引言
2017年2月，教育部颁布了《义务教育小学科学课程标准》，要求充分认识小学科学教育的重要性，将小学科学课程起始年级调整为一年级，并要求各地要引导老师重视实验教学，促进学生积极参与、主动探究，培养学生的创新精神和实践能力。本文主要阐述在新课标下，小学科学课程具有什么样的特点，3D教学如何发挥其生动有趣、立体形象、鼓励实践与创新等教学优势，充分应用到小学科学实施中。3D教学在抽象概念、过于宏观难以观察的现象、过于微观难以观察的现象、发生过程太快难以观察的现象及发生过程太慢难以观察的现象等知识点的讲解上有明显优势。3D教学有交互实践环节，虚拟环境鼓励学生多次动手实践，完全符合新课标小学科学实施中探究式学习活动形式。
一、 新课标小学科学的课程特点
(一) 科学课程开设覆盖小学全阶段
原科学课程在小学三年级至六年级开设，为了提升全面科学素质，从小培养科学精神，新颁布的《义务教育小学科学课程标准》明确要求小学科学课程起始年级调整为一年级，原则上要按照小学一、二年级每周不少于1课时安排课程。
(二) 科学课程内容新增技术与工程领域
科学课程内容在原来的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学基础上，新增技术与工程领域内容。这四个领域中选择适合小学生学习的18个主要概念，其中物质科学领域6个，生命科学领域6个，地球与宇宙科学领域3个，技术与工程领域3个。其中新增的技术与工程领域的3个主题分别是：1、人们为了使生产和生活更加便利、快捷、舒适，创造了丰富多彩的人工世界;2、技术的核心是发明，是人们对自然的利用和改造;3、工程技术的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。
(三) 科学课程实施的主要形式是探究活动
新颁布的《义务教育小学科学课程标准》中，要求科学课程实施要突出学生的主体地位，保护学生的好奇心和求知欲，以探究式学习为主要实施形式。探究式学习是指在教师的指导、组织和支持下，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究的过程，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法为目的的学习方式。要求学校要突出创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习空间和充分的探究式学习机会。
在新课标下，小学科学的实施将面临如何更好地让学生理解周围的世界，理解抽象概念，了解各种现象之间的联系。对于一些变化过快或者变化过于缓慢的现象、过于宏观难以理解或过于微观难以理解的现象如何讲解实施;如何利用周边的环境实施探究式教学等也将是小学科学实施所面临的挑战。
二、3D教学在小学科学课程实施的应用
(一)立体形象展示抽象知识点
新课标的小学科学课程包含了四大领域18个主题，其中不乏抽象难以理解的主题内容。例如讲解到生命科学中的植物中各个部分如何帮助植物维持自身生存的相应功能，讲到叶子的呼吸和光合作用，这些现象是肉眼难以观察的，三年级的学生仅凭老师抽象概念讲解，恐怕学习效果不佳。如果使用云幻科教3D教学资源，则完全不一样。通过3D视频《植物的叶子》，将植物的叶子构成一一分析，把肉眼难以观察的叶子的脉络，呼吸口，氧气和二氧化碳的交换过程等立体形象展现出来，不仅提高学生的注意力，还大大提高学生的知识掌握程度。
除了上述的植物维持自身生存的相应功能，还有很多的抽象知识点都能通过云幻科教3D教学进行讲解。例如理解食物链、大气层的分层、电能等。
(二)模拟现实场景展现过于宏观或微观现象
新课标的小学科学课程中有一大领域为地球与宇宙科学领域，里面的内容均是过于宏观难以现实观察的内容。例如讲解到地球、月亮和太阳的关系，如何理解地球自转公转及其给地球带来的气候变化。在传统的教学中，通常使用地球仪、画图或一部分2D视频形式进行讲解。通过云幻科教3D教学资源《太阳系里的行星》、《昼夜交替》、《天上的太阳》、《月亮》等资源的展现和互动，能让学生置身于太空中，进行一场星际穿越之旅。
再如生命科学领域中，要让学生理解“人体由多个系统组成，分工配合，共同维持生命活动”，学生要充分认识人体的构成系统及其运行机理。在讲解人体构成基础部分例如手、脚、身体、脑袋等的时候，都是可以感知和观察的，学生很容易理解。但是讲到人体的血液循环系统、神经系统等知识的时候，由于太微观难以观察其运行，学生理解起来就有困难。通过云幻科教3D教学资源《心脏-一个神奇的泵》、《呼吸和循环系统》、《神经系统》的资源演示和互动，学生看到心脏的每个部分构成，血液循环怎么从右心房经由三尖瓣进入右心室然后进入肺动脉。这种立体形象、分步骤讲解运行机理的形式，不仅能吸引学生兴趣，还能让学生快速掌握所学知识。
(三)重现电光石火时刻或速度过慢的变化场景
新课标的小学科学物质科学领域内容中，有关光能、电能、声能等相关知识的学习。由于光和电的传播速度非常快，肉眼难以观察记录，而声的传播过于抽象不可观察，如果仅仅从文字和图片进行讲解，学生要理解和掌握将需要更多的时间。通过云幻科教3D教学资源《光和影》、《无处不在的电》、《声音的传播》等资源的演示和互动，将快速发生的场景慢动作重现，以便学生理解。同时，将电、光、声音等用可见的线条表示传播途径，学生对这些知识点理解将更透彻。还有一些需要长时间观察的现象，通过3D资源常规演示，不仅能观察事物发展现象，还能节省时间。例如《植物的生长》、《动物的生命周期》等内容。
(四) 卡通形象多形式的趣味互动鼓励学生探究
探究式学习是小学科学课程实施的主要形式，学校应该综合利用各类资源，创建探究式学习环境。云幻科教3D教学资源包含探究互动和练习评估环节，通过活泼可爱的卡通形象，在色彩艳丽的场景中引导学生互动，能快速吸引学生注意力。由于虚拟探究允许多次尝试，有非常大的试错包容性，给了学生更多实践探究的机会。通过3D教学，能让小学科学课程更生动，让学生更互动，让教师更心动。
三、结语
3D教育以可视化的3D建模为基础，通过项目学习的方式，综合应用3D影像、VR、AR、MR、3D打印等技术，完成从“创意到实现”的完整的学习和认知过程，鼓励“手脑并用”，是培养学生的跨学科学习能力、团队协作能力和数字表达能力的一种创新教育。3D教育不仅适用于小学科学课程实施，还适用于初中高中生物、物理、化学等科目的课堂实施。3D教育是智慧教育新模式，是未来视听教育的必然发展趋势。云幻科教作为3D教育引领者，将持续不断地进行3D资源研发和课程设计，让更多的学生成为3D教育的受益者。
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