飞速发展的信息技术正在引起社会的深刻变革，已经到来的信息时代迫切要求我们的教育进行改革，教育技术已成为教育改革的制高点和突破口。《中共中央国务院关于深化教育全面推进素质教育的决定》明确指出“大力提高教育技术手段的现代化水平和教育信息化程度”；《国务院关于基础教育改革与发展的决定》也明确提出，“大力普及信息技术教育，以信息化带动教育现代化”；紧跟着在《国家基础教育课程改革纲要（试行）》中更加明确地提出，“教学过程中要大力推进信息技术在教学中的普遍应用，促进信息技术与学科课程整合，逐步实现教学内容呈现方式、学生学习方式、教师教学方式和师生互动方式的改革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”在小学科学课程标准中也指出，“在一切有条件的地方，科学课程的教学应尽可能地运用现代教育技术。”这一系列的政策措施为信息技术在小学科学教学中的运用以及信息技术与小学科学的整合指明了方向，信息技术与小学科学整合与创新已经成为社会与时代发展的必然趋势。
一、小学科学的教育特点
信息技术与小学科学的整合与创新不能脱离学科与学生，小学科学课是实施整合与创新的载体，小学生是科学学习的主人。因而本文从小学科学学科的特点和小学生的身心发展特点两个方面来谈起，以其作为信息技术与小学科学的整合与创新的依据。
（一） 小学科学学科的特点
小学科学是《纲要》中规定的在小学中高年级开设的一门综合性课程，是“以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程” ，它的前身是小学自然。小学科学十分注重学生的亲身经历、主动探究，获取第一手资料，十分强调直接经验的获得。但是在生命世界、物质世界、地球与宇宙三大领域的科学知识中，许多的现象、原理、规律是我们看不见的，凭借传统的教学又难以讲清，利用信息技术却能达到较好的教学效果。如：通过可视化的模拟学生就很容易理解雨、雪的形成过程。事实上，学生越是不知道不理解，就越迫切地想探究明白。正如《学记》中指出的那样“当其可之谓时”，在学生想知道，而又不能直接地通过直观感知获得的时候，就可以运用信息技术帮助学生进行间接的“亲历”。这样的教学无论是在科学知识的获得、情感的体验以及态度与价值观的培养方面都是一个有益的探索。
（二） 小学生的身心发展特点
小学教育阶段是儿童心理发展的一个重大的转折时期，这个时期的儿童“开始进入学校从事正规的有系统的学习”，学习逐步成为他们的主导活动；他们“逐步掌握书面言语”，思维逐步由形象思维向抽象逻辑思维过渡；他们开始“有意识的参加集体生活”。他们的生理和心理发展具有不平衡性、顺序性、阶段性和差异性，心理学家皮亚杰更是在此基础上提出了认知发展阶段论。有效的学习必须考虑到儿童的身心发展特点，循序渐进。儿童“对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体，这一时期是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期”。他们的思维“仍然是直接与感性经验相联系的，仍然具有很大成分的具体形象性”。因而在教学方法上就应该以直观、形象的教学方法为主，同时也应注意教学即要符合儿童的接受能力，又要促进儿童的进一步发展。
二、信息技术在小学科学教育中的创新作用
（一）信息技术改变现代社会生活
众所周知，随着信息技术的发展信息传递工具也在改变，信息传递的模式也将发生根本性的改变。有人曾作过这样一个比拟：人类最初是用马车来传递信件的，不管人们对马和马车做出多大的改进，但通过马车传递信息的速度不会发生很大的变化，如果将传统马车的效率定义为一个马力的话，那么，改良后的新马车至多达到1.2个马力，已趋于极限。但是，人们如果通过汽车或电报传递信息，就会使传递效率得到大大的提高。据说，在电报发明后的第5天，所有马车传递业务全都关张。这充分说明，信息技术正在逐渐改变并改进着现代社会生活。
（二）信息技术改变现代教育
在教育发展过程中，以文字课本为主要教学传媒的教育模式，从根本上改变了以口传心授的教育模式。同理，在信息社会里，以文字课本为主要教学传媒的教学模式，将逐渐为以信息技术为教育传媒的新型教育模式所取代。教育必将从目的、内容、形式、方法和组织等方面发生彻底的变革。国外称这种变革为“第四次教育革命”。
1.信息技术的使用是现代教学观的必然要求
传统的教学观是教师教书本知识，学生学书本知识，教学功能只有一个，就是传授书本知识。而新的教学观则认为教学具有多方面的功能，它既要传授知识，又要发展多种能力如学习能力、信息处理技术、解决问题能力, 还要培养品德。传统的教学观和现代教学观的根本分歧在于提高教学效果的着眼点在何处，在信息时代，效率优先，而教学的效率在于怎样使学生在有限的时间内高质量地掌握知识，具备不断更新知识，创造新知识的能力。把发展智力提高到应有的地位，不仅是由于现代生产技术发展提出的要求，也是全面把握教学任务和教学质量标准的要求。
传统的学生观是把学生看成被动接受知识的客体，而教师是教学的主体。新的学生观则认为，学生既是教学的对象，又是学习活动的主体，在教学过程中，学生是客体和主体的统一。在学习过程中，学生是学习的主人。
在计算机应用于教育的新趋势中隐含的学习模式和教学模式，都反映了认知学习理论的观点，学生被看作为知识建构过程的积极参与者，学习者要通过自己经验建构知识。这些新的应用重点强调学习过程，强调有意义的学习，强调学习的许多目标都要通过学生积极地获取材料来实现。在这些以学习者为中心的学习模式下，教师要扮演指导者、促进者和咨询者的角色，这对教师是一个新的挑战。
传统的学校观认为只有全日制、面授的，进行课堂教学的有围墙的学校才是正规的学校。而现代的学校观则认为全日制、面授的、有围墙的学校是正规学校，半日制的、业余的，其他方式授课的远距离教学、无墙的学校也是教育的场所，是正规的学校。
只有建立起现代的教学观，学生观、学校观，才能实现全面的教育改革。
2.信息技术为新的教学目标提供新的实现途径
许多教育工作者一致指出，二十一世纪的公民需要获得以下一些技能：
①信息处理(组织、获取、操作和评价)的技能; ②问题解决能力; ③批判性思维能力; ④学习能力，⑤与他人合作和协作的能力。这些目标将使人们对教师和学生的观点产生新的变化，目前人们主要关心如何使学生成为积极的学习者，教师成为学习的促进者。人们强调帮助学生参与真实性(authentic)任务和产生真实性项目。
为了实现新的教育目标，教育内容也必须作出相应的改革。其总的趋势是：教材的难度增加，重视基本理论，强调知识内在的联系。要使用高难度、高速度和理论化原则重新编写教材，在课程设计上重在学科结构合理，教学内容少而精，着重使学生掌握一般的基本原理以发展学生的认识能力。制定教学大纲要着眼于能力，特别是思维能力、创造力的培养，而不是现成知识的传授和一般技术的培训，基础要宽。教育内容还要与生产实践相结合，着力培养学生解决真实性问题的能力。
计算机及其相关的信息技术为实现新的目标完成新的教学内容提供了非常自然的工具，为学校步入新轨提供了途径。计算机软件工具，如字处理和画图程序，能帮助学生组织和建构复杂的任务。其他方面的工具软件能允许学生模拟复杂的科学、经济和历史事件及现象，从而探讨构成这些现象的变量与关系。例如，在澳大利亚，人们试验了综合课程的学习。所谓综合课程，就是综合各科内容的交叉性课程。它是为揭示各门学科的相互依赖性、消除各门学科的界限而设计的。课程的内容划分成一个一个主题，学生以每一个主题为基础，进行研究和探询。教师将利用①能表现某一主题的基础性软件，如历险游戏、问题求解、模拟及交互式科幻小说等；②能反映这一主题的某一方面的辅助性软件；③一般性的应用软件，如数据库、制图软件等，进行一系列的教学活动。学生2-3人一组进行合作学习。他们应用各门学科的知识和技能，参与收集数据、提问、分析、想象、探索、讨论、决策、解决问题、发明、实验、评价等活动。这种综合课程的教学，能有效地发展学生的思维能力和学习能力。
3.信息技术改进现有教育形式和方法
我们目前教学的基本形式是班级教学，大班上课采用的教学方法是教师注入灌输，学生死记硬背，基本教学手段是口授、粉笔、黑板、文字教科书。目前教学方法的改革，应在沿用传统教学方法的同时，逐步采用多种多样的教学方法进行改革实验，把这些单一、落后的手段改成多样化的现代化教育技术手段，要使其更适应社会发展的要求，体现时代的特征。教育学家已提出发现法、探究法、合作学习、支架式教学、情境性教学、真实性问题解决等多种教学方法。教师要针对不同的教学任务，教学活动，不同的教学对象和教学要求，灵活地运用不同的教学形式和方法。
信息技术为学校教育提供了许多新的潜在可能性，为当代教育理论提供的许多实现的途径。例如，多媒体技术能在视觉上提供一些能表现真实世界现象、事件和故事的实例，学生能用这些实例进行问题发现和问题解决的活动。多媒体制作工具十分便利，有可能使学生创造出有吸引力的够得上专业水平的产品。又如，计算机网络和卫星通讯技术将能促进本地和远距离的协作以及师生之间的通讯，并且能帮助他们成为由学者和科学家组成的更大世界的一部分。此外，在课堂中计算机工作的开放性有助于培养合作、讨论和反思等等。在美国，远在阿拉斯加与华盛顿的两地学生，通过远程通讯，可以协作研究气象学问题，两地的学生同时收集各地方的气象数据，然后相互交流和探讨，这是传统手段无法实现的。
2015年