人機交互良好課件對于小學科學實驗的輔助與提升

隨著課程改革的推進，新教材的逐漸鋪開使用，使得教師的教學方式與學生的學習方式都發生著很大程度的改革。人機交互良好的課件對于科學實驗的輔助與提升作用是顯而易見的，如果所有科學教師都能擁有一套人機交互性比較強的課件配套進行教學，必定能使得教師的教學更加輕松有效，學生也會因此收益良多。

如今的小學科學課比之前的教材更加突出“科學探究”，教材以建構主義等先進課程設計理念為支撐，充分體現了“自主探究”這一嶄新的理念，突出表現在教材中豐富多彩的“觀察活動”和“探究活動”上。如熱水變涼過程中溫度下降的規律是什么，種子萌發的快慢與什么有關系等。這就意味著在我們的教學中需要大量的科學實驗作為支撐，但是在繁忙的一線教學工作中，科學教師往往會擔任比較忙碌的教學工作，對于科學實驗的準備及操作往往會出現這樣或者那樣的問題。為此，我常常在想如果能制作出一套人機交互良好的科學實驗配套課件，這樣就能為一線科學教師解除很多煩惱，并且還能更好地推動學生去探究問題的本質，培養學生的科學探究思維。

何謂人機交互良好的課件？首先我們需要了解人機交互：人機交互、人機互動，是一門研究系統與用戶之間的交互關系的學問。人機交互良好的課件，就是指可以通過不同的方式收集信息，并通過計算機強大的計算能力而得出一定的結果的課件，與事先預制好只需點幾下鼠標就顯示結果的普通課件不同，人機交互良好的課件可以由學生或者教師任意輸入實驗的條件（包括機器通過音頻、視頻等其他模式識別設備收集的信息）而計算演示出不同的結果。

人機交互良好的課件對于科學實驗的輔助與提升作用是顯而易見的，主要可以分為以下幾個方面。

一、使課前準備更充分

新教材使用以來我們經常在教師中聽到這樣的聲音：“科學課真是難教，實驗材料太難找了！”科學實驗材料的準備主要分為兩個渠道：一類由教師準備，主要包括實驗藥品、實驗器械、制作實驗器材，即學生不容易找到，實驗課又必需的材料。另一類發動指導學生準備，是指生活中常見的動植物、日常用品、自然現象等。如春暖花開的陽春三月，我安排學生在上學的路上采一些野花帶到學校，老師指導學生觀察，學習解剖花的方法，認識花的結構，了解花相同與不同。而在金秋十月的收獲季節，我發動學生到大自然中廣泛收集各類植物的果實，然后帶到課堂中觀察，采用解剖、嘗味等多種實驗方法來豐富學生對果實的認識。學生在教師的啟發指導下，為上課準備好了充足的實驗課的材料。

而教師要準備的實驗藥品等往往因為部分小學設備配備不完善，無法在學校內部找到，這樣就在無形之中增加了教師準備的難度，降低了教師教學的熱情，從而產生對科學課的厭教心理。而如果有一整套配套使用的人際交互性較好的課件，教學時教師就能在無法找到必要實驗材料時使用這套軟件，從而避免教師根據課本空講實驗的尷尬。

二、比幻燈課件更信服

一般課件或者現在教學中所使用的配套光盤中的實驗往往比較簡單，例如在一些需要比較長時間的實驗中，光盤中的視頻實驗往往先展示一個實驗開始的畫面，然后鏡頭一轉就出現結果的畫面。這樣簡單的視頻影像在學生腦海中只能留下短暫的印象，而且還會使得有些學生對影像結果產生懷疑的態度。而如果我們可以擁有能隨意改變實驗初始條件并能由改變后的條件演算出實驗結果的課件，一定可以使得學生更加信服。例如在“像火箭一樣驅動小車”的實驗中，如果學生可以隨意改變氣球的大小，并由此計算出小車行使的速度與距離，那么學生對于這個實驗就像自己實際操作一樣隨心所欲，信任程度也會大大提高，而且學生的印象也會更加深刻。

三、比實驗操作更準確

實際的實驗操作往往會因為一些非人為因素導致實驗失敗，例如在“米飯、淀粉和碘酒的變化”一課中有這樣一個小魔術：用水淀粉在紙張上寫字，晾干后在用碘酒擦拭寫字部分即刻顯現出來。這個實驗課本的設計意圖很好，很容易引起學生的興趣，但是學生做了后才發現結果往往不是這樣的，涂了碘酒的區域都會變成藍黑色，而不是只有水淀粉的地方才是藍黑色，原因就是紙一般由植物纖維為原料（含淀粉等），碘和淀粉反應會生成藍色的絡合物，這樣就跟設計這個實驗的初衷所違背。如果我們設計的課件可以由學生在指定區域寫上任意字，并用電腦提供的“碘酒”去涂抹讓字顯現出黑紫色，這樣就能完成這個實驗的初衷了。

四、更易引起實驗沖突

如在“滴水計時”這一課中為引起學生發現泄水型水鐘滴水速度先快后慢的特點，特意設計了10ml、50ml、100ml三個實驗，并通過計算讓學生去發現泄水型水鐘的特點。這樣的設計會使得教學內容重復且拖沓，而且在教學過程中教師往往需要花很長的時間去引導學生注意泄水型水鐘滴水速度先快后慢這一點，教師往往會感覺這樣的引導會比較生硬。假如我們使用課件制作一個能讓水滴勻速的泄水型水鐘與學生一起進行實驗，實驗結果出來后學生就會發現這與他自己所做的實驗時間不相符合，就會讓學生去思考整個實驗過程，從而發現泄水型水鐘滴水速度先快后慢的這一特點。

五、可實現大難度實驗

如在“我們的小車”這一單元中，我們在做實驗時往往會因為現實中有摩擦力而使得所得的結果與預設的結果有所不同，從而導致實驗失敗。而使用交互性比較強的課件，我們可以假設實驗在一個沒有摩擦力的世界，這樣在“像火箭一樣驅動小車”的實驗中即使氣球鼓起的大小只有一點點變化，也會使得結果有所改變，這樣除了可以使得實驗的結果能如預設一樣成功外，也可以擴大學生的思考方式，有益于培養學生的想象能力。

總之，如果所有科學教師能擁有一套人機交互性比較強的課件配套進行教學使用必定能使得教師的教學更加輕松有效，學生也會因此受益良多。但這種人機交互型課件開發對于教師的計算機能力要求比較高，因而采用何種軟件開發及使用成為能否推廣這種課件的關鍵。