應用數字技術優化小學科學實驗教學

姜偉杰

【摘要】隨著信息技術的發展和在小學科學實驗教學中的廣泛應用，其優勢越來越明顯，特別是一些實驗操作難度較大或實驗現象不明顯的實驗，巧妙運用數字技術，讓實驗更形象直觀，更具科學性和精準性，能有效提升實驗教學效果。

【關鍵詞】 數字技術；優化；實驗教學

實驗教學是小學科學教學內容的重要組成部分。但在傳統的科學實驗教學中，學生往往只是按照教師事先的安排完成一些驗證性實驗，學生自主參與程度不高，想象力得不到充分展示，實驗的探究性得不到充分體現，學生的實驗研究積極性不強，學習興趣沒有得以充分調動，學生主體地位沒有得以充分體現。

隨著信息技術的飛速發展，數字實驗技術應運而生，更多的數字傳感、虛擬仿真等技術與小學科學實驗教學相融合，憑借直觀形象、智能化和精準性，有效解決了傳統實驗不直觀、不準確、探究時間長、實驗效率不高等難題。充分激發學生的科學學習興趣，有利于培養學生的科學探究能力和創新能力，從而提高科學課堂效率，提升學生的科學素養，極大地推動了小學科學實驗教學的變革。

一、運用數字傳感，提高定量實驗的精準性

數字傳感器在科學實驗教學中的應用，能有效地提高實驗教學的效果。尤其是在定量實驗教學中，極大地方便學生獲得準確的實驗數據，并能直觀地展示數據結果，引導學生理性分析，培養學生的科學思維。

在蘇教版小學科學《摩擦力的秘密》一課的教學中，如果使用彈簧測力計來進行測量，學生在操作時會有兩個難點，一是很難保持拉動物體時的水平運動，二是難以保持物體的勻速運動，目測讀數也不方便。因此，不同小組測量的數據往往會存在比較大的誤差，影響學生對實驗數據的分析。我們嘗試將數字傳感技術應用于課堂教學中，引導學生探究影響摩擦力大小的秘密，取得了非常明顯的教學效果，很好地培養了學生的理性思維。

對學生來說，數字傳感器的使用也很方便，數字傳感器在這節課中的應用，很好地解決了學生在操作中可能遇到的問題，并有效保證了對比實驗中其他因素不變，使學生獲得的數據更準確，學生能很好地分析影響摩擦力大小的因素。

又如，在《冷熱與溫度》這節課的教學中，教師采用溫度傳感器來測量水溫的變化，電腦軟件能將溫度傳感器測量獲得的數據，減少了傳統溫度計在讀數時的誤差，同時，以圖表的方式呈現出來，形象直觀，便于學生分析數據，得出結論。這樣，使采集的數據更精確、可靠，促使學生更專注于實驗數據的討論與分析，形成準確的科學結論。

二、運用仿真技術，提高模擬實驗的直觀性

小學科學課中還有很多實驗，都受到場地、空間位置等限制，很多實驗得到有效開展。數字技術可以營造出富有真實感、交互式體驗的模擬實驗場景，這是傳統實驗教學無法實現，無法替代的，在我們的實驗教學中更方便、更真實、更有效果。

例如在教學蘇教版小學科學六年級《看星座》一課時，由于受觀察時間與地點的限制，學生難以在課堂上開展真實的觀察星座的探究活動，為豐富學生的實踐與體驗，傳統課堂教學中，教師往往只能通過講解與演示，引導學生開展看星座的相關探究活動。在找星座時，學生在星座圖上很難找到相關的星星，即使花了很長時間找到，用線連起來，也很難理解星座的名稱。此時，教師讓學生借助平板，運用“虛擬天文館”這款軟件，創設一個虛擬的環境，開展觀察星座的模擬實驗操作，這樣更便于學生認識星座。隨著時間的變化，星空也時時發生變化，形象直觀。

又如，在教學《骨骼和肌肉》一課時，人們肉眼是看不到身體內部骨骼的結構，我們可以借助X光片或人體骨骼數字模擬技術來認識。打開模擬仿真軟件，讓學生直接在電腦上進行人體各部位骨骼的拼裝，讓學生了解了自己身上骨骼的名稱和所在位置，更有利于學生認識我們身體里骨骼的排列是有規律的，掌握這些規律能夠有利于我們更好地進行保護。學習興趣濃厚，并能獲得直觀的觀察體驗活動，能夠讓學生身臨其境，沉浸在逼真的環境中進行自主操作，加深了認識。

三、運用數字APP，提高自主探究的有效性

數字APP的誕生，讓我們的移動終端也進入了我們的科學學習。通過這些APP的精準應用，讓我們感受到了新的學習方式，將形式多樣、信息豐富的數字APP和移動終端應用于小學科學學習中，讓學生有了前所未有的自主體驗，有效提高了孩子們的自主探究能力，為他們的學習提供了個性化和多樣化的選擇，讓科學探究活動更精彩！

例如在教學《校園里的植物》一課時，將“形色”這款APP軟件運用于學生的自主探究中，學生們在了解了“形色”APP程序的應用后，利用平板拍攝植物圖片，通過軟件在線識別，然后比較植物的特點，辨別校園里的植物，為提升自主探究能力提供了很好的支撐。

又如在學習《聲音》這一部分內容時，我們讓家長和孩子一起在課余時間，在移動終端上安裝“分貝儀”APP，利用自帶的麥克風來測量周圍的聲音環境，實時記錄下分貝數。將學生的探究活動延伸到了課外，隨時隨地都可以進行自主探究實驗學習。同時也讓家長認識到，移動終端還有助于孩子學習，通過親子測量，也拉近了與孩子間的距離。

總之，將數字技術運用于小學科學實驗教學，突破了時空的限制，使我們的科學教學更開放，也讓我們原本在課堂上無法實際操作的實驗變成了現實，讓實驗過程“可視化”，數據采集和處理的“智能化”。 課堂上借助恰當數字技術，可以使學生獲得更準確的實驗數據，豐富學生的實踐體驗，訓練學生的科學思維，從而有效地提高學生自主探究的能力。endprint