程机械，上面有许多不同性能的轮子。通过无人机拍摄的图片，录像等，学生清楚的看到了定滑轮、动滑轮，轮轴等，研究出了塔吊工作的原理。
教育部2022年工作要点明确指出：“实施教育数字化战略行动，强化需求牵引，深化融合、创新赋能、应用驱动，积极发展‘互联网+教育’，加快推进教育教学数字转型和智能升级。”5G在小学科学实践活动中的广泛应用，必将带来小学科学教育的变革，必将带来教师教学方式的变革，也必将带来学生科学学习方式的变革，助推教育高质量的发展。
2023年12月19日发(作者：扬雅艳)
5G在小学科学实践活动中应用的研究
【摘要】5G技术飞速发展，推动了数字经济的转型，深刻地改变着人们的沟通、交流乃至整个生活方式。教育的数字化转型，要牢牢把握5G优势特点，为智慧教育创新发展赋能，支撑和引领教育信息化。把5G技术与小学科学探究实践活动相结合，其根本宗旨是学生能够在5G的环境中，把5G作为工具服务于自己的自主学习，完成学习目标。学生借助智能工具，如：智能手机、智能监控 、航拍无人机等，以及智能工具之间的互联、协同完成实践活动。通过观察、实验、收集、分析和处理信息来亲历科学探究过程，在活动中分享与交流、质疑与创新，培养学生的科学素养。
【关键词】实践活动 ；智能手机；智能监控 ；航拍无人机
新一轮产业革命、科技革命正加速发展，科技创新得到了高度重视。5G作为一种新型移动通信网络，已融入社会生活的方方面面，带动了生产和生活方式发生新的变革。它为人们提供了增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频，解决了人与物、物与物的通信问题。教育要紧紧抓住5G技术带来的发展机遇，推动我国教育信息化融合创新发展，支撑教育理念更新、模式变革和体系重构。每当新的革命性技术出现的时候，谁先拥抱新技术谁就将赢得发展先机。对教育而言，它将在各个方面发生变化。
小学科学是一门实践性的综合基础课程，探究实践活动是科学课程的一种学习方式，是实现知识学习向核心素养转化的基本探究过程和方式。倡导“做中学、用中学、创中学”，突出了实践育人功能。在以探究和实践为主的多样化学习方式中，让学生主动参与，动手动脑、积极体验，亲历科学探究以及技术与工程实践的过程。让学生通过“动手做”，解决学习过程中的问题，放手让学生探究与实践，鼓励学生通过自主与合作的方式开展活动，引导他们成为学习的主人，从被动的接受者成为学习的主动实践者，从而提升学生的科学素养。科学探究实践活动借助智能工具，将5G应用在活动中，我们做出了一些尝试性的研究。
一、智能监控和智能手机互联，实现长时间的观测活动。
完成一次科学实践活动所需要的时间长短不同，有些需要比较长的活动周期。比如，有的观测活动，需要几天、几个月、甚至更长时间的持续观察，完成活动的过程，能够考验学生的耐心，同时培养学生持之以恒的精神。长时间的实践活动是在教师引导下，学生经历较长时间自主探究的学习活动。这项活动基于学生的经验，密切联系学生自身生活和社会实际，其核心价值是培养学生的动手实践能力和自主发现能力。
1、观测睡莲花开闭的规律。
我校门口，有一个水池，里面种着睡莲。睡莲喜强光，通风好，每年3～4月萌发长叶，5～8月陆续开花。白色的莲花高雅圣洁，婀娜多姿，备受师生的喜爱。偶然发现：傍晚的时候睡莲花会闭合。于是萌发了探究睡莲花开闭规律的研究。每一天的观测时间均在10小时以上，观测往往不能持续。于是我们想到利用智能监控和智能手机互联，可以实现远程、实时信息传输，这样才能准确掌握莲花的开闭规律。从早上6：00开始，每隔一小时记录一次信息。经过一段时间观测，发现睡莲喜光，花的开闭与天气的冷暖，日照时间、日照强度等天气条件有关。
2022年10月8日睡莲花的开闭情况：
10月8日，天气阴转多云，气温10—23℃，西风3—4级，紫外线中等，日出6：24，日落17：56。这天睡莲花在11：00略微展开，12：00半开，到14：00全开，16：00显示出开始闭合的迹象，18：00半闭，19：00就全闭了。
遇到刮风、下雨等特殊天气，睡莲花的开闭会有变化，比如9月22日，这天虽然是晴天，但是有西北风4—5级，睡莲花则在16：00就全闭了。
总之，睡莲花的开闭时间不是固定的，与天气有关。晴天，气温高，早上展开的早，一般日落后闭合。深秋，早晚气温低，展开的比较迟，晚上闭合的也会迟一些。阴天，多云等天气会提前闭合。
2、观测太阳与影子的变化规律。
智能监控和智能手机互联，在观测太阳影子的变化规律上，大显身手。从日出到日落，实现整天不间断的观测。找个屋顶，楼顶，没有树木、建筑物遮挡的空旷场地就可以使用智能监控，观测日影，而且能够实现远程实时信息传输。我们用一根黄色的，长9.7cm的塑料棒立在阳光下，观测日影的变化规律。以2022年10月15日为例，天气晴，紫外线强。日影的变化规律呈现在下图。
早上7：00的影长68cm ，朝西北方向 ； 13：00 影长13cm，朝北东方向；
17：00影长90cm ，朝东北方向。通过直观的日影变化图，学生就明白了“早晚长、中午短”的日影变化规律。
二、智能手机的音频软件在声音研究中的应用
声音对于每个人来说并不陌生，人类可以通过声音传递信息、交流思想。生活中有各种各样的声音，学生很熟悉，但是对于声音是如何产生的，他们并不十分明白。另外，有些学生或多或少接触过一些乐器，对振动发声有一定的生活经验，但是不能够将振动和发出的声音建立联系，所以要突破这个难点。智能手机内的音频软件，可以让看不见的声音变得“有形”,利用手机把说话的声音录制下来，然后用音频软件播放，观察高低、强弱不同声音的振动幅度和频率变化。
上图是一名男生唱歌的音频，下图是一名女生唱歌的音频。通过对比可以很清楚的发现，男生声音强，音调高；女生声音弱，音调低。
三、利用智能手机加强对学生实践活动的指导。
课内时间毕竟有限，科学探究实践活动不能仅仅局限在课堂，充分利用课余的时间，指导学生开展实践活动，并加强指导。三年级学生在学习了《测量体积》之后，兴趣浓厚，在家里用量杯测量物体的体积，然后拍了照片发到班级微信群。我提示学生“说出测量的结果。”然后，学生用语音回复：“紫薯体积是134 立方厘米，土豆体积是91立方厘米”。他优秀的表现给同学们树立了榜样，提高了同学们实践活动的兴趣。
在国庆节7天小长假期间，我给学生布置了测量体温的实践活动。要求学生从10月1日开始到10月7日，每天早上、中午、晚上三个时间测量体温，坚持7天。为了掌握学生的活动情况，3号、5号、7号将记录上传到班级微信群。我发现学生得出的结论不一致。
左侧这张记录单得出了“晚上体温高”的结论，而右侧的记录单得出了“中午体温高”的结论。对于这样不同的结论，我认真分析了出现的原因，并且和学生进行了视频沟通。由于人的体温，受运动，饮食、情绪等多种因素的影响比较大，所以出现这种情况是很正常的，并不存在学生测量错误的问题，我对于学生积极参与活动的精神给与了肯定。
四、通过钉钉视频在线直播，开展天文知识讲座活动。
天文学是最古老的自然科学，深邃而广袤的宇宙、璀璨的繁星、变化的月相、迷人的日食、彗星和流星雨，打开了孩子们想象的翅膀。尤其，神州号载人飞船的成功发射以及航天员王亚平的两次太空授课，更激发了孩子们对神奇宇宙的无限向往。因此，利用业余时间，通过钉钉视频在线直播，开展了一系列的天文知识讲座，并且组织学生开展天文观测活动。
2021年5月26日晚，天空出现了月全食；2021年8月13日晚，夜空中“英仙座”上演了流星雨。这两次难得一见的视觉盛宴，当然不能错过。我积极宣传，组织学生进行观看，学习。在观看的前两天，我通过钉钉视频在线直播，分别举办了以“月食形成的原因”和“美丽的流星雨”为主题的讲座。天文讲座深受孩子们的喜爱，增长了天文知识，提升了科学素养，为学生们打开了探索宇宙的大门。
五、利用航拍无人机和手机互联，搜集科学实践活动素材。
航拍无人机体积小、灵活，在短时间内，完成从低海拔爬升至几百米高空的飞行任务，在没有障碍物的外部环境下，能够进行50米以内的超低空拍摄，能到达我们没办法到达的空域、高度和危险地区。
由于航拍无人机，机动灵活、改变了人们的观察视角，从另外一个全新的角度观察世界，从而发现了更多的教学资源。楼房顶上的彩钢瓦，太阳能热水器，体育场的钢结构顶棚，移动通信信号发射塔，街道布局，工地上的大型工程机械、树上的鸟巢、蜂窝、各种鸟类等都成为很好的教学资源。
在研究“建筑物结构与力的关系”时，学生看到无人机拍摄的彩钢瓦都是瓦棱形的，而不是一块平板，从这里面领悟到“瓦棱形比平面更坚固”的科学道理。
在研究“轮子的妙用”时，讲到塔吊。这种大型的工程机械，上面有许多不同性能的轮子。通过无人机拍摄的图片，录像等，学生清楚的看到了定滑轮、动滑轮，轮轴等，研究出了塔吊工作的原理。
教育部2022年工作要点明确指出：“实施教育数字化战略行动，强化需求牵引，深化融合、创新赋能、应用驱动，积极发展‘互联网+教育’，加快推进教育教学数字转型和智能升级。”5G在小学科学实践活动中的广泛应用，必将带来小学科学教育的变革，必将带来教师教学方式的变革，也必将带来学生科学学习方式的变革，助推教育高质量的发展。