利用信息技術打造智慧實驗室

喬秀彬

摘? 要 信息技術能夠促進實驗教學課程和器材資源的最大效益化與可選擇性，能夠使教學時空產生更大的拓展與延伸，能夠實現學生學習的自主性與主動性，更有利于科學實驗室向“學習空間”和“創造樂園”的智慧實驗室轉化。

關鍵詞 信息技術;小學科學;數字化科學實驗室;智慧實驗室;實驗器材

中圖分類號：G482? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）09-0046-02

1 前言

信息技術的快速發展， 有效促進了小學科學實驗教學，促進了科學實驗室向“學習空間”和“創造樂園”的智慧實驗室轉化，有效激發了學生學習的自主性和主動性。

2 調查了解

經過調查和訪問，發現學校科學實驗室的建設和使用存在一些問題。

科學實驗室的器材不實用，補充麻煩? 小學科學實驗室中的器材，基本上是按照小學科學教材中的實驗內容來配置。配置方式有兩種：一部分是直接采用中學的物理和化學實驗器材;另一部分是直接采購社會生活用品。小學科學課程和中學的理、化、生課程存在一定的區別，小學科學更淺顯，更富有趣味性，更貼近生活，需要用到許多生活中的物品。這些物品很多時候還需要進行一定的改造和加工。

筆者發現，實驗室中配置的許多儀器和材料并不適合小學生使用，或者說根本不實用，而需要的儀器和材料又在實驗室中找不到。不僅如此，在目前階段，許多學校還存在大班額現象，實驗室按標準配備的實驗器材數量在分組實驗中數量就不夠。受限于現行采購制度，以及需求信息傳遞不暢，科學實驗室要及時補充材料和儀器是非常困難的。

科學實驗室管理效率不高? 在小學中很少配置專門的實驗管理員，很多是由科學教師兼任。但是小學科學教師每周任課的工作量很大，部分科學教師還兼任其他課程的教學，而實驗器材的準備和整理會耗費大量時間和精力。無奈之下，有些分組實驗只好改成演示實驗，甚至一些該做的實驗也忍痛割愛，放棄了。

科學實驗室的開放性不夠? 在實驗教學時間上，為了完成應試目標，教師趕進度，“沒時間”放手把“核心處的自由”還給學生，即讓學生更多地動手實驗。常常見到這樣的情景：上課時，學生看見實驗室中的實驗儀器和材料時，兩眼發亮、一片驚呼，他們特別想動手用這些儀器和材料;但是，教師通常會命令“別動”，首先強調一通嚴格的實驗紀律，出于對補充實驗器材困難的擔心，害怕實驗儀器損失，常常對實驗加以過多限制，造成學生做實驗的時候縮手縮腳，探究的熱情和信心受損，實驗效率也不高;下課鈴一響，這些實驗器材就被鎖入柜中，學生再也無緣得見。

在科學探究活動中，師生之間交流不夠? 在實驗教學的課堂上，傳統的交流方式一般局限于我做你看，你說我聽，或者我說大家聽。由于人數眾多，有時我說大家不一定聽，也不可能照顧到每個人的表達欲望。教師在實驗教學時要達到與全部學生及時交流，幾乎是不可能完成的任務。長此以往，學生的內心得不到表達，問題得不到回應，好奇心得不到滿足，實驗教學的有效性就大打折扣了。

科學實驗室的創新性不夠? 因為科學實驗室的器材在配備方面存在不實用、不好用、不夠用的情況，巧婦難為無米之炊。于是在實驗中到了需要拓展學生的創造性思維、訓練創新能力的時候，如果需要用到特別的工具，或者一些可以自主選擇和組合的材料，實驗室便十分缺乏，教師就只有忍痛割愛、不了了之。在科學實驗室中，學生只能在教師的指導下勉強完成那幾個教材要求的實驗，根本談不上創新和創造。

3 在工作中的具體做法

走在校園中，經常可以看到窗明幾凈、井井有條的科學實驗室靜靜地待在學校的一角，就是不能令人激動，也傳遞不出創造的勃勃生機。所幸近年來信息技術在教育教學中的運用日益普遍，給學校的實驗教學開辟了一條新的路徑。

建立一個數字化科學實驗室綜合平臺，即大數據系統，實現學校和教育技術裝備中心之間互聯互通? 如同電子圖書館一樣，每件實驗儀器上都有二維碼，學生和教師使用實驗儀器的時候，持電子校卡進行掃碼，儀器儲存柜上的屏幕即顯示這種實驗儀器的現存數量、使用方法和注意事項，同時將師生取用實驗儀器的時間、種類、數量等信息即時回傳入服務器平臺。歸還實驗儀器的時候，也需要掃碼確定正確的位置。這樣做，既減輕了實驗管理員的工作負擔，也提高了實驗教學的效率。同時，這個數據平臺可以讓區縣教育技術裝備中心很方便地統計和調取學校的實驗儀器材料使用狀況，根據回饋的使用情況，及時調配和補充實驗器材和材料。

將學校實驗室網絡平臺鏈接教育科技企業網站、社會科普志愿者團體網站、資源回收公益團體網站，拓展實驗室器材的來源渠道? “問渠那得清如許，為有源頭活水來。”想盡辦法發動家庭、企業、社會的力量，為學生的創造活動提供一些必備的材料、觀察的環境及實踐的場所，讓學校的科學實驗室能走出去、請進來，學校與社會攜手，創造一個有利于學生創新教育的開放與共享的社會氛圍。讓大家關注：少年強，則國強;少年創新，則國創新。經過不懈努力，科學實驗室成為一個開放的、互動的、令人向往的、有創造力的探究樂園。

利用信息技術優化科學實驗室器材借用流程，提高使用效率? 有了上述科學實驗室儀器管理信息平臺，科學實驗室就可以像圖書館一樣，或者像自助超市一樣，讓學生根據研究問題來選擇和借用實驗器材。學生借用實驗器材的情況會通過掃碼隨時載入電子校卡中，方便管理和評價。同時，每個小學生可以配備一個家庭實驗箱，實驗箱中具備基本的實驗材料，在家中也可以做實驗，以此彌補在校實驗時間和動手機會的不足。

充分運用信息技術輔助實驗教學，不斷提高課堂效益如在教科版小學科學四年級下冊“認識幾種常見的巖石”一課的教學中，學生對各種巖石有感官的認識，但對它們的種類、名稱不甚了解，就是科學教師，對一大堆卵石也難以分辨。針對這種情況，筆者在課前布置學生從住處周圍搜集一些常見的卵石，在網絡上搜索巖石的名稱與圖片，將不認識的巖石與圖片對照，初步辨別這些巖石的種類，記錄在專用記錄本上，把收集到的巖石資料存入網絡文件夾。與此同時，科學實驗室中儲存了大量的巖石標本，尤其是教師收集的本地常見的石頭樣品。每個巖石上都貼上了二維碼，那是巖石的“身份證”，學生掃碼即可了解。引導學生通過實驗觀察各種巖石特點，再將實驗室的巖石照片與自己采集的巖石標本進行對照、辨別，嘗試將自己不認識的巖石拍成照片，上傳到專門的巖石論壇里向別人請教。弄清楚后，貼上二維碼，捐獻到實驗室陳列，如此學生也加入實驗室建設中。

總之，實驗室有了學生的加入，就活起來了！學生利用網絡技術在課前進行實驗器材準備，為高效率的實驗探究提供了便利。

又如在五年級下冊“地球表面的地形”教學中，筆者了解到學生通過觀看電視地理節目或者旅游觀光，對地形有了不少直觀的印象，能說出諸如山區、平原等詞匯，但對盆地、高原、峽谷、丘陵等地形的特點和區別比較模糊。為此，課前要求學生事先準備一些自己去過的地方的風景照片，在互聯網上查找關于地球上那些有特色地貌的特征資料照片，以及各種地貌的特點和成因，并以書面或者電子文本形式摘錄這些資料。

在課堂上，借助多媒體系統展示師生收集的網絡資料。筆者在學生交流的基礎上補充介紹，結合學生照片上的地形，出示相關圖片和課件，介紹各種地形地貌的特點。筆者用課件展示家鄉龍泉驛區的典型地形地貌，打開因特網，運用百度地球對衛星照片與平面地圖進行對照。學生在互聯網衛星地圖中找到自己照片所在的位置，有的學生甚至調出地球上各種典型地形的衛星照片。活動中，學生對此非常感興趣，充滿成就感。

在課后拓展活動中，筆者讓學生收集有關地形地貌發生變化的資料，特別是火山和地震引起的地形地貌變化的資料，最好是文字加圖片。讓學生把自己的成果存入網上平臺，這樣一來，學生的實驗探究所得也成為實驗室“軟器材”的一部分，而且是最有生命力的部分，科學實驗室在不斷地“生長”！

利用網絡交流平臺拓展師生交流渠道，把課堂有限的實驗活動延伸到家庭生活中，生活處處皆創造? 經過調查發現，學生對信息技術非常感興趣，建立科學實驗QQ群是個不錯的方式，如很多學生都樂于與同學和老師在科學QQ群中聊天交流。他們時常在QQ群里發表自己的觀察發現，饒有興趣地隨手粘貼一些照片，如種的植物種子發芽、開花的照片，郊游發現的可愛的小動物……科學教師也時常和學生及家長進行交流，如發布準備實驗材料的公告，對學生在家里和學校的科學探究活動進行評價。

在網絡平臺上，師生之間少了許多拘束，交流像朋友一般平等，學生有更大的自主性。而且學生和教師留下的信息會在網絡平臺上得到很好的儲存和保留，非常利于師生錯時交流和延時評價。在線交流時，學生之間的發言不會互相干擾，幾乎每個學生都可以獲得平等的發言機會。

如果制作功能更強大的科學實驗APP軟件，將這種技術運用到輔助實驗教學中，學生的實驗動手能力及創新能力必將得到大大提高。

4 結語

通過以上措施，科學實驗室不再是死水一潭，而是充滿了活力。在教師和學生的不斷使用與補充中，在與社會公益團體的互動中，科學實驗室也在更新、生長，成為學生學習和創造的智慧樂園，成為學生科學夢想開始的地方。