基于信息技术的小学科学实验教学的探究

王云丽 程 辉

(1 广东省中山市东升镇东方小学，广东中山 528414；2 广东省中山市丽景学校，广东中山 528414)

在信息技术迅猛发展与日益普及的大环境下，如何将信息技术和学科课程进行有效融合成为教育界关注的新热点。尤其是在新课改的指令枪打响后，众多学校开始了“信息技术进课堂”的实验与探索，在小学科学实验课方面，利用信息技术改革课堂教学也取得了一定成效。但令人遗憾的是，小学科学实验课仍旧停留在CAI课件辅助阶段，而教师在促进现代信息技术改革实验教学中的作用也未受到足够重视。因此，进一步探索和加强现代信息技术与实验教学的融合势在必行。

一、信息技术支持小学科学实验教学的必要性

科学实验教学是小学阶段科学教学的重要组成部分，是科学探究的主要过程，其能够有效培养学生的观察能力、动手实践能力、创新思维、探索精神等综合素质，对于发展小学生的科学素养有重要的意义。但目前小学科学实验教学存有诸多难题。首先，科学实验的外在依存性大，需要外在时空环境、实验仪器与设备等的全力配合，当某一条件或某些条件不具备时，实验可能无法按要求进行；其次，有的实验视场窄小，可见度低，影响学生的观察，这对以6—12 岁具体形象思维明显的学生为教学对象的小学科学课堂来说，是一大挑战；再次，实验多高难度、低趣味，实际上难度和趣味程度也是考量实验质量的重要标准，否则实验会沦为表面热闹实则机械的动手操作，失去激发学生科学探究能力的作用；最后，有些实验因为危险系数大根本无法实物呈现。这些实验教学的难题都会引发学生学习效率低、能力训练不足等问题。

随着现代科技的发展，信息技术开始走进小学科学实验课堂，它集文字、声音、图形、动画、视频于一体，动感十足、交互性强，弥补了传统教学方式的直观性、立体感和动态感不足的现状。小学实验教学与信息技术的有机融合使得教学形式趋于多样化，不再拘泥于书本和刻板实验，促进了教学的优化，不仅有利于学生对知识的掌握，也有利于学生实验探究能力的提高。可以说，信息技术、信息资源和课程有机结合，既为学生搭建了一个新的学习平台，也是教师实验教学的得力助手。

二、小学科学实验教学的新要求

实验作为科学教学的中心环节和最基本的组织形式，其主要功能是实现知识的传递与建构、学生情感的培养。而知识的建构过程总体上遵循由外向内的演进路线，在科学实验的课堂教学中表现为，学生通过观察、模仿、体验等方式获取教师呈现出的经验、技巧，并融合自身的特点，形成个性化的经验与技巧。信息技术在实验课堂的应用中正好为这种以“学”为中心的教学模式提供了的条件，但是，信息技术与科学实验教学绝不是简单的叠加，也不仅仅是工具或技术手段层面的应用，而是要将信息技术与科学教学有机地融为一体，以达到教学系统的最优化。

这一过程首先要求教师的行为具有可见性，即能被学生察觉到，在信息技术的选择上应体现这一原则，采纳最利于学生观察的实验策略；第二，教师的演示应当具有真实性和规范性，科学课不仅以传递科学知识和科学经验为使命，还承担培养学生科学素养的责任，这些目标的实现有赖于实验演示的情景性和人文性；第三，教师的课堂演示还需具备直观性，直观的实验演示不仅有利于学生对实验进行细致观察，还有利于对实验进行操作模仿。这点在小学科学课堂中显得尤为重要，小学生处于具象思维阶段，加上年龄小、操作能力弱等原因，如果实验不具直观性，实验中的细节就容易被学生忽略，学生也难以对实验进行深度思考；第四，实验演示如具备趣味性和可触摸性等特点，能增强实验对学生的刺激度，有利于增进学生对实验的观察和模仿兴趣。

三、小学科学实验教学的策略

1.运用视频动画创设情境

在科学实验教学中，教师要根据学生的年龄和心理特点，突出教学内容的趣味性，充分利用信息技术中的视频动画技术创设出激发学生学习兴趣的情境，引导学生去观察、探究。如在教授五年级下册《地球》一课时，为激发学生兴趣，笔者在开课伊始便播放视频“海边归帆”，并提问：为什么总是先看到船的桅杆顶部，再逐渐看到船的上半部，最后才看到船的全部？学生一下子被视频和问题吸引，纷纷讨论。笔者顺势组织学生用地球仪和小船模型做模拟实验，学生顿时兴趣盎然，认真投入实验探究中。总之，趣味性的视频动画能变普通为神奇，利用视觉和听觉刺激来调动学生的积极性，激发学生的观察兴趣，从而优化教学效果。

2.运用实物展台示范操作

运用实物展示台提高实验演示的可见度，让每一个学生都能看到和看清楚所演示的实验。按照课标要求，教师在教授《电路的连接》一课时应用实验演示串联和并联电路。但在实验过程中，教师在讲台的示范，很难让所有学生都能从不同角度进行观察。此时，引用电教媒体中的实物投影，将教师的示范投影在大屏幕上，无论学生坐在哪个位置都能清晰地观察到实验过程，进而掌握实验要领和操作规范。可以说，实物投影仪的出现在很大程度上优化了实验教学，将实验观察中的不可能变成可能。

3.运用多媒体课件演示

利用PPT、CAI 或Flash 等多媒体演示课件的暂停、回放等功能，减少实验演示速度或增加实验演示次数。如四年级下册《小孔成像》这一实验，实体操作和演示速度较快，学生来不及思考其中缘由实验就已经结束，实验效果不理想。为解决这一问题，笔者借用信息技术中的Flash 动画对之加以演示，通过视频的暂停和回放，让学生观看操作步骤和细节，避免因观察不细致而产生误解。这种教学方式让学生的认识具体化、形象化，增强了实验的规范性，教师讲起来轻松，学生学起来也容易。

4.运用交互式电子白板搭建展示平台

综合运用电子白板计算机界面、网页上和光盘播放界面上的标注、画图、手动控制等操作，将知识的形成过程直观呈现。在五年级下册《白天与黑夜》的授课过程中，学生对于“昼夜交替”现象的产生难以理解。笔者借助电子白板对昼夜交替现象进行模拟，让学生在课堂上就能观察到一天中的昼夜更迭。同时，笔者运用电子白板的标注、探照镜、拉幕等功能将不同颜色的小人标在地球仪上，方便学生辨别地球仪上的方向，进而找到地球自转的方向。电子白板具有黑板和多媒体课件的优点，已经成为现代化教学体系中不可或缺的一员。利用交互式电子白板，不仅可以展示一些在实验教学中不常接触或危险的物体，还可以通过师生在白板上的亲自操作增强学习趣味性以及学习过程的可视化。这些手段及功能的运用既能吸引学生的注意力，引发思考，又降低了观察难度和实验危险程度，方便学生理解和掌握科学知识。

5.运用应用软件统计实验数据

借用统计软件记录和整理实验数据，便于更高效地分析和发现数据中的规律，检验并发现实验中的问题。例如在四年级上册第四单元第3 课《测量呼吸和心跳》的讲授中，笔者组织学生测量并收集“安静状态下”、“运动结束时”和“休息一会儿后”的每分钟心跳次数和呼吸次数。在此基础上对记录于统计表中的数据进行分析和整理，以条形统计图和折线统计图为分析工具厘清心跳和呼吸的规律。电脑软件EXCEL 的介入，为学生绘制统计图提供了很大的便利，避免了手绘不精准和耗时耗力的问题，同时，EXCEL 自动生成的图表形象地表现了呼吸和心跳的规律。有数据支撑的实验报告更具科学性和表现力，笔者组织学生把自己小组的研究成果发表在小小科学网上，并同其他小组交流，以深化对实验的认识和理解。

四、效果分析

信息技术的运用在方法和策略上有诸多选择，每类都有自身的优势与不足，教师要根据教学的具体要求，对信息技术手段进行组合优化，以取长补短使教学达到最优化。总体而言，在小学科学教学中运用信息技术，有助于创设多样化的教学情境，激发学生的学习兴趣和学习效率，促成课程目标的达成；同时，二者的融合能最大限度地整合教学资源、呈现学习材料，从而促进学生的全面发展。不仅如此，信息技术支持下的科学教学增强了师生互动，使教学过程协调融洽、生趣活泼，生成性课堂应境而成。最后，信息技术自身的存储与交互功能使得教学范本得以保存，这是教师进行教学反思、和同伴之间进行教学经验交流的重要资料，从这一意义上说，信息技术的运用更能促进教师的专业化发展。

值得反思的是，不做分析而任意使用信息技术反而会造成教学效果不佳，尤其要警惕将计算机模拟实验取代学生实际动手操作的实验的做法。这样会弱化信息技术在科学教学中的作用，让学生认为实验演示等同于枯燥无味的电影播放，忽略了学生的自主操作与探究，反而影响课堂教学的质量。如马德保半球实验通过视频让学生认识大气压力并不能达成预期效果，没有亲历实验，学生只会对实验演示半信半疑，而此时若让全班同学分小组拉两个粘合在一起的吸盘，反而能更直观地让学生意识到大气压的存在。

五、结束语

实践证明，在小学科学实验教学中，让学生亲历实际操作过程，可以让学生熟悉各种实验仪器的使用方法，知悉操作规范，有利于增加感性认识和提高动手能力，同时也有利于培养其进行科学研究的兴趣。合理地运用信息技术能促进实验教学，相反，如果我们过分地依赖信息技术或运用不当，也会对学生造成一定的消极影响。当教师热衷于信息技术的展示时，学生就可能沦为实验的观看者，使学生忽略实验的内涵，忽略从现象到本质的分析。因此，在实验教学中，我们必须按照学生的成长规律进行合理运用信息技术：（1）使用不宜过多，以免造成学生疲劳，分散注意力。（2）注意变换呈现的形式，要尽量变静为动，以引起学生的注意。（3）要注意发挥教师的主导作用和学生的主体作用，不能以信息技术来代替教师的地位。

在小学科学实验教学过程中，恰当地运用信息技术可使学生快速、高效地获取知识,发展思维、形成能力,对教学方法的改革有着积极的意义。但运用信息技术优化小学科学实验教学仍处于摸索阶段，还需要一线教师在教学中丰富其内涵。

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