數(shù)字化讓小學(xué)科學(xué)實驗更“科學(xué)”

楊曉東

摘要：數(shù)字化實驗教學(xué)儀器與教學(xué)資源為提升小學(xué)科學(xué)實驗的科學(xué)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新能力以及科學(xué)素養(yǎng)提供了良好的技術(shù)保障，使小學(xué)科學(xué)教學(xué)，特別是小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)、兒童自主探究向著開放化、個性化、多元化、生活化、數(shù)字化的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：科學(xué)；小學(xué)；數(shù)字化；實驗

中圖分類號：G427 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）14-095-1

傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)備中逐漸融入數(shù)字化的模式將成為今后教學(xué)的必然趨勢。數(shù)字化實驗設(shè)備在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，將大大提升小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的科學(xué)性，讓數(shù)字說話，或許會對學(xué)生的實驗觀和價值觀發(fā)生較大的改變。

一、實驗結(jié)果數(shù)字化，讓探究過程更科學(xué)

利用簡單的數(shù)字化技術(shù)與實驗教學(xué)相結(jié)合，可以將數(shù)據(jù)采集的時間大大縮短，能快速、準(zhǔn)確、實時地采集數(shù)據(jù)，讓學(xué)生將更多的時間用到分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論中去。在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)三年級下冊第三單元《溫度與水的變化》時，許多實驗中都用到了傳統(tǒng)的紅液溫度計，比如“水結(jié)冰了”和“冰融化了”兩個實驗，在實驗中，科學(xué)教師經(jīng)常會遇到這樣的困惑，由于傳統(tǒng)的紅液溫度計被插在了冰中，需要讀數(shù)的刻度部分被冰擋住，學(xué)生在采集溫度讀數(shù)時遇到了無法即時讀數(shù)的難題。若把溫度計取出來讀數(shù)，可能會使讀數(shù)發(fā)生變化，也可能造成溫度計發(fā)生折斷現(xiàn)象，這是個兩難的選擇。不取出讀數(shù)，讀數(shù)無法準(zhǔn)確記錄，取出讀數(shù)，會影響實驗的準(zhǔn)確性從而使實驗的科學(xué)性打折。針對這個問題，我找到了能有效替代紅液溫度計的簡單數(shù)字化溫度計——探針式數(shù)顯溫度計。

探針式數(shù)顯溫度計，結(jié)構(gòu)簡單，由一根金屬探針和LCD數(shù)字顯示屏組成，它能在幾秒之內(nèi)準(zhǔn)確測量出物體的溫度，并每隔幾秒實時采集并顯示讀數(shù)。探針式數(shù)顯溫度計的使用巧妙地解決了上述兩個難題，只要把探針式數(shù)顯溫度計的探針部分插入水或者冰中，由于它的數(shù)顯部分在上端，讀數(shù)時無需把溫度計取出來就可即時采集數(shù)據(jù)。讀數(shù)時，LCD數(shù)顯直接顯示當(dāng)時的溫度，學(xué)生讀數(shù)的時間大大縮短，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大幅度提高。

二、實驗設(shè)備數(shù)字化，讓探究表現(xiàn)更科學(xué)

簡單數(shù)字化設(shè)備在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，可以放學(xué)生觀察到傳統(tǒng)實驗教學(xué)儀器無法觀察到的真實實驗現(xiàn)象、實驗過程、探究對象，有利于學(xué)生建立對實驗的感性認識。

在教科版小學(xué)科學(xué)四年級上冊《聲音》單元中，學(xué)生對噪音雖有基礎(chǔ)認識，覺得用自己的耳朵直接來判斷一種聲音是否是噪音更有說服力，對于分貝的概念還是比較模糊。對于聲音的教學(xué)，耳朵或許是最好的實驗器材，也是學(xué)生認可的實驗方式，為了讓學(xué)生對聲音有更精準(zhǔn)的認識，我找到了一種簡單的測試聲音大小的儀器設(shè)備。隨著智能手機的日益普及，安卓手機系統(tǒng)應(yīng)用軟件的多樣化，各種應(yīng)用在智能手機上的強大功能日漸凸顯。一種名為“智能工具箱”的安卓手機應(yīng)用的出現(xiàn)，替我找到了理想的解決方案。它的出現(xiàn)既解決了添置昂貴設(shè)備的費用，又讓學(xué)生直觀了解到聲音的變化。

三、虛擬體驗數(shù)字化，讓探究感受更科學(xué)

利用數(shù)字化虛擬仿真技術(shù)可以營造出富有真實感、交互式體驗的模擬實驗場景，這是傳統(tǒng)實驗教學(xué)無法實現(xiàn)，無法替代的。傳統(tǒng)的教學(xué)媒體，只能呈現(xiàn)給學(xué)生平面的、單一的視覺感受，而數(shù)字化的效果使用后學(xué)生可以借助計算機軟件，在虛擬的環(huán)境中模擬實驗操作、體驗交互過程，通過自主操作，從而理解、掌握科學(xué)知識，也可以在軟件智能化的提示下通過改變實驗條件進行科學(xué)探究。例如在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)五年級上冊第三單元第一課《地球表面的地形》時，可以利用谷歌科技出品的谷歌地球中文版軟件來輔助教學(xué)，谷歌地球利用虛擬3D技術(shù)真實再現(xiàn)了地球上的各種地形和地貌，學(xué)生可以快速地搜索到自己想要了解的地形知識，在仿真的場景中在全世界的各個地方“旅游”，在教學(xué)中掌握相關(guān)科學(xué)知識。

四、科學(xué)運用數(shù)字化，讓探究習(xí)慣更科學(xué)

隨著數(shù)字化的融入，移動終端的普及，學(xué)生對數(shù)字化設(shè)備的神秘感將逐漸轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用的興趣，高效，便捷的特性將在學(xué)生科學(xué)探究的習(xí)慣養(yǎng)成方面產(chǎn)生重大影響。我覺得主要影響力在以下幾個方面：

1.有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。（科學(xué)素養(yǎng)就是對個人決策、參與公共和文化事務(wù)以及經(jīng)濟生產(chǎn)所需要的科學(xué)概念和過程的知識和理解。）

2.有利于培養(yǎng)社會需要的善于學(xué)習(xí)、善于推理、思維具有創(chuàng)造性、具有良好問題解決能力的人。

3.有利于科學(xué)—技術(shù)—社會的緊密聯(lián)系，有利于科學(xué)精神和人文精神的結(jié)合，形成正確的科學(xué)觀和價值觀。

4.大大節(jié)省傳統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)的記錄、計算、分析的時間，使實驗的重心落在問題的假設(shè)及探究活動上。

5.提供比手工采集數(shù)據(jù)高得多的數(shù)據(jù)精確性，保證實驗的成功。

6.為學(xué)生提供在玩中做實驗的情境，有利于提高學(xué)生對于科學(xué)實驗的興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，從而樂于探究、熱愛科學(xué)。

7.支持教師設(shè)計個性化的實驗，有利于學(xué)校校本實驗課程的建設(shè)。

8.支持持續(xù)時間長的實驗，支持戶外實驗，支持跨時間與跨地域的合作實驗，個人的實驗結(jié)論可以提供他人應(yīng)用。

9.簡單數(shù)字化設(shè)備性價比高，維護方便，學(xué)生上手也相對容易。

10.它是現(xiàn)代化教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。

[參考文獻]

[1]張又偉.將數(shù)字化實驗儀器與教學(xué)資源融入小學(xué)科學(xué)教學(xué).教學(xué)儀器與實驗（第27卷），2011（10）.endprint