仿真交互式課件在小學(xué)科學(xué)中的運(yùn)用
——以鐵生銹了為例

王亞敏 夏嘉陽 曾夢(mèng)濤 黃一峰

（1.長沙師范學(xué)院初等教育學(xué)院，湖南 長沙 410100；2.湖南省教育科學(xué)研究院，湖南 長沙 410005）

1 問題的提出

六年級(jí)的學(xué)生對(duì)于物質(zhì)的變化有了一定了解。 在老師的引導(dǎo)下，他們具有提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。 教科版在六年級(jí)下冊(cè)《物質(zhì)的變化》單元《鐵生銹了》一課，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、進(jìn)行預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)，記錄觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，區(qū)分物質(zhì)的變化是屬于化學(xué)變化還是物理變化。 實(shí)際教學(xué)中卻存在各種因素限制， 諸如設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)有一定的難度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以在課堂上呈現(xiàn)， 需要學(xué)生課后繼續(xù)探究、實(shí)驗(yàn)完成率和效果得不到有效保障、學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)具有危險(xiǎn)性等[1]。 若能結(jié)合仿真交互式課件，讓學(xué)生自行模擬操作， 直觀感受實(shí)驗(yàn)操作流程的嚴(yán)謹(jǐn)性，可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)有更好的理解，更加輕松地掌握科學(xué)知識(shí)。 此外，仿真交互式課件可以縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間， 在課堂上實(shí)現(xiàn)學(xué)生和課件之間的有效互動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)規(guī)范化操作，幫助學(xué)生建立完整的科學(xué)知識(shí)體系，培養(yǎng)孩子科學(xué)探究的興趣，讓學(xué)生能有意愿，有能力更多的嘗試和親歷探究實(shí)驗(yàn)。

2 仿真交互式課件在《鐵生銹了》中的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的開展過程。 學(xué)生在課堂上大膽提出自己的猜想：空氣、水分會(huì)對(duì)鐵生銹產(chǎn)生影響。到底是什么因素影響著鐵生銹呢？ 教師引導(dǎo)學(xué)生思考應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，思考實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備哪些材料呢？通過仿真交互式課件將其實(shí)現(xiàn)（圖1）。

圖1 鐵生銹了仿真交互式課件界面

仿真交互式課件除展示探究鐵釘生銹了的影響因素之外，還設(shè)置了錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。 在課堂實(shí)驗(yàn)過程中，很多學(xué)生會(huì)直接將鐵釘放入試管中，這樣的操作很容易將試管扎破，還可能誤傷學(xué)生。 所以在鐵生銹了仿真課件中設(shè)置了用鐵釘扎破試管、試管破碎的聲音以及現(xiàn)象等錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生避免出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，從而使實(shí)驗(yàn)更加安全。

學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)探究之前，通過操作仿真交互式課件，熟悉實(shí)驗(yàn)操作流程。 首先讓學(xué)生依照自己的想法撰寫實(shí)驗(yàn)計(jì)劃；其次，利用仿真交互式課件完成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃；最后，修改和完善實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。 在探究鐵生銹的影響因素時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件控制實(shí)驗(yàn)變量。 通過仿真交互式課件，可以探究水和空氣對(duì)鐵釘生銹的影響，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論（見圖2）。

圖2 探究影響鐵釘生銹的因素

在傳統(tǒng)課堂中，探究水和空氣對(duì)鐵釘生銹的影響時(shí)，需要將煮沸冷卻的水倒入試管1 中，沒過鐵釘?shù)囊话搿?在探究空氣對(duì)鐵釘生銹的影響時(shí)，將煮沸冷卻的水倒入試管2 中（水要沒過鐵釘）以油密封。 在探究水對(duì)鐵釘生銹的影響時(shí)，保持試管本身干燥并堵住試管，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入，而這三種情況都需要靜置一周后觀察鐵釘?shù)那闆r。 學(xué)生很難在課堂中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

通過科學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)課件，探究影響鐵釘生銹的原因，三只試管分別代表不同的因素對(duì)鐵釘生銹實(shí)驗(yàn)的影響。 探究空氣對(duì)鐵釘生銹的影響，將蒸餾水倒入試管2 中，以油密封。 探究水對(duì)鐵釘生銹的影響，試管烘干，里面放些許干燥劑，用棉花堵住，瓶口用塞子堵住。 第一組作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)。 通過科學(xué)仿真交互式課件能夠極大地縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率，能將長期緩慢地變化在短短的40 分鐘課堂時(shí)間內(nèi)展現(xiàn)出來。

圖3 可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過仿真交互式課件的操作之后，學(xué)生可以了解可能會(huì)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究欲望與學(xué)習(xí)興趣。 通過仿真交互式課件的操作，學(xué)生了解了鐵銹這種新物質(zhì)，哪些環(huán)境更容易出現(xiàn)生銹現(xiàn)象。 交互式課件在小學(xué)課程中的應(yīng)用，縮短教學(xué)時(shí)間，把更多的課堂主體地位還給學(xué)生，提高學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)效率， 這不僅能滿足教師的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要，更能對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)得到更好的效果。

3 仿真交互式課件的優(yōu)點(diǎn)

3.1 有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究興趣

在仿真交互式課件的幫助下，有利于教師提高課堂效率，讓學(xué)生在課堂上了解更多的科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣。 在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，通過仿真交互式課件可以讓學(xué)生在課堂上多次嘗試修改自己設(shè)計(jì)方案，對(duì)于有難度的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行體驗(yàn)式操作。 通過動(dòng)手操作學(xué)生對(duì)影響鐵釘生銹的因素會(huì)有更深刻和全面的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)于如何設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)、如何控制變量也會(huì)有更深入的思考。

3.2 有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

仿真交互式課件可以以學(xué)生為主體，讓學(xué)生自主探索、設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)的變量，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 在這一過程中， 可以充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，讓學(xué)生不僅了解鐵釘生銹的影響因素，也使學(xué)生掌握發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、記錄觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。 通過培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

3.3 有利于提高課堂教學(xué)效率和學(xué)生課后實(shí)驗(yàn)完成率

小學(xué)生課堂注意力持續(xù)時(shí)間較短。 如果純知識(shí)理論類的學(xué)習(xí)，這一時(shí)間還會(huì)縮短。 在傳統(tǒng)的教學(xué)形式中由于種種因素的限制， 學(xué)生很難親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，課堂教學(xué)效率得不到保障。 通過仿真交互式課件在課堂中進(jìn)行了體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)，寓教于樂，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的效率得到了有效提高。 學(xué)生通過仿真交互式實(shí)驗(yàn)，可以充分地認(rèn)識(shí)如何進(jìn)行控制變量的實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生通過參與仿真交互課件互動(dòng)， 對(duì)實(shí)驗(yàn)有了充分的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)參與動(dòng)手探究實(shí)驗(yàn)的興趣更為濃厚。 縮減了教師課堂教學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究時(shí)間，提高了學(xué)生對(duì)于課后的探索鐵釘生銹的影響因素的實(shí)驗(yàn)完成率。

4 結(jié)語

在教學(xué)客觀條件的限制下，有些實(shí)驗(yàn)受限于各種因素，如：在課堂時(shí)間內(nèi)無法完成的實(shí)驗(yàn)、危險(xiǎn)系數(shù)較大的實(shí)驗(yàn)，仿真交互式課件通過有效的信息技術(shù)手段幫助孩子更好地理解知識(shí)。 在保證了實(shí)驗(yàn)儀器的逼真性的同時(shí)，也呈現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)材料的多樣性，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)。 此外，仿真交互式課件既可以培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和探究欲，提升學(xué)生探究能力，保證學(xué)生研究成果，也能大大減輕教師的負(fù)擔(dān)。