浅谈利用信息技术优化课堂实验教学

周桂献

信息技术在科学课堂中的运用，不仅给科学教学提供了空前的便利与支持，给教与学带来了革命性的意义，同时也带来了挑战。科学课堂包括的内容非常丰富，有物理的、有化学的、有生物的、也有天文地理的，很多科学知识单凭教师口头讲解或板书讲解是很难讲清楚的，教师虽花了很多时间也很尽力，但讲解的效果不佳，可谓事倍功半。利用信息技术包括利用计算机、传感器、Flash课件、模拟实验室等技术把声、光、电、磁等信号转换成数字信号，或把语音、文字、图像等信息转变为数字编码以高速微型计算机为核心的数字编码、数字压缩、数字调制与解调等信息处理技术，教师只要短短几句话的点评就可以达到事半功倍的效果，帮助学生理解，提高教学质量和课堂效率。在课堂教学中大力开展信息技术与课程的整合，目的就是要充分体现教学中以学生为教学主体的理念，注重培养学生的综合素质，在发挥信息技术优势的同时，全面提升学生的学习能力。

现就在科学课堂教学中如何利用信息技术优化科学课堂实验教学作如下阐述。

一、利用计算机投影技术，化小为大，提高实验演示效果

在平时的科学教学课堂中，很多教师演示的实验由于距离学生都比较远，而且很多实验的可见度都很小，很难照顾到班级里的每一个学生，导致很多学生即使很认真地观察也几乎看不到什么实验变化或结果，这在很大程度上影响了科学教学的教学实效。

例如在进行电流表和电压表读数的实验时，由于教师手里只有一个电压表，学生很难看清楚指针的变化，这时，教师若借助多媒体将表盘放到足够大，投影到大屏幕上，然后再让学生来练习读数，课堂效果就会明显提高，学生的学习和参与积极性也会得到提高。

同样的，比如在磁感线等磁场的教学实验中，教师都是在一个平面上给学生进行演示实验，对于看不清楚的学生，教师会叫他们到前面进行观察，但这样不但会影响教学进度，浪费大量时间，而且会导致很多学生注意力不集中，课堂纪律也会被打乱。这时，如果利用多媒体投影的方式来放大磁感线、通电螺线管等方式，既能节省教学时间，又能使每个学生都能仔细观察到实验现象。教师在进行演示的时候，只需要将磁体放到视频的展示台上，然后再在磁体上部放一块玻璃板，在上面撒上铁粉。教师轻轻震动玻璃板，学生就都能清楚地看到通电后的磁感线的分布情况。利用多媒体放大教学实验能够使教学生动活泼，教学效果明显，既节省了课堂教学时间，也使学生在仔细观察实验现象的情况下对教学内容有了更直观的感受和理解。

教师在课堂教学中利用多媒体等手段，将实验化小为大，可以提高可见度较小的课堂演示实验效果，帮助教师顺利地完成教学目标，提高课堂教学效率。

二、利用传感技术，放大实验现象

在课堂教学中，教师应很好地启发学生的探究精神，让学生体会到科学的巨大魅力，提高学生的求知欲。比如做电磁感应实验时，课本的演示实验是利用灵敏电流表来显示产生的感应电流的，但即便教师如何规范地演示操作，还是不能让电流表指针有明显的偏转，甚至根本看不出来，教师此时若直接利用课本的结论，草草了事，学生会觉得索然无味，失去对实验的热情。引入微电流传感器，效果会很好。从良好的实验效果展示科学自身的魅力，从而进一步激发学生探究新知识的欲望和学习的热情。又如在做焦耳定律实验时，通过液柱升高的高度来定性测量电流通过导体产生的热量，如能引入灵敏温度传感器，由学生读出升高的具体温度，就会既成功地完成了实验操作，又加深了对知识点的理解。在初中科学课堂中巧妙地引入数据采集器、声音传感器、电压传感器、电流传感器、微电流传感器、温度传感器、时间传感器、灵敏温度传感器等，对帮助学生理解和掌握比较难理解的知识，培养学生的观察能力和动手能力具有重要的促进作用。

三、活用Flash媒体模拟，帮助理解新概念

1. 模拟反应时间较长的实验，提高观察效率

在许多生物实验中，因变化的速度比较缓慢，或者产生的实验现象不是很明显而导致实验失败的现象屡见不鲜，这严重影响了学生对实验的兴趣，使原本想通过实验加深学生印象的目的变成了学生对科学知识的信度降低。如果采用Flash技术进行某些实验演示，将大大加深学生对实验的理解和记忆。例如：在八年级上册《神奇的激素》“达尔文向光性实验”中 ，在研究光照对植物胚芽生长的影响时，发现胚芽在受到单侧光照射时，会弯向光源生长；如切去胚芽尖端，胚芽就不生长，也不弯曲；如果将胚芽的尖端用一个锡箔小帽罩起来，胚芽则直立生长；如果单侧光只照射胚芽尖端，胚芽仍然向光源弯曲生长。这个实验如果实际去操作完成，至少需要两三天的时间。为此，设计一个Flash课件，学生就能很快观察到胚芽的向光性生长的有关情况，从而达到实验教学的目的。

2. 模拟难以完成的实验，仿真实验效果

在七年级上册的内容中，如日食和月食现象，月相，地球绕太阳公转，宇宙的起源等，这些科学内容在课堂上无法用实验或模型来讲解，只能借助图片、文字来表述或口头介绍，教学效果很差。利用Flash课件则可顺利再现其动态过程、壮观的场面，让学生有更多的感官刺激，能清晰有效地完成教学任务，顺利地突破教学重点和难点，使科学课堂变得丰富有趣。

3. 建立并发挥虚拟实验室的作用

初中科学课是一门实验科学，实验教学和演示实验是教学的重要组成部分。由于受条件的制约，实验效果不尽如人意。通过利用信息技术辅助实验，模拟一些重要的在目前条件下难以完成的实验，弥补实际实验的不足，提高实验的演示效果，有助于学生获得新知，提高学生的学习兴趣。

在实际的科学实验中，由于怕造成实验仪器的损坏或是怕发生意外，教师往往对学生进行实验的限制；或是因为实验条件不足，使得实验结果和理论有偏差，这是实际科学实验存在的不利因素，严重影响学生的认知。利用信息技术组建一个可视化的三维立体动画课，让学生自己操作进行实验，自主学习、自主观察，可弥补实际的不足。

四、巧用网络资源，提高学生认知兴趣，促进课堂教学效果

网络为学生提供了丰富的学习资源。在教师的指导下，学生可以通过网络收集信息、交流讨论、总结归纳、完成学习任务，培养学生解决实际问题的能力。

例如在《空气污染与保护》的教学中，教师可以给学生布置任务，让学生在学习任务的驱动下利用网络去收集资料并进行交流，通过学习可以培养学生学会关心环境、关心未来的意识，并就人类资源问题大胆地进行合理设想，使学生在收集和处理信息的过程中，培养创新思维与创造能力。

同时，由于网络资源具有信息量大，更新速度快等特点，也给实验教学提供了丰富的教学资源。教师可以借鉴网络上的优秀课件来补自己之短，在深入分析和加工的基础上给学生呈现出一个具有自己教学风格和特色的课件，以此来激发学生的学习兴趣，为教学服务。

比如，在《月相》的教学中，学生理解起来比较抽象，教师可通过下载课件进行教学，以活泼的动画效果、直观的图形的形式表达知识，有效地激发了学生的学习兴趣，收到很好的教学效果，这是传统教学难以达到的。让学生在生动、形象的环境中进行学习，能起到事半功倍的作用，达到提高课堂教学效果的目的。

五、利用网络掌握学科动态信息，增进教师间交流，以提高教学水平

通过网络可以了解学科发展动态，紧跟形势，及时做出调整。可以充分利用网络资源，从网站的试题库中下载最新试卷，这些题目题型新颖、信息准确，对提高学生学科学、用科学有很大的帮助。

教师还可以通过网络参与网上教育网站的教育论坛。发表自己对学科教学改革的看法，与其他的教师进行交流，发现自己的不足，从而改进自己的教学，以达到提高自己教学水平的目的。

信息技术优化科学实验教学离不开计算机知识，因此要求教师运用信息技术教学的能力更高，知识面更广。根据整合的要求，教师应具备PowerPoint， Author ware，Flash，电子表格，网络，仿真技术，摄影技术等信息技术知识制作课件。

总之，多媒体技术的多维性、便捷性、直观性等特点在科学课堂实验教学中可以得到较为完美的彰显，是当前科学课堂实验教学中不可或缺的重要辅助工具，能有效地优化课堂教学过程，提高科学课堂教学实效。