“數(shù)字化”在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與思考

摘要：隨著時代的發(fā)展，以網(wǎng)絡(luò)和多媒體為核心的數(shù)字化技術(shù)已成了學(xué)生觀察世界、探究世界、拓寬視野的一種現(xiàn)代工具，“數(shù)字化”使傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)內(nèi)容更加豐富、形象、具體，教學(xué)目標更具科學(xué)性，教學(xué)質(zhì)量不斷提高。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；應(yīng)用；思考

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）08-077-001

何為“數(shù)字化”？“數(shù)字化”就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼，引入計算機內(nèi)部，進行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。“數(shù)字化”教學(xué)可定義為借助現(xiàn)代數(shù)字化高精密觀察、測量工具，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)所提供的具有全新溝通機制與豐富資源的學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)一種全新的學(xué)習(xí)方式，從而促進學(xué)習(xí)模式的改變，在全新的信息化資源環(huán)境中開展自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、專題學(xué)習(xí)等。

“數(shù)字化”已有這種提高小學(xué)科學(xué)實驗中量化水平的可能性。有一些教學(xué)內(nèi)容完全可利用數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)進入到了小學(xué)科學(xué)領(lǐng)域。

一、課程內(nèi)容——實現(xiàn)“數(shù)字化”的再補充

現(xiàn)行小學(xué)科學(xué)教材中經(jīng)常出現(xiàn)一些離現(xiàn)實、離時代比較遠的信息，由于編寫的限制，很難用傳統(tǒng)方式在教材中及時、準確地反映出來。恰當?shù)剡\用“數(shù)字化”技術(shù)，則能較好地化解上述教材內(nèi)容滯后的現(xiàn)實與科學(xué)教學(xué)的實際要求的矛盾，實現(xiàn)科學(xué)知識和數(shù)字化的整合。下面就是我整理的可以實現(xiàn)數(shù)字化實驗的課程內(nèi)容：

二、教學(xué)方式——體現(xiàn)傳統(tǒng)和“數(shù)字化”相結(jié)合

在科學(xué)教學(xué)中，采用傳統(tǒng)實驗和數(shù)字化實驗同時實踐，通過兩種不同方式比較教學(xué)，解決了學(xué)生難以及時獲取高精度、高速度的數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)崟r記錄實驗的每一個過程，把轉(zhuǎn)瞬即逝的實驗數(shù)據(jù)記錄下來，高效、直觀，便于學(xué)生仔細觀察，加深理解，從而輕松解決科學(xué)教學(xué)中的難題。例如蘇教版小學(xué)《科學(xué)》四年級上冊第二單元《冷熱與溫度》一課中，通過傳統(tǒng)教學(xué)，這一課主要教學(xué)內(nèi)容有三個部分：第一，認識溫度和物體冷熱的關(guān)系；第二，學(xué)習(xí)使用溫度計測量水溫；第三，探究熱水的降溫規(guī)律。而通過數(shù)字化教學(xué)，只需整合這三個方面的內(nèi)容即可，所有測得的溫度數(shù)據(jù)，都是在一臺電腦上進行的，然后通過顯示器，將數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)形成的曲線圖的形式直接反饋給學(xué)生。因此學(xué)生可以快速而便捷地獲取信息，一杯熱水降溫的規(guī)律。

三、教學(xué)專題——呈現(xiàn)學(xué)習(xí)的過程與態(tài)度

科學(xué)課程應(yīng)向?qū)W生提供充分的科學(xué)探究機會，使他們在探究過程中體驗科學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣，提高科學(xué)探究能力。例如我們在研究《冷與熱》這一單元第一課時，主要是認識溫度傳感器以及如何連接實驗器材，第二課時學(xué)習(xí)測量一杯熱水溫度及一杯熱水降溫規(guī)律，第三課時學(xué)習(xí)測量一杯冷水的溫度以及一杯冷水升溫規(guī)律等等，并將這三節(jié)課作為考核學(xué)生學(xué)業(yè)成績的一項“長作業(yè)”，以提高學(xué)生科學(xué)專題課題研究的積極性。然后引導(dǎo)學(xué)生自行選題或個人組成研究小組，通過數(shù)字化實驗，查找有關(guān)資料，要求在學(xué)期末進行考核評定與表彰。研究專題的整合，使科學(xué)課堂充滿了“研”的品質(zhì)，它詮釋了科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)涵。

四、“數(shù)字化”在科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的幾點思考

1.使用范圍狹窄

從目前看，小學(xué)階段開發(fā)的主要有溫度、電流、電壓、ph值、二氧化碳、心電圖的數(shù)據(jù)測量和顯微鏡等數(shù)字化設(shè)備，可供使用的實驗占小學(xué)各年級所開展的實驗比例較低，不利于數(shù)字化設(shè)備的高效使用。

2.設(shè)備的穩(wěn)定性不夠

傳統(tǒng)的實驗，教師在課前演示一遍就可以做到心中有數(shù)，但由于數(shù)字化設(shè)備內(nèi)部品質(zhì)及靈敏度導(dǎo)致的不確定性因素多，在一定程度上增加了教師的工作負荷。

3.把握好銜接融合

數(shù)字化與小學(xué)科學(xué)課程的整合，不是簡單地將數(shù)字化應(yīng)用于教學(xué)，而是較高層次的“糅合”與主動適應(yīng)。我們必須改變傳統(tǒng)單一的輔助教學(xué)觀點，從課程的整體觀考慮數(shù)字化的功能與作用，把握好融合的度。

4.把握好合作學(xué)習(xí)

把握好合作學(xué)習(xí)的度，數(shù)字化實驗中主要體現(xiàn)在二個方面：一是提高合作學(xué)習(xí)的效度。做好分組工作，既要注意各組人員的興趣特長，又要注意相互交流的融洽度，包括科學(xué)知識量、數(shù)字化技術(shù)操作能力、性格互補等情況，盡量考慮分組的合理性；做好過程的指導(dǎo)工作，從分工到采集到匯報交流，教師要關(guān)注過程細節(jié)，在由扶到放的過程中讓學(xué)生學(xué)會合作；二是找準合作的最佳時機。