探究數字化實驗引入初中科學教學的有效性與可行性問題

李偉波

（浙江省奉化市尚田中學）

初中科學主要是一門以實驗為主的學科，在實驗中培養學生發現問題、解決問題與創造的能力，實驗類型較為多樣化，同時內涵較為豐富且具有較強的實際操作性。在進行科學實驗時為學生提供一個較為廣闊的提問空間，這樣學生可以進行思考與討論，從而獲得實驗原理，很大程度地激發了學生的學習興趣。由此可見，在進行科學教學的過程中，數字化實驗具有重要的意義，也可以說數字化實驗是提高科學教學效率的根本。本文針對數字化實驗對科學教學的有效性與可行性進行分析與探討。

一、何為數字化實驗系統

數字化實驗系統DIS-Lab 是一種將傳感與計算機結合的科學實驗研究平臺。這種系統主要以對傳感器的使用為主，可以與計算機、數據收集器等相關儀器進行連接使用。連接后可以幫助學生進行物理測量、自動設備監控、實驗數據記錄、實驗數據分析等。

二、數字化實驗儀器在教學中的功能

科學在初中課程中主要是一門以實驗為核心的基礎學科，這就意味著進行科學實驗時應當對實驗的思想、方法、手段與技術進行了解，但這種了解并不僅僅是學習相關科學概念，更是一種培養學生動手實踐能力的重要步驟，在實驗中學生將會發現科學規律，從而徹底激發學生對科學的學習興趣。我國科技的不斷發展與進步，整合科學信息技術逐漸進入到初中科學教學實踐當中，這種技術較以往傳統的實驗技術，更具有一定的實驗水平與實驗效能。數字化實驗在實踐應用中運用數字化的測試方法對實驗數據進行及時高效地統計與分析，對數據進行處理后形成圖表可以使學生更加直觀地對實驗結果進行研究，同時這種數字化實驗的教學方式提高了學生的創新思維與動手能力。

三、如何提高科學教學的有效性

通過實驗演示進行教學，可以使學生對事物具有更直觀的感受，將抽象的科學知識變為較形象的生活常識，最主要的還是將研究對象用一種較生動的方式展示在學生面前。與此同時，教師配合講解并適時引導學生進行觀察與思考，最終目的還是使學生通過觀察與思考得到啟發。但現今大多數學校在進行科學教學時，教師經常是動手較多、引導較少，這就導致學生在課堂上的動手實踐與思考較少，無法使學生進行自主學習。所以在進行教學時教師應當對將要講授的課程進行設計與編排，這樣才能激發學生的學習興趣。

例如，八年級上冊的《物體浮沉條件的應用》一課中的密度計算教學，教師可以進行這樣的設計：如何對一杯鹽水的密度進行測量，大部分學生一般都會利用鹽水的質量與體積來對鹽水的密度進行測量，小部分學生會將浮力與密度進行結合，根據F浮=ρ液gV排這個公式，就知道只要將V排計算出來就可以算出ρ液。這時教師應當先通過數字化實驗儀器進行多媒體演示，之后再進行現場實驗使學生能夠有一個直觀的觀察，首先教師準備一個小木塊，并將小木塊放入水中，根據前期學過的浮力知識，學生將會很快了解到木塊的浮力與重力相等，這時學生就會將注意力集中在浸入水中的木塊的體積上，但在實際中這部分體積較小，進行測量較為困難，如果教師在此時進行提問怎樣能夠使浸入鹽水中的木塊的體積變得大一些呢？很多學生會把木塊換一種方向放入水中，但實際上木塊無論用何種方式進行放置總是水平浮在水面上。這種情況的發生將會激起學生的興趣，學生將會設法使木塊豎立起來，比如，在木塊上放置黏土。實驗成功后，教師應當再次進行提問，用什么方法能夠知道浸入鹽水中的木塊的體積呢？這時學生會使用標注刻度的方法將木塊的體積標注出來，教師可以向學生展現如何對密度進行測算，教師僅僅需要向學生介紹密度計上刻度的作用是要換算好的密度值，這樣可以使測量更加方便。

在當今初中科學教學中，注重數字化實驗教學的有效性，能夠有效地加強教師對學生的指導，在很大程度上能啟發學生的學習思維，激發學生對科學學科的學習興趣，使學生在進行實驗中進行與知識有關的對話、互動、感受、探索，只有這樣才能夠將數字化實驗教學的真諦顯現出來，同時這也是最終的目的所在。

李正來.淺談如何有效開展初中科學實驗教學［J］，2011.