現代信息技術在科學教學中的巧妙運用

高燕紅

摘要：結合小學科學課的學科特點，把信息技術巧妙地應用到科學課的教學中，不僅可以更新教學手段，改變學生學習的地位，還可以培養學生的科學探究精神和創新精神。現代信息技術在科學教學中的巧妙運用可以包括：數字傳感器，讓定性實驗走向定量實驗；虛擬實驗，彌補無法真實開展的課堂實驗；常用教學軟件，突破教學的重點難點；微視頻的使用，幫助學生進入微觀世界。

關鍵詞：信息技術；小學科學；應用策略

中圖分類號：G622.3 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2016）12A-0071-03

信息技術的發展給我們的教育環境帶來翻天覆地的變化，也給小學科學的教學提出了更高更新的要求。科學課是一門實踐性很強的學科，但它離不開現代信息技術的輔助。現代信息技術和科學課的整合，可以激發學生的學習興趣，提高他們的學習效率；網絡上豐富的教學資源也可以突破有限的教育內容，引導學生將生活經驗帶入課堂，引發學習欲望，喚醒創新意識；先進的測量設備，讓學生獲得更加精準科學實驗數據，培養嚴謹的科學精神；先進的學習軟件的運用，可以幫助學生突破教學中的重難點；還能不斷拓展學生的學習視野，增強學習效果。

一、運用現代信息技術變定性實驗為定量實驗

科學課中有很多實驗為定量實驗，學生通過觀察、測量、調查、統計等定量研究，統計準確的實驗數據，得出科學的實驗結論。但現實的課堂教學中往往由于受實驗材料、實驗環境及學生的操作失誤等因素的影響，一些科學探究實驗只能做成定性實驗。即使做定量實驗時，學生獲得數據也經常會出現誤差，無法獲得正確的科學結論，最后教師只能牽強附會的讓學生硬性記住一些科學結論。這樣的實驗就喪失科學探究的價值，不利于學生形成嚴謹的科學探究精神。

現代信息設備輔助教學，可以變定性實驗為定量實驗，幫助小學科學教學解決不少難點。數字化教學實驗系統分為三個部分：傳感器（探頭）、采集器、計算機軟件。其中包括與科學課教學聯系緊密的：磁場傳感器、聲音傳感器、壓強傳感器、溫度傳感器、速度傳感器等。傳感器將原本實驗中看不到的現象用精確的數據、可視化的圖表表示出來，能幫助學生更準確地得到數據和結論。如在教學五年級上冊“制作一個太陽能熱水器”一課，要求學生將自己設計的太陽能熱水器帶到太陽光下，測一測，比一比，看誰制作的太陽能熱水器升溫效能最好。如果按照傳統的實驗方法操作，會帶來一些問題：如有些溫度計之間本來就存在一些誤差，導致有些組的數據不準確；太陽光的強度也不穩定，一會兒晴，一會兒陰。這些不準確的數據，影響實驗的科學性。因此我們對實驗進行了改進，將常用的玻璃溫度計用“數顯溫度傳感器”代替，用強光燈泡作為發光光源代替太陽光。數字溫度傳感器的高靈敏性和燈光照射強度的穩定性，使學生測得的數據更加準確，保證了實驗結論的科學有效性。

又如在教學“保護我們的聽力”時，第一個環節是讓學生認識什么是噪音，教師可以利用采集聲音強弱的傳感器在校園里進行測量，如在學校食堂里的音量，課間教室里的音量，同學們安靜寫作業時教室里的音量等，教師通過出示這些數值進行對比，讓學生真實地感受到什么是噪音以及噪音給我們生活帶來的影響。第二個環節，要求學生利用生活中的材料，比一比哪種材料能使發聲罐發出的聲音輕一些，同學們就帶來了報紙、毛巾、泡沫塑料等材料，分別用這些東西包在發生罐的外面，聽一聽發聲罐發出聲音的強弱。但是整個教室的聲音都比較嘈雜，很難區分哪種材料隔音效果好。我們也在這個環節用上測量聲音強弱的傳感器，通過數值的顯示，學生就可以清楚地認識到哪種材料的隔音效果好，從而輕松地得到實驗的結論。

類似的技術變定性實驗為定量實驗，讓科學課實驗更加精確且具有說服力，從而有效的幫助學生建立起嚴謹的科學態度和良好的科學精神。

二、運用現代信息技術有效進行“虛擬實驗”

“虛擬實驗”就是一套借助計算機仿真技術實現實驗操作的計算機應用軟件系統。虛擬實驗有四大特點：1.突破了空間的約束，可以向學生展示宏觀或微觀的現象，避免教室對學生在場地上的約束；2.超越了時間的限制，它可以在很短的時間內向學習者呈現幾百年甚至幾千年的現象；3.虛擬實驗具有高安全性，避免了傳統實驗中的爆炸、起火、灼傷等安全事故；4.隨時隨地可以使用，不受時間和空間的限制。[1]虛擬實驗是對課堂實驗教學的有效補充。教材中的有些實驗真正開展起來是有一定危險性的，因此我們可以通過虛擬實驗達到比較理想的教學效果。比如：在教學“巖石會改變模樣嗎”這一課時，第一個環節是引導學生通過實驗認識到溫度的變化會改變巖石的模樣。在傳統教學中教師讓學生用鑷子夾著一塊石頭，先在酒精燈上加熱，然后把石塊放入冷水中，反復做幾次后，當學生發現石塊會有一些碎屑掉在裝有冷水的燒杯中，就證明了溫度的改變會影響巖石的樣子。但實際操作常帶來安全隱患，加熱時，巖石會突然直接炸裂，很容易燙傷學生。若能使用“溫度對巖石的改變”的“虛擬實驗”軟件，學生通過虛擬實驗便可以清晰地看到巖石在冷熱溫度的交替中產生的變化，從而也能有效地幫助學生認識到“溫度的改變可以改變巖石的模樣”。

又如教學“簡單電路”這一課，也可利用虛擬軟件“電路”，先讓學生嘗試著虛擬連接，利用導線、開關、小燈泡等元件虛擬點亮一盞小燈泡。在虛擬實驗中成功后，再進行實際的操練，一方面鍛煉了學生的思維能力，培養學生的創新意識，同時也能避免學生在直接進行操作時的短路連接，避免了對電路元件的傷害。

科學課中，因為各種客觀的原因，很多的實驗不能真實有效的開展，而“虛擬實驗”的軟件正好彌補了這方面的不足，它為學生的科學學習打開了一片新天地。

三、運用現代技術有效突破教學重難點

科學課上有些知識非常抽象，光靠老師課堂上講解，很難幫助學生建立正確的概念。若能恰到好處地用好一些學習軟件，就能有效的幫助學生突破重難點。如在六下“宇宙”單元“在星空中（二）”，要求學生認識春夏秋冬四個季節的典型星座。教科書是讓學生利用活動星圖對照真實的天空來進行觀察，學生觀察也不是特別清晰，因此觀察的積極性也不是特別高。若能引導學生應用一些觀星軟件，相信能為學生降低難度，也能激發學生的觀星欲望。如有一款觀星軟件——Stellarium，它是使用openGL技術對星空進行實時渲染的一款軟件，可以真實地表現通過肉眼、雙筒望遠鏡和小型天文望遠鏡所看到的天空，使用時只需要設定時間和地點，就可以計算天空中的恒星、行星、星云等各類天體的位置或模擬各類天文現象，使用起來非常的方便清晰。學生可以身臨其境地感受不同時間、不同地點的星空。

又如在教學“月相變化”時，主要是讓學生認識到月相是變化的，變化是有規律性的，月相變化的規律光靠課堂上老師的講解恐怕很難一下子消化，故教科書安排了一個課后觀察月相的活動，但在實際的教學中，由于受到天氣等因素影響，大部分學生都不能真正的堅持一個月去觀察月相的變化，那么Stellarium星空軟件就可以幫助學生彌補這方面的不足，讓學生在模擬過程中詳細記錄月相的形狀、月相所在天空的位置、太陽在天空的位置等。這樣的學習軟件對學生的學習起到了重要的輔助作用，幫助學生有效的建立了宏觀觀念。

四、運用現代信息技術幫助學生進入微觀世界

“微視頻”以直觀形象、動態逼真等優勢已成為小學科學教學中重要的輔助手段之一。短小精致的微視頻可以使學生對微生物世界觀察得更明了，對遙不可及的宇宙世界的探究變得更真實，也能幫助學生觀察到平時生活中很難觀察到的一些自然現象。

如在教學“種子的萌發”一課時，教師一般是先引導學生通過解剖蠶豆種子，了解蠶豆種子的各個組成部分的名稱，然后教師想引導學生根據一些現象來推測種子的各個部分的作用以及將來會發育成什么，如讓學生通過觀察同一顆蠶豆種子在萌發過程中子葉由大到小的變化，引導學生推測種子子葉的作用。而對于種子各個部分將來究竟發育成什么，是很難讓學生親眼看到的（因為這個過程是發生在地底下的，一般是不被人所見的）。這時若能引入一段種子在地底下萌發的微視頻，相信學生的學習效果會好很多。這段微視頻可展示植物的根不斷向下伸展的過程，莖沖破地面，不斷向上長高，然后兩片子葉冒出地面來……學生也能很快認識到：種子的胚根將來會發育成根，胚芽發育成莖和葉，子葉為種子提供營養等。

又如教學六年級下冊“用顯微鏡觀察身邊的生命世界（三）”這一課時，要求學生通過制作生物裝片標本來觀察水中的微生物，觀察微生物的形態、結構、運動、生理代謝等特點。但在實際教學中，會因為提前準備的水樣中微生物太少、臨時裝片制作時出現問題或是顯微鏡清晰度不夠等原因，影響學生對這些微生物的觀察。若能及時提供一些微生物活動的微視頻，就能增加課堂的趣味性，也讓學生們更好的認識到了微生物的結構、運動、生理代謝等。微視頻，短小精悍，卻足以彌補學生在真實觀察上的缺憾，讓學生對所研究的對象了解得更清晰，更全面。

創新性地利用現代信息技術，能促進小學科學課堂教學改革，優化科學課堂教學過程，為學生的學習帶來更多的便利。但現代信息技術對科學教學來說也是一把雙刃劍，我們應該恰到好處的選擇并使用它，不能盲目運用。科學課程標準指出：“現代教育技術的運用不是為用而用，首先必須是為教學內容服務的，是教學過程內容與方式的有機成分，只能在必要的時候，采用恰當的形式進行。”[2]現代信息技術進入課堂的目的是服從、服務于最優化的教育教學效果，而不是為用現代化技術上科學課，如果一味追求形式，就背離了教育的初衷。尤其對小學生學習科學而言，親歷探究過程、獲取第一手經驗是極為重要的。

總之，信息技術和科學課的整合是科學課堂的一個重要發展趨勢。如何最大限度地發揮它的作用，還需要我們教師努力地去探索和研究。作為新時代的教師，應該努力學習新的現代教育技術，勇于挑戰自我，提高自己運用現代技術的教學能力，在科學課中創造性地運用現代信息技術，以不斷的提高課堂效率，促進學生的全面發展！

參考文獻：

[1]曾巧巧.科學課里的虛擬實驗[J].科學課（小學版），2006（1）：38-39.

[2]中華人民共和國教育部.科學（3-6年級）課程標準（實驗稿）[S].北京：北京師范大學出版社，2001：38.

責任編輯：徐瑞泰

Application of Modern Information Technology in Science Instruction

GAO Yan-hong

（Mingde Primary School， Taicang215400， China）

Abstract： In accordance with the features of primary science， application of information technology to the teaching of science can not only update teaching means and change students position of learning， but also cultivate their spirits of scientific exploration and innovation. Such application includes： digital sensors from qualitative to quantitative experiments； virtual experiments to offset impossible classroom experiments； common teaching software to break through the key and difficult points of teaching； and application of micro-video to help them into the micro-world.

Key words： information technology； primary science； application strategy