數字化探究儀器在小學科學中的實踐運用研究

蔣燕芬

【摘 要】在傳統的小學科學探究中，教師運用傳統實驗儀器進行實驗，而傳統儀器的精確度不高，會導致學生掌握錯誤的數據，導致結論與書本上的內容有差異，然后教師會選擇直接告訴學生結果，而這樣會大大限制學生思維能力的發展，隨著科技的不斷進步，數字化探究儀器也被應用在教學實驗中，數字化探究儀器比傳統實驗儀器精確度更高，性能更強，對學生的實驗更有幫助。

【關鍵詞】小學科學實驗;數字化探究儀器;科學實驗探究

小學科學是一門實驗探究類的課程，它可以培養學生的科學文化素養，培養學生的思維能力，讓學生形成良好嚴謹的學習態度，讓他們學會鉆研的精神，為以后的人生打下堅實基礎。通過培養學生的自主學習能力，來激發學生的學習興趣。將數字化探究儀器有效地運用到實驗教學中，將實驗結果變得更加完善，減少過程中錯誤的出現。找到數字化儀器在科學實驗中的正確地位，解決過去未解決的實驗疑問。

一、借助數字化探究儀器解決有爭議數據

數字化探究儀器的優點有精確度高，性能好，它對科學實驗有著重要影響。在蘇教版教材中，有一個著名的實驗，講述的是冷熱與溫度的關系，這個實驗是讓學生測量一杯熱水在一定時間內溫度的變化過程。在以往的實驗中，教師會讓學生使用普通溫度計進行實驗，每間隔兩分鐘測量一次，在做完多次實驗后，學生會發現每次測量的規律不相同，雖然水溫在持續下降但下降的速度不同，所以不能準確地得出結論。之后教師就會說出書中的結論：一杯熱水在一定時間內降溫的速度先快后慢，學生并不明白原因，這反而會限制學生的思維發展。而在現在的教學中，教師運用溫度傳感裝置，它可以讓學生利用手機、平板接受實時的信息，更好地掌握溫度的變化，進而得出正確的結論。在蘇教版教材中還有一個對比實驗，探究白熾燈和熒光燈誰的發光程度大。在傳統教學實驗中，教師會拿兩種功率相同的若干燈泡進行實驗，通電后讓學生感受哪種發光效率更高，結果有同學說白熾燈，有同學說熒光燈，雙方爭執不下。這種實驗單單靠肉眼進行判斷并不準確，即使教師將書本上的結論告訴他們，他們依然不明白原因是什么。在現在的教學中有了關于熱量的數字化探究儀器，在實驗中學生將儀器放在燈泡的兩端，在燈泡點亮后屏幕上就會顯示有關數據，同學通過對比數據，就可以得出結論，熒光燈的發光效率更高，距離更遠。由此可以看出，數字化探究儀器能夠解決一些傳統儀器解決不了的問題，讓學生更好地了解科學，真正地明白科學。

二、運用數字化探究儀器精確實驗結果

在蘇教版教材中，其中有一節課是探究關于物體酸堿性的實驗，課題是學生將甘藍汁倒一些在物品上，檢驗它們的酸堿性[1]。但是因為甘藍汁本身就有顏色，所以只能檢驗出其中一小部分的酸堿性，像白醋、小蘇打等等，但像可樂這種帶顏色的就不容易知道了，即使后來使用PH試紙進行測驗，結果也并不是那么的準確。而在現在，教師可以使用PH測試儀，它可以明確地檢驗出所有物品的酸堿性，使實驗的結果更加的精確，利用有趣的實驗帶動學生的學習積極性，提高課堂學習效率，運用數字化探究儀器精確實驗的結果[2]。

三、解決傳統設備無法完成的實驗

在教學中將興趣與技術相結合，例如在研究熱脹冷縮時，教師可以利用夏天自行車爆胎事件作為話題引入，學生就會思考，進而產生問題，車胎為什么會爆呢？為什么在冬天車胎不爆呢？還有什么物體會爆呢？這樣就會激發學生的興趣，促使他們進一步進行探究，這時教師可以為學生進行解答，這種情況是由于熱脹冷縮形成的，并進行舉例像熱水壺蓋在接滿熱水后會彈起來，在冬天電線會繃直等等。教師帶領學生進行銅球與鐵環實驗時，將銅球加熱后，有的小球可以通過鐵環，因為普通的加熱方式并不能達到很好的效果，進而導致實驗的誤差。而在冷卻后，也總會有一些小球可以穿過，但這并不符合書本中的結論，熱脹冷縮是指在溫度上升到一定程度時物體會膨脹，而物體在溫度下降到一定程度時物體又會縮小[3]。但在今天，教師可以利用熱脹冷縮儀器，先將銅絲加熱，后來將銅絲放在冷水中，讓學生通過觀察銅絲直徑的數據變化，得出熱脹冷縮的結論。利用數字化探究儀器解決傳統設備無法完成的問題，讓學生的思維得到充分的發展，讓書本上的結論得到很好的展現。

四、數字化探究儀器在教學中的拓展

在蘇教版四年級課本中，有一節課是關于探究影響小車速度的因素，學生經過自由討論后，發現有如下幾種情況，包括桌面的摩擦、小車的重量、學生給的拉力等等。以往教師會讓學生分為幾種情況，一個一個討論，可是這種方法，會耽誤太多的時間，而且一節課往往只能探究一種因素，這樣會導致教學進展緩慢。而現在，教師在實驗中使用了光電門感應，取代了傳統的讀秒方式，原來的方式不僅容易出現偏差，還浪費時間，而現在可以利用電腦進行計算，如此在實驗的進程加快的同時，還提高了課堂的學習效率。

五、結語

在實驗教學中運用數字化探究儀器，增強實驗的準確性，提高實驗的可行性，解決有爭議的數據。解決傳統實驗不能完成的，耗費財力、物力、人力的，浪費時間的問題，提高課堂教學效率，讓學生提高科學素養，增強對科學實驗的興趣，為學生未來的發展打好基礎，讓學生德智體美勞全面發展。科學實驗是有趣的，它可以讓學生在思考中成長，還可以進行思維地拓展。

參考文獻：

[1]董道夷.小學科學數字化實驗的探索與思考[J].教育與裝備研究，2017，33（11）：49～53.

[2]蔣波.例談數字化探究儀器在小學科學實驗課中的應用[J].小學教學研究，2017（17）：47～48.

[3]黎少容.數字化實驗在小學科學實驗教學中的應用[J].實驗教學與儀器，2015，32（09）：60～61.