（2）分解形象与运动
动画能分解重叠物，使物体各部分形象及其相互关系完整、清楚地呈现出来，能较好地表现物体的内部状态及其与外部的联系，即从内外两个层面上同时加以表现。例如，凸透镜成像过程中，平行光线入射，透过凸透镜时汇聚于一点，其原理是棱镜对光线具有偏折效应，而凸透镜可以看成是一块块棱镜的组合，因此，凸透镜对光线具有汇聚作用，如图9‐2‐6所示就是凸透镜成像原理的动画截图组。
（3）虚拟形象和运动
动画能夸张、比拟、想象和象征各种假定性的形象，使抽象的科学概念或规律、原理形象化、具体化，从而以形喻理、深入浅出。在科学教学中，动画能把复杂、快速的过程以简单的形式表现出来，突出重点，阐明规律和原理，加上数字化动画文件小巧，因此应用越来越多。
3.数字化视频
视频是媒体表现形式中最具有真实性和可靠性的一种，它集声音和动态的图像于一体，能够真实地再现客观事物和现象的结构、过程、变化。视频镜头可以带领人的视线进入人体，观察人体内部的微观结构，也可以带领我们穿越丛林与沙漠，环绕地球，甚至可以到达太阳系以外，去探索宇宙的奥秘。例如，在关于“青蛙的生活习性与捕食特点”的教学中，要显示青蛙舌头长而宽阔、附满黏液以及捕食时动作迅猛快捷的特点时，制作动画软件来呈现这一复杂过程并非易事，而一段视频剪辑可以非常容易地表现这一过程。
视频媒体在技能的示范、态度情感的激发方面，往往比动画媒体具有更强的优势。例如，播放“神舟”六号飞船载人航天升空的视频画面，既能够清楚地观看飞船升空的过程，而且易激发起学生热爱祖国、为祖国而自豪的感情。
数字化视频可以采用流媒体格式通过网络传送。“流”意味着可以边下载边播放，不必等整个文件都下载完，因此互联网上提供了许多可以在线观看的视频流，例如在中国科普博览网上，就有关于大熊猫、西双版纳等流.的视频流提供在线观看。
4.超文本和超媒体
超文本是一种新型的信息管理技术，它以结点为单位组织信息，在结点与结点之间通过表示它们之间关系的链加以连接，构成表达特定内容的信息网络。这种组织信息的方式与人类的联想记忆方式相似，从而可以更有效地表达和处理信息。作为一种非线性的网状结构，学生可以利用超文本提供的联想式查询能力找到自己感兴趣的内容和有关信息。这对科学概念的学习和信息的获得特别有用。
超媒体是超文本与多媒体的融合，它允许超文本的信息结点存放图形、图像、音频、视频、动画和程序等多媒体信息，并使用与超文本类似的机制组织和管理。
超文本和超媒体在科学教学中最大的优势是它的交互性，它们能刺激读者的多个感觉通道，满足不同学习风格的学生的要求。例如，很多百科全书中包含有彩色图片、声音和视频剪辑。如果学生查找关于狮子的信息，那么他不仅能够找到关于狮子的文本信息，还可以看狮子的照片和短小的视频剪辑，听到狮子的吼叫声。超文本和超媒体使得大量图像和视频存储于电子百科全书中，这对于学生全面而深刻地领会科学概念和科学现象是非常有效的。
（二）数字化媒体与创作软件
创作软件只是一个支架，当教师或学生把文本、图形、图像、动画、视频、声音等数字化媒体表现形式整合时，一种更优化教学的整合策略就能够实现了。
1.数字化媒体与PowerPoint 文稿演示软件
演示是教师呈现科学现象、阐明科学概念的最为简捷的重要策略之一，在科学教学中应用广泛。如前所述的数字媒体表现形式（即图片、动画、视频、超文本和超媒体）在单独使用时，使用的都是一种演示与呈现的方法。
PowerPoint 是一款功能强大的电子文稿演示软件，可以整合多种数字媒体，制作出色彩丰富的演示文稿，并可加入超链接。例如，在日食与月食的教学过程中，光运用动画来揭示太阳、地球与月亮的位置关系，显示的只是原理性的部分，仍然显得较为单调，而实际的教学中，通常还运用了视频、图片与文本的结合来展示日食与月食的现象，此时PowerPoint就非常有用了。它作为支架，可以将关于日食与月食的所有资源都整合在一个文件中，既可以为教师提供有序的提纲，又可以借助超链接的非线性的特点而灵活运用。在课堂的开始，可以先演示一段日食的视频，引起学生的学习兴趣与好奇心理，也展示出日食这一自然现象的美丽壮观 ；然后教师引导与组织学生讨论，讨论时可以根据视频任一点的画面来展开，也可以根据在PowerPoint 中加入的阅读材料的超链接或者展示更为丰富的图片来引导出日食的分类。讲至原理时再运用动画来描述，则整个过程，既有条有理，也清楚美观，课堂教学顺序也有了保障。
PowerPoint 既可以作为教师整合和演示科学教学资源媒体的强大工具，也可以作为学生的学习成果与作品的创作、演示和交流的工具。它的友好的界面与丰富的功能，可以清楚地呈现学生自己的观点和看法，并可以辅助多种媒体表现形式来证明自己的观点。
2.数字化媒体与文字处理软件
罗伯勒（M·D·Roblyer）指出“也许没有其他的技术资源像文字处理软件那样对教育产生影响，教师可以运用文件处理软件来支持任何一种直接的教学或是建构主义活动，人们已经普遍地承认了它辅助教与学的价值”。许多实例都可以说明文字处理软件在教学和学习中非常有用，但最基本的理由是它便于用户修改和编辑，可以很容易地添加或删除文本、空白、行或段落到文档中，也可以对文本进行随意地移动和复制，节省大量的修改和更正材料的时间。并且，文字处理软件允许学习者在文档中插入图形、表格、动画等，允许在一个单一文档中使用各种字体、文字风格，指定文本中某一行或块进行居中、右对齐或左对齐调整，使用统一的页边距、行间距，自动加注页眉、页脚和页码，从而比手写的或打字机上的材料看起来更漂亮更专业，学生比较喜欢用文字处理软件为作品排版和改善界面。
“没有语言的科学就像是没有罗盘的船”，写科学日志和科学小故事是初中科学教学中一种重要的方法。在写作的过程中，可以更深入地反映儿童对概念的理解，对科学原理与规律的领会，通常教师可以从学生的科学日志中发现他们的前概念。利用文字处理软件来学习写科学日志或科学故事是科学教育中的重要策略，写作的过程，也就是实现信息技术与科学教学整合的过程。文字处理软件可以为学生的科学写作排版、改善界面，可以加入各种漂亮的图形、图表、动画或是视频剪辑，也可以加入超链接。自己来制作类似于“百科全书”
的资源作品这种方式给学生带来了成功的喜悦，从而受到了学生的喜爱。例如，“小丑鱼游珊瑚村”就是一则台湾小朋友楠楠编的童话故事。在这则小故事中，运用初中科学知识以童话的方式道出了珊瑚的一些生物特性，也表达了作者对于环境污染的担忧、对地球上的生命的关怀。
三、网络探究的策略
探究是科学课程的核心。网络资源的共享性，信息的多媒体性，操作的可交互性，个体的虚拟性、自主性和协作性等特点为设计和开展科学探究学习提供了丰富的多媒体资源、课程材料和协作交流的环境，特别适合学习者进行探究学习。
（一）虚拟现实技术创设的网络探究环境
研究者指出，对教材、讲授和经过精心准备的高度结构化的实验室的过分依赖，科学教学最终只会灌输给学生一些“惰性”知识，难以在真实的情境中得到有效的迁移，解决实际的问题；甚至于学生可能对复杂的、动态的科学本质形成误解。美国科学促进协会指出：“如果学生不能反复地在各种情境中动手做，那么他们就不会学会批判性思考，分析信息，交流科学观点，做出逻辑判断，在团队中合作，或者掌握其他所必须掌握的技能。”虚拟现实技术不仅可以创设与真实生活世界逼真的探究环境，还可以创设真实生活世界中无法经历的宏观或微观环境，为学生提供另一种探究的体验与经历，在科学教学中应用已越来越广泛。
1.虚拟现实技术的含义与分类
根据“虚拟现实术语工作组”提交的IEEE 的标准草案中的解释，虚拟现实（virtualreality，简称VR）是指用于创建人造世界的计算机系统，在这个世界里，使用者有沉浸于其中的感觉，能在其内漫游并操纵其内的物体。这是对虚拟现实的狭义的定义，是针对沉浸式（immersive）虚拟现实而言的。从广义上来看，虚拟现实中的“虚拟”，指的是计算机技术所创造的环境，这个环境是对人所处的自然真实环境的空间特性及时间特性的一种扩展。
从这个意义来说，网络世界也是一个虚拟世界。虚拟现实是一种通过模拟人与周围真实环境交互而发展起来的一种人可以与之自然交互的人机界面。
虚拟现实大致可以分为桌面虚拟现实与沉浸式虚拟现实两类。沉浸式虚拟现实主要依赖于各种硬件如头戴式显示器、舱型模拟器、投影虚拟现实设备等来实现，成本较高，一般用于高难度和高精确度的技能训练，如飞机驾驶等。桌面虚拟现实使用个人计算机或低级工作站去仿真，主要依赖于虚拟现实软件来实现。使用者在通过编程设计好的虚拟世界里自由活动，并且可以与其中的物体进行交互。桌面虚拟现实一般用计算机屏幕作为使用者观察虚拟境界的窗口，缺乏头戴式显示器的那种完全投入效果，但学习者身处其中也能体会到一定程度的沉浸感。桌面虚拟现实的投入程度虽然不如沉浸式虚拟现实，但因其成本较低，使用简单，在当前科学教学中应用得更多。
2.虚拟现实技术为科学探究创设环境
在科学教学中应用虚拟现实一般可分为三种类型：学生独立地在虚拟环境中操作和探究完成学习基本科学概念的任务；学生亲自动手操作虚拟现实中的物体完成实验的步骤或是基本技能的学习；利用网络的分布式学习环境创设的多用户空间，学生在虚拟环境中通过小组的形式进行合作与交流完成任务。
在人工创设的虚拟环境中，学生可以对环境进行探索和操作，接触十分危险的现象，或是探究现实生活中不可知的事物。例如，探究星系或原子结构，探究牛顿运动定律等。大多数学生在碰到科学概念时都会产生困难，有的概念与他们的日常经验是矛盾的。在回答力和运动的关系问题时，大多数学生都认为需要对物体作用一个力才能维持其运动，然而，在没有摩擦力的虚拟世界中，学生会懂得如果没有力用来改变或停止运动，物体将一直保持运动。虚拟世界要求学生多问“如果……将会……”的问题，然后对问题作出预测，并验证预测结果。
Science Space 是由美国NASA 项目资金和NSF 的高级技术应用程序项目资金资助开发的虚拟现实世界，它包括牛顿世界（Newton World）、麦克斯韦世界（Maxwell World）和鲍林世界（Pauling World）。在牛顿世界中，学生可以通过认识世界的不同角度来学习牛顿定律。
在麦克斯韦世界中，学生能够在自己建立的电磁场（虚拟场景）中操纵力和能量这两个具体的对象（虚拟对象）的形状、大小等，也能够参考真实电磁场中力与能量这两个物理变量的关系，通过把力与能量变成试验电荷来改变它们的结构。在真实的世界中电磁力与电磁能的作用是真实存在的，但是看不见、摸不着，学生在学习这两个物理量时经常会感到困惑，虚拟的电磁场可以让学生通过多次试验达到对物理概念和物理定律的深刻理解。
在鲍林世界中，学生可以在从简单到复杂的不同情况中探索原子和五种不同分子之间的组合现象。学生通过观看它们的结构、亲身穿梭于不同的原子和分子之间、对分子和原子这些虚拟物体进行叠加和排列来体验化学世界的规律。运用这种在二维世界中的化学教具很难演示出的逼真的效果，学生能够更容易理解科学现象，探求其本质意义。
Science Space 中三类不同的虚拟世界都利用学生亲身的操作和与多种不同虚拟模型之间的交互促进学生的学习活动。通过这些在现实世界中无形的物体，学生对物体的感知和物体之间的相互关系有了清楚的认识，对理解科学世界中客观存在的自然现象与规律是非常有帮助的。
