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虚拟实验:我是种子技术员

2007-12-29吴向东

中国信息技术教育 2007年9期

  编者按: 虚拟实验仅仅是把实验虚拟化了在电脑上做吗?显然,这只是其表,更重要的是定量研究的一些思想方法的潜移默化的教育。定量研究是科学研究的基本方法和标志,虚拟实验可以在这方面给学生带来高效率的训练。请看华南师范大学附属小学的吴向东老师是怎么做的吧。
  
  出差去上海之前的一天,学校就通知我,回来后有香港的老师要听我的课。原本打算上节普通的实验课就算了,可学习回来后,却不自觉地萌发了使用在上海就深深吸引着我的网络互动课件“种子发芽”来上节科学课的念头。广东省广州市天河区教研室的容梅老师提醒我,这个插件虽好,但内容难度大,可能很难在小学实施。由于自己太想用着试试了,还是决定把这节课上着“玩玩”,但必须把操作难度和内容难度降低,降到小学生能接受的程度。
  记得当我第一次看到蒋鸣和教授提供的“种子发芽”和其他许多网络互动课件时,有种眼前一亮、豁然开朗的感觉。那一直缠绕在我脑海中的问题——科学课程缺乏定量研究,在这里总算是找到了希望。科学的基础是数学,科学研究是离不开数学的,定量研究的方法是科学研究中最普遍的方法,小学科学教育虽然是科学启蒙性质的,但科学研究的这个特点还是要强烈地体现出来的。
  另外,实验设计始终是科学教育的软肋。记得多年前的一次评课中,我指出老师没有好好地去指导学生控制实验变量,当时广西师范大学的罗星凯教授也在场,他认为这个问题的确很复杂,成年人做这样的实验,也不能很好地处理好实验变量的控制问题,何况小学生。而“种子发芽”这个课件,不仅仅是在让学生研究种子发芽,更重要的是在让学生领会实验设计中变量控制的思想方法。
  基本的教学设计出来后,我请孙颖这位小学数学教研员从数学课的角度来给我把把脉,提提修改意见。孙老师认为非常可行,并帮助我分析了学生对相关数学知识的掌握状况,她对数学在其他学科的应用方面也颇感兴趣。孙老师的肯定和她所提出的一些修改建议使我信心大增。
  上完公开课后,与香港教育学院科学教育系师生们进行了热烈的讨论和交流。在交流的过程中我了解到,像这样的实验设计的训练在大学都很少(后来华南师大教育技术专业的一位研究生也是这样说),但这节课却使听课师生看到,由于虚拟实验课件的引入,使不可能在小学出现的教学内容出现了,而且确实起到了实验设计思想的启蒙教育的作用。由于是全定量的研究,对学生的影响也是潜移默化的。
  这节课并没有在一人一机的电脑机房上课,只是在电脑投影上与学生边讨论边实验,这样的技术条件很多学校都具备,是比较适合推广的。
  现在回忆起来还是让我很兴奋,因为我看到了信息化给科学教育带来的质变!
  
  课前准备:
  (1)华氏温度与摄氏温度之间的换算方法。
  (2)求平均数的方法。
  情境:
  一位农民想从三种经济价值高的种子中选择一种