讓科學課教學變得更加高效

楊濛濛

在當下信息技術環境中，涌現了一批更安全、更高效的小學科學教學輔助系統。在平臺的應用商店中，“NOBOOK”虛擬實驗室就是一款輔助動手實驗的軟件，其中涉及的項目涵蓋了小學科學課的四大領域，并包含觀察類、演示類、動手操作類、探究類等多種實驗方法。

下面，筆者就以儀器操作指導課——《顯微鏡的使用》為例，詳談該虛擬實驗室的輔助教學效果。

客觀而言，一個借助儀器加以觀察的實驗包含明確實驗目的、了解實驗器材結構、使用方法、實驗操作和實驗結論等五個部分，每個部分環環相扣、相互影響。受限于小學生的知識積累與操作經驗，使用顯微鏡進行觀察是一個較難完成的任務?，F在筆者根據自己的教學經驗，簡述常用的教學過程，并簡要闡述其中的難點與成因。

一、常規指導教學過程與缺陷分析

（一）明確實驗目的階段

1.老師通過問題激趣導入：你在生活中見過最小的物體是什么？

學生交流：灰塵、沙子、霧滴等。

師：這些東西如果用肉眼來觀察確實是已經很小了，但有沒有更小的物體呢？我們怎樣才能觀察它？

老師結合學生回答，出示顯微鏡，同時也明確看清微小物體的實驗任務。

分析：引導學生明確實驗任務較為簡單明了，老師能依靠各種與學生息息相關的問題激發學生研究的興趣，幫助強化學生的研究任務。此階段的教學任務難點較少，易于克服。

2.簡單了解顯微鏡的結構與功能

老師出示顯微鏡：想不想了解一下顯微鏡？你知道顯微鏡是由哪些結構組成的嗎？（此時學生對顯微鏡眼熟，但未曾真正使用過，大都充滿研究的興趣，學習的興趣很濃。）

學生交流。

老師先將顯微鏡的物鏡、目鏡拆下，讓學生猜測各部分的功能，再通過展臺展示各零件的狀態，解說其中的工作原理，隨后在完整的顯微鏡上面演示反光鏡、粗準焦螺旋、細準焦螺旋、載物臺的操作方法。

分析：該階段的目標實現看似容易，老師通過圖片或拆裝零件讓學生了解顯微鏡的基本構成與各部件操作的方法，但在整個教授過程中，學生極易受觀察角度、觀察重點等影響，造成看似學習的假象。

（二）明確使用方法

1. 老師示范取鏡安放方法

一手握鏡臂，一手握鏡座。

2.老師演示對光過程

按住轉動轉換器，使低倍鏡正對通光孔，然后轉動反光鏡，直到目鏡看到圓形光屏（老師呈現圓形光屏）。

分析：熟悉顯微鏡操作的老師，明白尋找清晰的視野并不是立即成功的，而是要經歷一個由暗—較亮—亮的尋找過程。對小學生來說，他們缺乏尋找經驗，在意識上也沒有視野光亮的差別，致使在轉動反光鏡的同時用眼睛尋找圓形光屏，成為一個較難的過程。

3.放置切片標本

先將切片放置于載物臺上，輕輕轉動粗準焦螺旋，使物鏡前端接近切片。

分析：放置切片、調整鏡筒與切片距離這一系列動作較為直觀，學生很容易自己動作并及時進行修正。

4.進行觀察

通過反轉粗準焦螺旋與微調細準焦螺旋，使物像更為清晰。

分析：與對光過程相似，清晰的物像并非輕易可得到。在反復調整切片、尋找到觀察目標的同時，需要學生分辨模糊、較模糊、較清晰、清晰的大概差別，再次微調細準焦螺旋，最終獲得清晰物像。老師大都出示清晰物像作為學生的操作目標，這一方法恰恰提高了學生的操作難度，致使實驗任務失敗。

5.收鏡

分析：收鏡階段是把顯微鏡恢復到之前的狀態，對學生來說不僅易于理解，而且操作也較為簡單。

（三）學生交流觀察結果

通過以上的分析，我們不難發現，運用常規教學手段指導學生使用顯微鏡，最大的缺陷在于：在老師對光與尋找物像的講解中，學生不能感受操作對應的效果;在獨立操作中，大多數小學生不能按部就班地操作，最終不能完成實驗任務。此時，老師可能會采用一一輔導、以優扶差等方法糾正學生的錯誤做法，而此時課堂已經陷入低效的境地。

二、運用“NOBOOK”虛擬實驗室輔助教學模式

在原有的授課基礎上，借助模擬實驗室中提供的“認識顯微鏡”與“顯微鏡的使用”兩個主題，引導學生認識顯微鏡的基本結構與詳細的使用方法。

（一）用顯微鏡3D模型代替實物，使學習真實更有效

相比之下，3D模型更為清楚、純粹，不僅能幫助學生觀察其內部結構，利于提高學生對顯微鏡基本工作原理的認識，還可以放大縮小，使學生清晰認識各零件。學生借助虛擬實驗室對工具有了客觀的認識，也為此后的正確操作打下了基礎。

（二）學生利用該系統中的“練習使用”板塊反復操作

1.老師按照該板塊提供的實驗步驟，在3D環境下進行操作與對應效果演示

幫助學生建立“亮的光圈”“清晰的物像”這兩個概念，并掌握完成任務的具體操作動作與順序。

（1）左右滑動轉換器，將低倍物鏡轉到鏡筒下

（2）旋轉反光鏡，直到看到亮的光圈

老師操作反光鏡時，虛擬實驗室即時展示目鏡所見視野，便于學生判斷視野是否明亮，從而判斷動作是否有效。

（3）旋轉準焦螺旋，將鏡筒抬到指定高度，抬起壓片夾，將載玻片放在載物臺上

（4）旋轉準焦螺旋，降低鏡筒，調整至看清標本

（5）左右移動載玻片，觀察標本

2.在老師演示基礎上，學生借助虛擬實驗室操作顯微鏡

在這一系列清晰、規范的實驗步驟指導下，學生借助“智慧教育”平臺客戶端，熟悉流程，親自操作。在正確與失誤之中反省、總結，為之后的實物操作獲得操作經驗。

三、結語

總之，結合實驗操作實際，老師靈活運用虛擬實驗室，以引導學生高效掌握操作步驟為目標，以“即時反映操作效果”為虛擬設計理念，幫助學生在動手操作之前，清楚實驗步驟，探清操作者操作動作與對應的實驗效果。由于學生在該過程獲得大量有利于動手實踐的經驗，從而極大地降低了學習難度，提高了課堂教學效果，使實驗教學簡單、有趣。