傳感器在小學科學中的應用校本化研究

孫梅芳

傳感器這一新技術為傳統的小學科學實驗教學注入了新的活力，對科學探究教學具有重要的實踐價值。數字化探究室走進校園，為了發揮學校的資源優勢，本文從學校如何在理論實踐的基礎上，開展實踐探索，將傳感器的應用校本化，讓傳感器發揮它的優越性，成為學校科學教學的亮點。

一、引言

隨著信息技術的發展，出生在數字化時代的小學生們，從小就接觸了豐富的數字產品，體驗到了這些先進設備帶來的便利。相比之下，傳統的實驗探究工具有可能成為阻礙教學質量的瓶頸。一是有些傳統實驗器材存在著探究花時間，實驗效率不高的問題;有些儀器操作過程復雜，學生必須花費大量的時間和精力在操作過程上，而沒有足夠的時間來觀察實驗現象、思考問題和得出結論。二是在小學科學探究實驗中涉及聲學、光學、力學等知識，實驗要求的數據很難獲取。有時實驗數據存在很大的誤差，只能勉強得出結論，往往不能讓人信服。而傳感器可以精確測量人的感官無法感知的物質世界，或者一些人感知到了卻無法精確量化的數據世界。小學科學數字化探究室里配備了能夠精確地測量出各種物理量的傳感器，可以幫助學生獲取傳統實驗器材無法實現的事實。

二、理論研究，夯實校本化基礎

（一）理論學習，提升教師素養

1.學習理論知識，切實提高理論素養。在研究傳感器的使用過程中，首先我們面臨理論知識的匱乏。通過搜集網絡信息，查閱相關資料，精挑細選，終于選到了一本值得學習的好書《數字時代的科學教育-鳶尾花數字化探究之旅》。這本書是吳向東這位小學科學教育專家的研究成果，闡述了他的超前的科學教育教學理念，其中也有提到“傳感器”相關的知識。于是科學教研組的教師以課題為抓手，認真學習了吳向東老師的《數字時代的科學教育》這一著述。

2.聆聽專家講座，跟著專家做研究。我們請來了《數字時代的科學教育》的作者吳向東老師給我們做了講座。大家認真聆聽了吳向東老師帶給我們的關于“信息技術與科學課程的深度融合——以情境導向模型的建構與實踐為例”的講座，讓我們對信息技術與學科教學的關系有了新的認識。通過專家引領，給傳感器技術應用研究注入了強大的動力。

（二）教材研究，開發校本教材

將傳感器技術引入科學課堂教學，對教材進行了重新設計。首先讓學生懂得傳感器的原理以及相關的軟件是如何利用傳感器來采集分析數據的。教師和學生只有都對傳感器的知識有一定的了解，知道該軟件應用的大致設計原理后，才能方便、正確、有效地利用它。

因此為了充分發掘現有教材資源，科學組教師對現有教科版3-6年級科學教材上涉及的相關探究實驗進行了整理，從8冊書中整理出了20個可以應用傳感器技術的實驗，結集成冊，成為校本教材。

三、實踐探索，促進校本化實施

（一）以課堂教學為陣地，形成校本化教學案例

考慮到學生的實際情況，六年級結合《物質的變化》這一單元的內容，嘗試在實驗中創新使用PH傳感器、二氧化碳傳感器等，以此來突破教學重難點。五年級結合《力》單元的內容，嘗試應用力傳感器進行力的測量。在此基礎上進一步嘗試在三年級《溫度與水的變化》、四年級《天氣》、五年級《運動起來會怎樣》等嘗試使用溫度傳感器，以此來有效突破教學重難點，形成了精品教學案例。

（二）以科學實踐為提升，開發校本化活動案例

除了課堂教學研究，科學組老師還將傳感器技術相關研究延伸到了科學課堂之外。重點開發了2個優質校本化活動案例。一是應用CO2傳感器對教室CO2濃度進行測量，指導學生利用CO2傳感器對教室CO2濃度進行了測量并分析結果，并給全校師生提出建議，希望研究成果能對我校學生在校更好的學習及學校建設得更加美好有所幫助。二是利用溫度傳感器進行天氣測量。圍繞“爭當小小氣象員——“我們關心天氣”開展了科學實踐活動，將科學教材內容拓展為綜合實踐內容，形成了校本化活動案例，讓學生更多地參與到研究中來。

（三）以問卷調查為手段，促進校本化實踐

問卷設計從“學生對數字化傳感器的態度”“學生對數字化傳感器的操作情況”“學生選用數字化傳感器的理由”等三個方面進行調查剖析。

調查結果顯示：1.數字化傳感器獲得了學生的喜愛。學生們的體驗是最真實的，調查結果充分表明我校數字化傳感器普遍受到了學生的歡迎，這有助于提高他們對科學學習的積極性。2.傳感器能滿足學生對實驗儀器的要求。我校學生在選擇科學探究儀器時，十分關注儀器本身的性能，如測量結果準確，實驗操作方便等。3.數字化傳感器增強了學生的實驗意識。隨著數字化實驗室傳感器的引入，在科學課程與信息技術深度融合的過程中，有效拓寬了學生的視野，提升了他們的實驗創新意識，這些都將對培養他們的科學實驗能力起有效的推動作用，進一步推動校本化實踐的進程。

四、結語

傳感器這一新技術為傳統的小學科學實驗教學注入了新的活力，對科學教學具有重要的實踐價值。科學老師應努力提升自己的理論素養和實踐操作能力，并根據學校的教學實際，開發適合學生，具有特色的校本化課程，從而有效地將傳感器應用于科學教學中，真正發揮傳感器的技術優勢。

【作者單位：渤海大學教育與體育學院 ?遼寧】