引言
2017年2月，教育部頒布了《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》，要求充分認識小學(xué)科學(xué)教育的重要性，將小學(xué)科學(xué)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(shí)驗教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生積極參與、主動(dòng)探究，培養學(xué)生的創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力。本文主要闡述在新課標下，小學(xué)科學(xué)課程具有什么樣的特點(diǎn)，3D教學(xué)如何發(fā)揮其生動(dòng)有趣、立體形象、鼓勵實(shí)踐與創(chuàng )新等教學(xué)優(yōu)勢，充分應用到小學(xué)科學(xué)實(shí)施中。3D教學(xué)在抽象概念、過(guò)于宏觀(guān)難以觀(guān)察的現象、過(guò)于微觀(guān)難以觀(guān)察的現象、發(fā)生過(guò)程太快難以觀(guān)察的現象及發(fā)生過(guò)程太慢難以觀(guān)察的現象等知識點(diǎn)的講解上有明顯優(yōu)勢。3D教學(xué)有交互實(shí)踐環(huán)節，虛擬環(huán)境鼓勵學(xué)生多次動(dòng)手實(shí)踐，完全符合新課標小學(xué)科學(xué)實(shí)施中探究式學(xué)習活動(dòng)形式。
一、 新課標小學(xué)科學(xué)的課程特點(diǎn)
（一） 科學(xué)課程開(kāi)設覆蓋小學(xué)全階段
原科學(xué)課程在小學(xué)三年級至六年級開(kāi)設，為了提升全面科學(xué)素質(zhì)，從小培養科學(xué)精神，新頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》明確要求小學(xué)科學(xué)課程起始年級調整為一年級，原則上要按照小學(xué)一、二年級每周不少于1課時(shí)安排課程。
（二） 科學(xué)課程內容新增技術(shù)與工程領(lǐng)域
科學(xué)課程內容在原來(lái)的物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)基礎上，新增技術(shù)與工程領(lǐng)域內容。這四個(gè)領(lǐng)域中選擇適合小學(xué)生學(xué)習的18個(gè)主要概念，其中物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域6個(gè)，生命科學(xué)領(lǐng)域6個(gè)，地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域3個(gè)，技術(shù)與工程領(lǐng)域3個(gè)。其中新增的技術(shù)與工程領(lǐng)域的3個(gè)主題分別是：1、人們?yōu)榱耸股a(chǎn)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(shù)的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造；3、工程技術(shù)的關(guān)鍵是設計，工程是運用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設計、解決實(shí)際問(wèn)題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)。
（三） 科學(xué)課程實(shí)施的主要形式是探究活動(dòng)
新頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》中，要求科學(xué)課程實(shí)施要突出學(xué)生的主體地位，保護學(xué)生的好奇心和求知欲，以探究式學(xué)習為主要實(shí)施形式。探究式學(xué)習是指在教師的指導、組織和支持下，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗，經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，以獲取科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習科學(xué)方法為目的的學(xué)習方式。要求學(xué)校要突出創(chuàng )設學(xué)習環(huán)境，為學(xué)生提供更多自主選擇的學(xué)習空間和充分的探究式學(xué)習機會(huì )。
在新課標下，小學(xué)科學(xué)的實(shí)施將面臨如何更好地讓學(xué)生理解周?chē)氖澜?，理解抽象概念，了解各種現象之間的聯(lián)系。對于一些變化過(guò)快或者變化過(guò)于緩慢的現象、過(guò)于宏觀(guān)難以理解或過(guò)于微觀(guān)難以理解的現象如何講解實(shí)施；如何利用周邊的環(huán)境實(shí)施探究式教學(xué)等也將是小學(xué)科學(xué)實(shí)施所面臨的挑戰。
二、3D教學(xué)在小學(xué)科學(xué)課程實(shí)施的應用
（一）立體形象展示抽象知識點(diǎn)
新課標的小學(xué)科學(xué)課程包含了四大領(lǐng)域18個(gè)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(xué)中的植物中各個(gè)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，這些現象是肉眼難以觀(guān)察的，三年級的學(xué)生僅憑老師抽象概念講解，恐怕學(xué)習效果不佳。如果使用云幻科教3D教學(xué)資源，則完全不一樣。通過(guò)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(guān)察的葉子的脈絡(luò )，呼吸口，氧氣和二氧化碳的交換過(guò)程等立體形象展現出來(lái)，不僅提高學(xué)生的注意力，還大大提高學(xué)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(diǎn)都能通過(guò)云幻科教３Ｄ教學(xué)進(jìn)行講解。例如理解食物鏈、大氣層的分層、電能等。
（二）模擬現實(shí)場(chǎng)景展現過(guò)于宏觀(guān)或微觀(guān)現象
新課標的小學(xué)科學(xué)課程中有一大領(lǐng)域為地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域，里面的內容均是過(guò)于宏觀(guān)難以現實(shí)觀(guān)察的內容。例如講解到地球、月亮和太陽(yáng)的關(guān)系，如何理解地球自轉公轉及其給地球帶來(lái)的氣候變化。在傳統的教學(xué)中，通常使用地球儀、畫(huà)圖或一部分2D視頻形式進(jìn)行講解。通過(guò)云幻科教3D教學(xué)資源《太陽(yáng)系里的行星》、《晝夜交替》、《天上的太陽(yáng)》、《月亮》等資源的展現和互動(dòng)，能讓學(xué)生置身于太空中，進(jìn)行一場(chǎng)星際穿越之旅。
再如生命科學(xué)領(lǐng)域中，要讓學(xué)生理解“人體由多個(gè)系統組成，分工配合，共同維持生命活動(dòng)”，學(xué)生要充分認識人體的構成系統及其運行機理。在講解人體構成基礎部分例如手、腳、身體、腦袋等的時(shí)候，都是可以感知和觀(guān)察的，學(xué)生很容易理解。但是講到人體的血液循環(huán)系統、神經(jīng)系統等知識的時(shí)候，由于太微觀(guān)難以觀(guān)察其運行，學(xué)生理解起來(lái)就有困難。通過(guò)云幻科教3D教學(xué)資源《心臟-一個(gè)神奇的泵》、《呼吸和循環(huán)系統》、《神經(jīng)系統》的資源演示和互動(dòng)，學(xué)生看到心臟的每個(gè)部分構成，血液循環(huán)怎么從右心房經(jīng)由三尖瓣進(jìn)入右心室然后進(jìn)入肺動(dòng)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(xué)生興趣，還能讓學(xué)生快速掌握所學(xué)知識。
（三）重現電光石火時(shí)刻或速度過(guò)慢的變化場(chǎng)景
新課標的小學(xué)科學(xué)物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域內容中，有關(guān)光能、電能、聲能等相關(guān)知識的學(xué)習。由于光和電的傳播速度非?？?，肉眼難以觀(guān)察記錄，而聲的傳播過(guò)于抽象不可觀(guān)察，如果僅僅從文字和圖片進(jìn)行講解，學(xué)生要理解和掌握將需要更多的時(shí)間。通過(guò)云幻科教3D教學(xué)資源《光和影》、《無(wú)處不在的電》、《聲音的傳播》等資源的演示和互動(dòng)，將快速發(fā)生的場(chǎng)景慢動(dòng)作重現，以便學(xué)生理解。同時(shí)，將電、光、聲音等用可見(jiàn)的線(xiàn)條表示傳播途徑，學(xué)生對這些知識點(diǎn)理解將更透徹。還有一些需要長(cháng)時(shí)間觀(guān)察的現象，通過(guò)3D資源常規演示，不僅能觀(guān)察事物發(fā)展現象，還能節省時(shí)間。例如《植物的生長(cháng)》、《動(dòng)物的生命周期》等內容。
（四） 卡通形象多形式的趣味互動(dòng)鼓勵學(xué)生探究
探究式學(xué)習是小學(xué)科學(xué)課程實(shí)施的主要形式，學(xué)校應該綜合利用各類(lèi)資源，創(chuàng )建探究式學(xué)習環(huán)境。云幻科教3D教學(xué)資源包含探究互動(dòng)和練習評估環(huán)節，通過(guò)活潑可愛(ài)的卡通形象，在色彩艷麗的場(chǎng)景中引導學(xué)生互動(dòng)，能快速吸引學(xué)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(xué)生更多實(shí)踐探究的機會(huì )。通過(guò)3D教學(xué)，能讓小學(xué)科學(xué)課程更生動(dòng)，讓學(xué)生更互動(dòng)，讓教師更心動(dòng)。
三、結語(yǔ)
3D教育以可視化的3D建模為基礎，通過(guò)項目學(xué)習的方式，綜合應用3D影像、VR、AR、MR、3D打印等技術(shù)，完成從“創(chuàng )意到實(shí)現”的完整的學(xué)習和認知過(guò)程，鼓勵“手腦并用”，是培養學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習能力、團隊協(xié)作能力和數字表達能力的一種創(chuàng )新教育。3D教育不僅適用于小學(xué)科學(xué)課程實(shí)施，還適用于初中高中生物、物理、化學(xué)等科目的課堂實(shí)施。3D教育是智慧教育新模式，是未來(lái)視聽(tīng)教育的必然發(fā)展趨勢。云幻科教作為3D教育引領(lǐng)者，將持續不斷地進(jìn)行3D資源研發(fā)和課程設計，讓更多的學(xué)生成為3D教育的受益者。