數字化技術使實驗教學更加有趣有效

朱改敬

〔摘? ? 要〕? 小學科學是小學階段的一門基礎學科，主要研究自然界物質的結構、性質、變化規律，是一門以實驗為基礎的自然科學。但是，傳統教學中實驗教學的方式比較單一，學生在動手做實驗時往往容易產生困惑，甚至有的學生不理解實驗現象產生的原因，不能真正掌握實驗原理。基于此，結合教科版教材內容，本文對小學科學實驗教學中數字化技術應用的影響、優勢以及方法進行分析探討。

〔關鍵詞〕? 小學科學；數字化技術；實驗教學

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 03? ? 046-048

小學科學是一門以實驗為基礎的自然科學，它既是一門非常重要的科學，也是小學生科學學習的一部分。小學階段是學生身心發展的重要階段，對學生各方面能力和素養的培養至關重要。而小學科學學科具有較強的實踐性、理論性和抽象性，對小學科學教師來說，其教學難度較大，這就要求教師在教學過程中必須充分發揮主觀能動性，運用多種教學方法和手段，促進學生學習能力的培養。數字化教育技術是一種以計算機、多媒體技術為基礎，以現代信息技術為手段，運用現代信息技術對傳統教學內容進行加工、重組和創新而形成的新型教學模式。作為一種新興教育技術手段，其在小學科學課堂上的應用，能夠有效提高教學效率和質量。

一、數字化技術對小學科學實驗教學的影響

（一）提供更豐富的資源和實驗教具

數字化實驗平臺為實驗提供了豐富的資源和實驗教具，教師可根據學生年齡特點、學習基礎、學習興趣等設計有趣的實驗，使學生在參與實驗的過程中了解實驗原理，培養學生科學探究能力。例如，在進行“電”的探究中，教師可以提供手機、手電筒、小燈泡等各種實物或仿真電子產品作為學生用以探究觀察電產生的現象；還可以利用虛擬現實技術，讓學生在虛擬環境中通過感官認識到電是什么。

（二）增加互動和參與度

傳統教學中，教師往往通過自己的講解和演示，讓學生被動地接受知識，缺乏師生之間、生生之間的互動交流。數字化教育技術的發展讓課堂不再是單向傳授知識的場所，而是一個充滿互動與合作的學習環境。通過引入互動性，使學生在與教師的交流中更積極地參與學習過程。通過使用電子白板、在線教學平臺和多媒體教具等工具，教師可以呈現生動有趣的教學內容，激發學生的學習興趣。同時，學生可以通過電子設備參與課堂互動，回答問題、提出疑問、參與小組討論，從而加深對知識的理解和應用。

二、數字化技術在小學科學實驗中的教學優勢

（一）提高學生學習興趣和動機

興趣是最好的老師，興趣是學生學習的動力。在小學科學實驗教學中，利用數字化技術可以激發學生學習科學實驗的興趣，讓學生在輕松愉快的氛圍中了解更多關于自然、生命、科學知識。利用數字化教育技術可以讓實驗教學更加生動形象，學生能夠有更多機會了解和感受實驗過程中產生的現象和科學原理。

（二）提升實驗教學效果

小學科學教學中，實驗教學是其重要組成部分，是學生掌握知識的基礎和前提。在傳統的實驗教學中，教師一般采用演示的方式開展實驗，讓學生直觀地觀察和體驗實驗現象，但由于時間和空間限制，這種演示的方式效果并不是很好。所以，在小學科學實驗教學中，要充分利用數字化技術輔助實驗教學。

教師可以借助多媒體課件或網絡資源開展教學，讓學生通過網絡在線觀看視頻、圖片等，從而彌補實驗教學中無法觀察到的現象；借助數字化技術可以實現對實驗過程的動態呈現，讓學生可以通過線上交流與互動來探討不同實驗方法的優劣、探究過程中所需要注意的問題等；利用數字化技術開展科學實驗教學還可以打破時空限制，讓學生通過網絡在線學習相關科學知識和技能。

（三）培養學生實驗設計和科學探究能力

小學科學是一門以實驗為基礎的自然科學，小學科學教學中實驗教學是核心內容，也是主要任務。在實驗教學中，要特別注重培養學生的實驗設計和科學探究能力。通過數字化教育技術，可以幫助學生更好地進行實驗設計，有利于提升學生的探究能力。

三、數字化技術在小學科學實驗教學中的運用

（一）培訓教師的技術能力

1.具備數字技術的使用能力

新課標要求教師要熟悉教材內容，并能夠靈活地、創造性地使用教材，充分發揮教材的價值。結合教科版教材內容和小學科學教學現狀，教師要學會借助數字化教育技術手段進行教學設計，實現教師與學生之間的互動交流。例如：在《沉與浮》一課中，教師可以通過數字化技術將沉與浮進行可視化展示，使學生直觀了解沉與浮的具體情況。在小學科學教學中借助數字化技術，讓學生動手實驗，既能幫助學生理解實驗原理，又能激發學生對科學知識的學習興趣。再如：在《光的反射》一課中，教師可以通過數字化技術將光的反射過程進行可視化呈現，讓學生了解光反射的原理，對這部分知識有個較好的掌握。

2.轉變傳統教學方式和理念

科學實驗教學是小學科學教學的重要組成部分，不僅可以加深學生對知識的理解，而且可以提高學生的動手能力和思維能力。傳統的小學科學教學模式比較單一，教師在課堂上通常會講授相關實驗知識，讓學生有針對性地進行實驗，但是，忽略了學生的主觀能動性和創造性。隨著信息化教學方式和數字化教學設備的普及，教師可以運用多媒體設備和數字化教學設備，幫助學生突破傳統教學中實驗教學的局限性，同時可以將抽象的概念形象化、生動化。例如，在講解“靜電”這一概念時，可以通過多媒體設備讓學生觀看動畫視頻，幫助學生理解靜電是怎樣產生的。通過多媒體設備將抽象的概念形象化、生動化，既可以調動學生學習興趣，又可以幫助學生加深對“靜電”這一概念的理解。因此，在小學科學實驗教學中應用數字化教育技術手段能有效提高教學質量和效率。

（二）解決設備和資源不足的問題

1.數字化教學設備和資源的投入

隨著網絡技術的發展，數字化教育技術手段逐漸應用到小學科學教學中，利用數字化教育技術手段對小學科學實驗進行創新，能夠有效地激發學生學習興趣，提高學生自主探究能力，培養學生的創新思維。在小學科學實驗教學中運用數字化教育技術手段，能夠將傳統教學模式和數字化教育技術有機結合起來，豐富實驗教學內容、創新實驗教學方法、拓寬學生思維和視野。同時，還可以有效地降低實驗教學的成本，提高實驗教學效率。因此，學校要加大對數字化教育技術設備和資源的投入力度，通過數字化教育技術手段為小學科學實驗教學提供物質保障。

2.保障學校設備和網絡的良好運營

小學科學教學中，要保障設備和網絡的良好運營，不僅需要學校建立健全完善的實驗室設備管理制度，加強實驗教師培訓，提高實驗教師的實驗技能；同時還需要學校和實驗室配備專門的實驗管理員，明確職責任務，保障學校各項實驗工作正常有序開展。

實驗室要根據科學學科教學大綱、教材和教參要求，結合學生的實際情況，確定實驗項目、內容、時間、方法及安全措施等。在進行教學準備時，應將實驗項目、內容、時間安排及安全措施等內容提前通知給學生。實驗室要設立專門的儀器保管室和儀器存放柜。儀器保管室應安排專人負責，嚴格按照操作規程保管和使用各種儀器。儀器存放柜應設置在安全方便的地方。存放設備時，應將存放柜按性質和使用用途分類存放。存放設備時應注意：嚴禁用手直接觸摸儀器表面；禁止將易碎、易潮的儀器放在容易磕碰到的地方；嚴禁將化學試劑等易燃易爆物品放入儀器中；嚴禁使用明火和帶電設備直接接觸儀器；實驗結束后，必須在指定位置放置好實驗臺并鎖好門窗。

（三）教師和學生隱私和安全的保護

1.建立合理的隱私保護機制

教師在小學科學實驗教學中需要制定合理的隱私保護機制，將學生的個人信息、身體情況、心理狀態等信息進行合理保護，以免學生在實驗過程中出現意外，導致身體出現損傷或者心理出現障礙等。

就隱私保護機制的建立來看，學校和教師應制定明確的隱私保護政策，明確規定保護學生隱私的權利和義務，以及實驗數據的使用和存儲權限；在實驗過程中，教師應識別和了解可能涉及學生個人信息的情況，例如學生姓名、家庭住址等，避免收集、使用或儲存這些敏感信息；在收集學生實驗數據或錄制實驗過程時，應要求學生及其家長簽署知情同意書，明確說明數據的用途、存儲方式和保密措施，并給予學生和家長選擇是否參與或同意共享等權利；在共享實驗數據或展示實驗成果時，應采用匿名化處理方法，刪除或隱藏學生個人身份信息，確保學生的隱私得到保護；對于電子記錄的實驗數據，應采取安全的存儲和備份措施，確保數據不被未授權的人訪問、修改或刪除。

2.學生個人信息和數據采集的安全性

在數字化技術的幫助下，學生實驗過程中的個人信息和數據采集更加安全。在進行科學實驗的過程中，教師可以通過在手機或電腦上安裝軟件，實現對學生的個人信息進行查看、編輯、保存、刪除等操作。例如，教師可以對學生的姓名、性別、生日等信息進行查看，并編輯修改后保存。教師還可以查看學生的健康狀態、運動狀況等相關信息，方便教師掌握學生的身體狀況。在實驗結束后，教師還可以通過手機或者電腦軟件對學生的實驗數據進行分析。例如，教師可以根據學生對科學實驗結果的分析，判斷出學生對某一種實驗方法是否存在錯誤使用或者存在錯誤理解。此外，教師還可以根據學生個人信息和數據采集情況，及時了解學生在課堂上出現的問題和疑惑，及時幫助學生解決問題。

數字化教育技術的應用，對小學科學實驗教學具有重要意義，不僅可以使實驗教學更加生動有趣，也可以使實驗教學更加真實有效。數字化教育技術可以為實驗教學提供全方位支持和服務，既能幫助教師制作各種演示課件，還能對實驗過程進行全程監控。在數字化教育技術支持下的小學科學實驗教學可以有效彌補傳統教學中存在的不足和問題，提高教學質量和效率。隨著我國數字化教育技術的不斷發展與應用，小學科學實驗教學也在不斷創新與發展。我們要積極探索小學科學實驗教學創新路徑和方法，充分利用數字化教育技術為小學科學實驗教學服務，為培養學生科學素養、提高科學教育質量提供更好的支持。

參考文獻

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