淺談利用信息技術優化課堂實驗教學

周桂獻

信息技術在科學課堂中的運用，不僅給科學教學提供了空前的便利與支持，給教與學帶來了革命性的意義，同時也帶來了挑戰。科學課堂包括的內容非常豐富，有物理的、有化學的、有生物的、也有天文地理的，很多科學知識單憑教師口頭講解或板書講解是很難講清楚的，教師雖花了很多時間也很盡力，但講解的效果不佳，可謂事倍功半。利用信息技術包括利用計算機、傳感器、Flash課件、模擬實驗室等技術把聲、光、電、磁等信號轉換成數字信號，或把語音、文字、圖像等信息轉變為數字編碼以高速微型計算機為核心的數字編碼、數字壓縮、數字調制與解調等信息處理技術，教師只要短短幾句話的點評就可以達到事半功倍的效果，幫助學生理解，提高教學質量和課堂效率。在課堂教學中大力開展信息技術與課程的整合，目的就是要充分體現教學中以學生為教學主體的理念，注重培養學生的綜合素質，在發揮信息技術優勢的同時，全面提升學生的學習能力。

現就在科學課堂教學中如何利用信息技術優化科學課堂實驗教學作如下闡述。

一、利用計算機投影技術，化小為大，提高實驗演示效果

在平時的科學教學課堂中，很多教師演示的實驗由于距離學生都比較遠，而且很多實驗的可見度都很小，很難照顧到班級里的每一個學生，導致很多學生即使很認真地觀察也幾乎看不到什么實驗變化或結果，這在很大程度上影響了科學教學的教學實效。

例如在進行電流表和電壓表讀數的實驗時，由于教師手里只有一個電壓表，學生很難看清楚指針的變化，這時，教師若借助多媒體將表盤放到足夠大，投影到大屏幕上，然后再讓學生來練習讀數，課堂效果就會明顯提高，學生的學習和參與積極性也會得到提高。

同樣的，比如在磁感線等磁場的教學實驗中，教師都是在一個平面上給學生進行演示實驗，對于看不清楚的學生，教師會叫他們到前面進行觀察，但這樣不但會影響教學進度，浪費大量時間，而且會導致很多學生注意力不集中，課堂紀律也會被打亂。這時，如果利用多媒體投影的方式來放大磁感線、通電螺線管等方式，既能節省教學時間，又能使每個學生都能仔細觀察到實驗現象。教師在進行演示的時候，只需要將磁體放到視頻的展示臺上，然后再在磁體上部放一塊玻璃板，在上面撒上鐵粉。教師輕輕震動玻璃板，學生就都能清楚地看到通電后的磁感線的分布情況。利用多媒體放大教學實驗能夠使教學生動活潑，教學效果明顯，既節省了課堂教學時間，也使學生在仔細觀察實驗現象的情況下對教學內容有了更直觀的感受和理解。

教師在課堂教學中利用多媒體等手段，將實驗化小為大，可以提高可見度較小的課堂演示實驗效果，幫助教師順利地完成教學目標，提高課堂教學效率。

二、利用傳感技術，放大實驗現象

在課堂教學中，教師應很好地啟發學生的探究精神，讓學生體會到科學的巨大魅力，提高學生的求知欲。比如做電磁感應實驗時，課本的演示實驗是利用靈敏電流表來顯示產生的感應電流的，但即便教師如何規范地演示操作，還是不能讓電流表指針有明顯的偏轉，甚至根本看不出來，教師此時若直接利用課本的結論，草草了事，學生會覺得索然無味，失去對實驗的熱情。引入微電流傳感器，效果會很好。從良好的實驗效果展示科學自身的魅力，從而進一步激發學生探究新知識的欲望和學習的熱情。又如在做焦耳定律實驗時，通過液柱升高的高度來定性測量電流通過導體產生的熱量，如能引入靈敏溫度傳感器，由學生讀出升高的具體溫度，就會既成功地完成了實驗操作，又加深了對知識點的理解。在初中科學課堂中巧妙地引入數據采集器、聲音傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、微電流傳感器、溫度傳感器、時間傳感器、靈敏溫度傳感器等，對幫助學生理解和掌握比較難理解的知識，培養學生的觀察能力和動手能力具有重要的促進作用。

三、活用Flash媒體模擬，幫助理解新概念

1. 模擬反應時間較長的實驗，提高觀察效率

在許多生物實驗中，因變化的速度比較緩慢，或者產生的實驗現象不是很明顯而導致實驗失敗的現象屢見不鮮，這嚴重影響了學生對實驗的興趣，使原本想通過實驗加深學生印象的目的變成了學生對科學知識的信度降低。如果采用Flash技術進行某些實驗演示，將大大加深學生對實驗的理解和記憶。例如：在八年級上冊《神奇的激素》“達爾文向光性實驗”中 ，在研究光照對植物胚芽生長的影響時，發現胚芽在受到單側光照射時，會彎向光源生長；如切去胚芽尖端，胚芽就不生長，也不彎曲；如果將胚芽的尖端用一個錫箔小帽罩起來，胚芽則直立生長；如果單側光只照射胚芽尖端，胚芽仍然向光源彎曲生長。這個實驗如果實際去操作完成，至少需要兩三天的時間。為此，設計一個Flash課件，學生就能很快觀察到胚芽的向光性生長的有關情況，從而達到實驗教學的目的。

2. 模擬難以完成的實驗，仿真實驗效果

在七年級上冊的內容中，如日食和月食現象，月相，地球繞太陽公轉，宇宙的起源等，這些科學內容在課堂上無法用實驗或模型來講解，只能借助圖片、文字來表述或口頭介紹，教學效果很差。利用Flash課件則可順利再現其動態過程、壯觀的場面，讓學生有更多的感官刺激，能清晰有效地完成教學任務，順利地突破教學重點和難點，使科學課堂變得豐富有趣。

3. 建立并發揮虛擬實驗室的作用

初中科學課是一門實驗科學，實驗教學和演示實驗是教學的重要組成部分。由于受條件的制約，實驗效果不盡如人意。通過利用信息技術輔助實驗，模擬一些重要的在目前條件下難以完成的實驗，彌補實際實驗的不足，提高實驗的演示效果，有助于學生獲得新知，提高學生的學習興趣。

在實際的科學實驗中，由于怕造成實驗儀器的損壞或是怕發生意外，教師往往對學生進行實驗的限制；或是因為實驗條件不足，使得實驗結果和理論有偏差，這是實際科學實驗存在的不利因素，嚴重影響學生的認知。利用信息技術組建一個可視化的三維立體動畫課，讓學生自己操作進行實驗，自主學習、自主觀察，可彌補實際的不足。

四、巧用網絡資源，提高學生認知興趣，促進課堂教學效果

網絡為學生提供了豐富的學習資源。在教師的指導下，學生可以通過網絡收集信息、交流討論、總結歸納、完成學習任務，培養學生解決實際問題的能力。

例如在《空氣污染與保護》的教學中，教師可以給學生布置任務，讓學生在學習任務的驅動下利用網絡去收集資料并進行交流，通過學習可以培養學生學會關心環境、關心未來的意識，并就人類資源問題大膽地進行合理設想，使學生在收集和處理信息的過程中，培養創新思維與創造能力。

同時，由于網絡資源具有信息量大，更新速度快等特點，也給實驗教學提供了豐富的教學資源。教師可以借鑒網絡上的優秀課件來補自己之短，在深入分析和加工的基礎上給學生呈現出一個具有自己教學風格和特色的課件，以此來激發學生的學習興趣，為教學服務。

比如，在《月相》的教學中，學生理解起來比較抽象，教師可通過下載課件進行教學，以活潑的動畫效果、直觀的圖形的形式表達知識，有效地激發了學生的學習興趣，收到很好的教學效果，這是傳統教學難以達到的。讓學生在生動、形象的環境中進行學習，能起到事半功倍的作用，達到提高課堂教學效果的目的。

五、利用網絡掌握學科動態信息，增進教師間交流，以提高教學水平

通過網絡可以了解學科發展動態，緊跟形勢，及時做出調整。可以充分利用網絡資源，從網站的試題庫中下載最新試卷，這些題目題型新穎、信息準確，對提高學生學科學、用科學有很大的幫助。

教師還可以通過網絡參與網上教育網站的教育論壇。發表自己對學科教學改革的看法，與其他的教師進行交流，發現自己的不足，從而改進自己的教學，以達到提高自己教學水平的目的。

信息技術優化科學實驗教學離不開計算機知識，因此要求教師運用信息技術教學的能力更高，知識面更廣。根據整合的要求，教師應具備PowerPoint， Author ware，Flash，電子表格，網絡，仿真技術，攝影技術等信息技術知識制作課件。

總之，多媒體技術的多維性、便捷性、直觀性等特點在科學課堂實驗教學中可以得到較為完美的彰顯，是當前科學課堂實驗教學中不可或缺的重要輔助工具，能有效地優化課堂教學過程，提高科學課堂教學實效。