讓科學(xué)實驗教學(xué)插上信息技術(shù)的翅膀

浙江省余姚市子陵中學(xué)教育集團(tuán)世南校區(qū) 朱姚芳

初中科學(xué)實驗教學(xué)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和學(xué)習(xí)品質(zhì)，還能夠豐富學(xué)生的知識儲存，擴(kuò)寬他們的眼界，提高他們的知識水平素養(yǎng)。近年來，隨著教育改革的不斷深入，信息化技術(shù)不斷發(fā)展，學(xué)校對初中生的要求越來越高，初中生所接觸的知識范圍也越來越廣，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足初中生的思維成長，不能夠有效的幫助初中生在學(xué)習(xí)中取得良好的學(xué)習(xí)效果。基于此，教師需要根據(jù)科學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)來構(gòu)建創(chuàng)新課堂。因此在信息技術(shù)的環(huán)境下，教師要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和成長特點(diǎn)創(chuàng)新實驗教學(xué)，讓學(xué)生在實踐操作和合作探索的過程中提升創(chuàng)新意識，通過與信息技術(shù)的整合構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

一、信息技術(shù)能彌補(bǔ)科學(xué)實驗教學(xué)之短板

初中科學(xué)教學(xué)本身就是一門具有創(chuàng)新性的學(xué)科，所以需要通過創(chuàng)新實驗教學(xué)的方式來幫助學(xué)生更加深入地了解科學(xué)知識，掌握科學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，讓其可以通過日常生活的觀察和實踐發(fā)現(xiàn)更多的未知知識，促進(jìn)其深入探索和研究，讓其意識到科學(xué)這一門學(xué)科的魅力，從而提起他們對科學(xué)的興趣和求知欲，進(jìn)而提升初中生的綜合能力。而信息技術(shù)的利用可以豐富學(xué)生學(xué)習(xí)的方式，拓寬學(xué)生的知識視野，在利用信息技術(shù)資源的過程中能夠優(yōu)化教學(xué)模式以及實驗設(shè)計，提高學(xué)生的積極性和主動性，促使學(xué)生能夠全心全意的將注意力投入到課堂學(xué)習(xí)中。從而促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題并探討問題，形成科學(xué)的思維模式和知識系統(tǒng)，提高學(xué)生的思維能力和主動學(xué)習(xí)能力，以激發(fā)學(xué)生的思維，提升學(xué)習(xí)的能力。

信息技術(shù)可以構(gòu)建針對性的教學(xué)課堂，在創(chuàng)建實驗的過程中提高實驗真實性，通過引入仿真軟件、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等信息技術(shù)，不斷完善實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)反饋，從而優(yōu)化實驗教學(xué)方案，加強(qiáng)重難點(diǎn)知識的教學(xué)，進(jìn)而為學(xué)生構(gòu)建一個有效果的教學(xué)課堂。在初中科學(xué)教學(xué)中，有許多物理以及化學(xué)類的實驗無法用現(xiàn)實環(huán)境和工具來實施，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的理論知識不能有效地運(yùn)用到生活實踐中，而信息技術(shù)軟件可以解決這些問題，信息技術(shù)軟件可以提供更加充足的實驗器材，讓學(xué)生能夠在課堂中親自去利用實驗器材將理論知識運(yùn)用到實踐中，而且可以利用計算機(jī)系統(tǒng)和仿真軟件對實驗的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，按照實驗的需求構(gòu)建符合條件的實驗環(huán)境，提高實驗情境的真實性和準(zhǔn)確性，使學(xué)生所學(xué)的理論知識與生活實踐緊密的聯(lián)合到一起，充分的發(fā)揮信息技術(shù)的應(yīng)用價值，真正提高實驗教學(xué)的價值。

在科學(xué)實驗過程中，教師要為學(xué)生詳細(xì)的介紹實驗器材，了解實驗器材、觀察實驗現(xiàn)象是幫助學(xué)生明白實驗原理的重要過程，在實際實驗的過程中，可能有的實驗器材無法滿足實驗條件，或者在實驗過程中，難以準(zhǔn)確地記錄到實驗現(xiàn)象和變化，導(dǎo)致學(xué)習(xí)實驗的效果并不好。而利用信息技術(shù)時可以通過計算機(jī)系統(tǒng)來完成實驗設(shè)計和過程，學(xué)生可以對實驗過程中的任何環(huán)節(jié)進(jìn)行放大、暫停等操作，學(xué)生可以更加細(xì)致的對實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察，可以擁有充足的觀察和思考空間，所以能夠幫助學(xué)生更好地了解實驗的原理，保障了實驗的可視性，有利于提高學(xué)生的理解能力，提升學(xué)生的實踐能力和自主觀察能力。

二、信息技術(shù)在科學(xué)實驗中的應(yīng)用

1.信息技術(shù)在定量實驗中的應(yīng)用。

將信息技術(shù)融入到科學(xué)實驗教學(xué)課堂中，可以有效的將教材內(nèi)容與實踐進(jìn)行結(jié)合，使學(xué)生獲得更加準(zhǔn)確的實驗教學(xué)，教師還可以讓學(xué)生在課下自行運(yùn)用先進(jìn)的計算機(jī)軟件，讓學(xué)生將獲得的實驗數(shù)據(jù)以表格的形式呈現(xiàn)出來，進(jìn)而將實驗現(xiàn)象更直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生得出的科學(xué)結(jié)論更加準(zhǔn)確。例如，教師在為學(xué)生進(jìn)行《冷熱與溫度》這一課教學(xué)時，教師首先要讓學(xué)生課下自主對其進(jìn)行預(yù)習(xí)，在上課前給學(xué)生提出問題：“這杯熱水的溫度將會怎樣下降？”引發(fā)學(xué)生的猜想，讓學(xué)生大膽發(fā)表自己的想法，隨后可以在課堂中，選一位同學(xué)，進(jìn)一步的對水的溫度進(jìn)行測量并按時記錄測量的結(jié)果，最后可以讓學(xué)生說出自己從測量水的溫度中有什么新的發(fā)現(xiàn)。教師還要為學(xué)生留出討論的空間，讓學(xué)生利用計算機(jī)將數(shù)據(jù)以表格的形式呈現(xiàn)出來，并進(jìn)行交流與討論，進(jìn)一步的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手的操作能力，使其所學(xué)的科學(xué)知識能夠有效地運(yùn)用到生活實踐中，提高其實踐能力。將信息技術(shù)應(yīng)用到科學(xué)實驗教學(xué)中，可以顯著的提高實驗教學(xué)的效果。尤其是在定量實驗教學(xué)中，信息技術(shù)與實驗教學(xué)的融合，可以幫助學(xué)生獲得更加準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)，更能將實驗結(jié)論直觀的呈現(xiàn)給學(xué)生，方便學(xué)生理解，引導(dǎo)學(xué)生理性分析，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的科學(xué)思維。

2.信息技術(shù)在科學(xué)模擬實驗中的應(yīng)用。

科學(xué)是十分神秘的，它能夠充分地引起學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，在教師教學(xué)的過程中，教材中往往會有一些較難理解的科學(xué)知識和科學(xué)內(nèi)容，此時，教師就要充分的利用信息技術(shù)幫助學(xué)生對科學(xué)知識進(jìn)行理解與掌握，為學(xué)生豐富科學(xué)知識?？茖W(xué)教材中有很多受到時間與地點(diǎn)的限制的內(nèi)容，在傳統(tǒng)的教學(xué)課堂中，教師往往只是通過一味的講解教材內(nèi)容，讓學(xué)生對其進(jìn)行死記硬背，這種教學(xué)方法很難讓學(xué)生真正地掌握教材內(nèi)容，對科學(xué)知識也掌握的并不牢固，將信息技術(shù)應(yīng)用到科學(xué)模擬實驗中可以有效的幫助學(xué)生掌握教材內(nèi)容，使實驗更具有價值，提高學(xué)生的實踐能力，加強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)的興趣，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

三、信息技術(shù)能助推科學(xué)實驗教學(xué)之創(chuàng)新

1.用信息技術(shù)模擬探究環(huán)境，提高科學(xué)課堂的具體性。

在初中科學(xué)課本教材中，有一些學(xué)生比較陌生的知識，概念和定理也比較陌生，許多教材內(nèi)容的基礎(chǔ)知識比較復(fù)雜、抽象。如果采用死板灌輸式的教學(xué)模式，初中學(xué)生的學(xué)習(xí)效果降低，甚至?xí)茖W(xué)教學(xué)課堂產(chǎn)生抵觸心理，也不利于學(xué)生思維能力的提升。而且科學(xué)學(xué)科是一門探究性的學(xué)科，教學(xué)的目的不僅僅是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識概念性的知識，而是需要從學(xué)習(xí)知識的過程中促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行探索和思考，促進(jìn)學(xué)生實現(xiàn)主動學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生的實踐操作能力和主動思考能力，拓展學(xué)生的思維方式，拓寬他們的視野。所以在教學(xué)的過程中，一方面教師要加強(qiáng)知識概念教學(xué)的具體性，通過有效的引導(dǎo)方法將抽象的知識變得生動，利于記憶理解，讓學(xué)生樹立信心，為學(xué)生未來的科學(xué)學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。另一方面，教師要促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)理論知識進(jìn)行探索，使其通過深入地探究和理解來強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，鞏固基礎(chǔ)知識和理論概念，幫助學(xué)生在初中科學(xué)上建立強(qiáng)大的自信心，從而促使學(xué)生熱愛科學(xué)，真正的領(lǐng)悟到科學(xué)的魅力。

在信息技術(shù)環(huán)境下，教師就可以充分利用信息技術(shù)軟件去模擬一些抽象的現(xiàn)象和原理，將肉眼和感官無法覺察到的原理和動態(tài)用模擬環(huán)境展示出來，提高知識的具體性，豐富教學(xué)的內(nèi)容和形式，同時可以促進(jìn)學(xué)生思維不斷發(fā)展。比如在學(xué)習(xí)華師大版八年級下冊第五章《電與磁》時，學(xué)生需要理解電磁感應(yīng)、電流的磁效應(yīng)這些原理，由于《電與磁》所涉及的知識是看不見摸不到的，學(xué)生在生活中也對電與磁沒有一個清晰的認(rèn)識，因此，如果運(yùn)用傳統(tǒng)的物理教學(xué)方法去進(jìn)行教學(xué)，不利于學(xué)生進(jìn)行感性認(rèn)知，難以理解其中的奧妙，不能夠熟悉的掌握相關(guān)教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)的知識概念。教師可以用現(xiàn)代信息技術(shù)來模擬電流中磁效應(yīng)的動態(tài)變化，通過展示電與磁產(chǎn)生的關(guān)系和實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生充分理解電流作用下電磁產(chǎn)生的原理，并且可以模擬探究的全過程，讓學(xué)生可以通過觀察探究方式、結(jié)果等來提高學(xué)生的理解能力，同時也可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的思維和感知能力。

2.利用多媒體模擬演示情境，激發(fā)學(xué)生深入思考。

在初中科學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新中，教師需要通過構(gòu)建有效的問題去激發(fā)學(xué)生思考，在思考和探索的過程中引導(dǎo)學(xué)生用實驗去驗證，而不是毫無目的地投入實驗。在引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行實驗探索時，應(yīng)該讓學(xué)生明白其中的原理，讓學(xué)生可以真正了解實驗的本質(zhì)，理解實驗的目的，從而才能保證實驗的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。因此教師可以利用多媒體來構(gòu)建演示情境，通過演示實驗先加強(qiáng)學(xué)生的理解，將無法進(jìn)行實驗操作的內(nèi)容用多媒體展示出來，再啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行實驗創(chuàng)新和改進(jìn)，為學(xué)生構(gòu)建一個具有科學(xué)性、合理性的演示情境，進(jìn)而去激發(fā)學(xué)生深入的思考。

比如在學(xué)習(xí)華師大版八年級下冊第二章中《眼的成像原理 視力的矯正》時，教師可以利用多媒體工具展示眼球的具體結(jié)構(gòu)，通過不同顏色的標(biāo)注和對結(jié)構(gòu)的放大，讓學(xué)生能夠清楚地看到眼球結(jié)構(gòu)中的晶狀體、角膜等重要部分，讓學(xué)生能夠充分的了解眼球的內(nèi)部構(gòu)造。然后用信息軟件模擬完結(jié)物體反射來的光線經(jīng)過角膜、房水，由瞳孔進(jìn)入眼球內(nèi)部，再經(jīng)過晶狀體、玻璃體的折射作用，最后匯聚在視網(wǎng)膜上，形成物體的像。在這個過程中，通過信息技術(shù)軟件的模擬，能夠讓學(xué)生清楚地看到視網(wǎng)膜成像的過程。此時教師要趁熱打鐵的去向?qū)W生進(jìn)行提問：眼睛中的瞳孔有什么作用？視網(wǎng)膜有什么作用，相當(dāng)于什么？晶狀體和角膜組成了一個什么？接著教師可以給學(xué)生準(zhǔn)備一些平面鏡、凹凸鏡等工具，讓學(xué)生根據(jù)多媒體的展示情景來設(shè)計和模擬視物原理的實驗，幫助學(xué)生將所學(xué)的理論知識有效地運(yùn)用在實驗操作中，這樣不僅可以促進(jìn)學(xué)生探究意識的提升，還可以幫助其形成科學(xué)的思維模式，學(xué)生的實驗操作能力也能得到進(jìn)一步的提高。為其以后在科學(xué)的學(xué)習(xí)上奠定一定的思維基礎(chǔ)。

3.利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)實踐探索。

初中科學(xué)課程的教學(xué)不僅僅是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神和能力，更是為了讓學(xué)生通過對科學(xué)知識的學(xué)習(xí)去了解我們的生活、社會和自然，從而能夠樹立積極的生活觀念，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，幫助其樹立自然保護(hù)意識，提升初中生的綜合素養(yǎng)。因此在信息技術(shù)環(huán)境下，教師可以充分利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，拓寬他們的眼界，同時利用網(wǎng)絡(luò)資源和生活素材的整合，為學(xué)生提供生活中常見的一些自然環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注我們身邊的自然和水，拓寬科學(xué)教學(xué)的深度和廣度，打造具有意義的實踐探索活動。比如在學(xué)習(xí)華師大版七年級下冊第一章《水資源的利用和保護(hù)》之后，教師可以為學(xué)生播放一些有關(guān)自然水資源遭到破壞的視頻資料，然后組織學(xué)生對學(xué)校周邊的河流、水塘等自然環(huán)境資源進(jìn)行走訪，查閱相關(guān)的資料了解本地區(qū)水資源變化情況，讓學(xué)生對自己所生活的周邊環(huán)境有一個詳細(xì)的了解。在引領(lǐng)學(xué)生對生活周邊自然進(jìn)行調(diào)查的過程中，教師要鼓勵學(xué)生利用所學(xué)的科學(xué)知識去解決相關(guān)問題，同時還可以將保護(hù)水資源的問題延伸到整個環(huán)境問題的探討中，比如如何緩解水污染的情況，如何消減空氣污染，如何對保護(hù)水資源進(jìn)行有效的宣傳，如何降低能源的損耗等，潛移默化的為學(xué)生灌輸保護(hù)環(huán)境的思想，讓其意識到保護(hù)環(huán)境的重要性。一方面提高學(xué)生對自然的保護(hù)意識，加強(qiáng)他們的環(huán)境意識，從而培養(yǎng)他們的科學(xué)品質(zhì)。另一方面也能夠幫助學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)學(xué)習(xí)的重要性，幫助其從科學(xué)的角度了解自然保護(hù)的重要意義，提升學(xué)生的責(zé)任感，培養(yǎng)社會責(zé)任感。

4.信息技術(shù)讓科學(xué)知識動態(tài)化。

學(xué)生具有較強(qiáng)的好奇心，對許多自然科學(xué)都比較感興趣，因此，教師在教學(xué)的過程中要緊抓學(xué)生的年齡特點(diǎn)，牢牢地抓住學(xué)生的興趣愛好，盡可能讓教材的內(nèi)容變得更加生動起來，讓學(xué)生從主動的學(xué)習(xí)變?yōu)楸粍拥膶W(xué)習(xí)，信息技術(shù)可以有效的使科學(xué)知識更加動態(tài)化，使學(xué)生對其更加的感興趣。例如，教師在為學(xué)生介紹水資源的時候，可以利用多媒體為其尋找一些資料，并根據(jù)學(xué)生的年齡階段設(shè)計課堂問答，教師在學(xué)生觀看，隨時可以提出問題：“水是怎樣變化的？”并讓學(xué)生自由回答，大膽發(fā)表其觀點(diǎn)，教師再給出學(xué)生正確的答案，一步一步引導(dǎo)學(xué)生走入課堂，將注意力集中到課堂的學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生從以往被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)生對科學(xué)的興趣，提高科學(xué)課堂教學(xué)效率。

綜上所述，在信息技術(shù)環(huán)境下，初中科學(xué)教學(xué)具有眾多優(yōu)勢，要想在初中科學(xué)教學(xué)中有效地運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，教師首先需要樹立明確的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合教材的內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，發(fā)揮信息技術(shù)軟件的各方面優(yōu)勢，創(chuàng)新課堂活動和實驗課程，幫助學(xué)生深入了解更多的科學(xué)知識，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。