用技術推動高效科學課堂

談梅芬

摘 要：操作便捷、讀數精準的溫度傳感器為主的數字化實驗技術的引入，將是對傳統實驗探究的一種很好補充，它能有效地促進學生對科學本質的深入認識。

關鍵詞：改善 優化 充實

溫度計作為常見測溫工具，歷來是一線科學教師頻繁使用的實驗器材。普通用紅液煤油溫度計，量程一般是-2-102℃，最小分度值1℃。而細心的實驗員會在比較中發現，由于產品自身的質量問題，常溫下若干支溫度計的液柱高度并不統一，用這類工具進行實驗觀測分析，誤差較大。而真正的生活應用中已有太多不這樣看的溫度計，因此，操作便捷、讀數精準的溫度傳感器為主的數字化實驗技術的引入，將是對傳統實驗探究的很好補充，能有效地促進學生對科學本質的認識。

一、改善教材實驗內容，優化探究過程

蘇教版小學科科學教材中有關溫度的教學內容主要集中于四年級上冊《冷和熱》單元，三年級下冊《氣溫有多高》（用氣溫計測量氣溫），及六年級上冊的《太陽系大家族》。改進實驗的有效操作，不做偽實驗不搞偽科學，是所有科學教師教學中需要思考的。而溫度傳感器有針對性地介入探究活動，將很好地優化實驗過程。

1.有效解決實驗過程的難點

我校使用的溫度傳感器量程-50-150℃，分辨率0.1℃，精度+0.5℃。便捷的操作，精準的讀數在《冷熱和溫度》一課得以很好體現。“連續測量一杯50ML熱水溫度的變化”是本課的主要探究活動。在傳統教學中，這個實驗的操作除了需要正確讀取數據外，另一個至關重要是計時員的選定，每隔一分鐘進行一次測量讀數，計時提前或落后會直接錯失實時數據的獲取。溫度傳感器的使用有效攻克了實驗中準確讀數的難點，TriEiLab實驗數據處理軟件又很好地排除了實驗中計時的困惑，時間能精準到秒，實時進行測量并自動記錄（如下圖1），體現數據采集的智能高效，科學客觀地測量每一時間的數據值。同樣，這一數字化技術在《吸熱和散熱》一課中也得以優化應用，取得了方便快捷的實驗效果。

2.實現定量與定性的高效結合

描述正在發生的變化最好的方法是把測量結果制成一張圖表形式，以此形象地描述數據之間的相互關系。同樣

在《冷熱和溫度》一課，傳統的教學中教師需要指導學生描點繪制一張關于溫度變化的曲線圖，這對剛踏入四年級

學習沒多久的學生來說，第一次繪制曲線圖難度很大，且關于坐標軸的認知、繪制方法的解讀都將耗費很多時間。TriEiLab實驗數據處理軟件的另一大優勢是信息表征的多元化，可以自動生成圖表，平板界面會實時顯示熱水降溫過程中的數據外，還將它的溫度變化曲線圖顯示了出來。教師在引導學生分析數據的基礎上，進一步觀察曲線圖的走勢（如上圖），有利于讀懂數據背后的意義。

二、設計個性化實踐活動，充實科學課堂

科學學習絕不只是四十分鐘課堂內的事，也不僅是能讀懂幾本與科學相關的書籍，課外實踐才是孩子們學科學用科學的廣闊舞臺。熟練使用溫度傳感器，為學生創造性地進行探究性活動提供了更多便捷。

由四年級學生造霜實驗衍生出的一個實踐活動。孩子們從日常生活經驗得知，把水放到冰箱冷凍室，一晚上的時間就會結成冰。但水在多少溫度時開始結冰，水是怎樣結成冰的（一下子就變成整個冰疙瘩，或是從外到里逐漸開始結冰，也可能是從里往外開始的），這是他們不知道的，亦或是懵懂混沌的。活動中，教師指導學生先利用溫度傳感器測量一杯冷水的溫度，再連續測量獲得水結冰的溫度數據，由淺入深，由扶到放，以臺階形式層層遞進，使之獲得生活中的科學概念。

數字化實驗技術在小學科學教學中的應用，變革了學生傳統的學習方式，豐富了實驗探究的內容，拓寬了實踐活動的時空。但我們不能擯棄傳統（例如否定溫度計的基本原理的認知與操作使用的指導，畢竟這是所有演化出其他測溫計的原型），也不能為技術而技術，甚至過分神化技術，應始終保持現代與傳統的有效整合，充分挖掘其教學價值，促使學生對科學概念的理解和科學本質的認識，讓探究因數字化技術的引入而更加生動活潑！