现代信息技术在科学教学中的巧妙运用

高燕红

摘要：结合小学科学课的学科特点，把信息技术巧妙地应用到科学课的教学中，不仅可以更新教学手段，改变学生学习的地位，还可以培养学生的科学探究精神和创新精神。现代信息技术在科学教学中的巧妙运用可以包括：数字传感器，让定性实验走向定量实验；虚拟实验，弥补无法真实开展的课堂实验；常用教学软件，突破教学的重点难点；微视频的使用，帮助学生进入微观世界。

关键词：信息技术；小学科学；应用策略

中图分类号：G622.3 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2016）12A-0071-03

信息技术的发展给我们的教育环境带来翻天覆地的变化，也给小学科学的教学提出了更高更新的要求。科学课是一门实践性很强的学科，但它离不开现代信息技术的辅助。现代信息技术和科学课的整合，可以激发学生的学习兴趣，提高他们的学习效率；网络上丰富的教学资源也可以突破有限的教育内容，引导学生将生活经验带入课堂，引发学习欲望，唤醒创新意识；先进的测量设备，让学生获得更加精准科学实验数据，培养严谨的科学精神；先進的学习软件的运用，可以帮助学生突破教学中的重难点；还能不断拓展学生的学习视野，增强学习效果。

一、运用现代信息技术变定性实验为定量实验

科学课中有很多实验为定量实验，学生通过观察、测量、调查、统计等定量研究，统计准确的实验数据，得出科学的实验结论。但现实的课堂教学中往往由于受实验材料、实验环境及学生的操作失误等因素的影响，一些科学探究实验只能做成定性实验。即使做定量实验时，学生获得数据也经常会出现误差，无法获得正确的科学结论，最后教师只能牵强附会的让学生硬性记住一些科学结论。这样的实验就丧失科学探究的价值，不利于学生形成严谨的科学探究精神。

现代信息设备辅助教学，可以变定性实验为定量实验，帮助小学科学教学解决不少难点。数字化教学实验系统分为三个部分：传感器（探头）、采集器、计算机软件。其中包括与科学课教学联系紧密的：磁场传感器、声音传感器、压强传感器、温度传感器、速度传感器等。传感器将原本实验中看不到的现象用精确的数据、可视化的图表表示出来，能帮助学生更准确地得到数据和结论。如在教学五年级上册“制作一个太阳能热水器”一课，要求学生将自己设计的太阳能热水器带到太阳光下，测一测，比一比，看谁制作的太阳能热水器升温效能最好。如果按照传统的实验方法操作，会带来一些问题：如有些温度计之间本来就存在一些误差，导致有些组的数据不准确；太阳光的强度也不稳定，一会儿晴，一会儿阴。这些不准确的数据，影响实验的科学性。因此我们对实验进行了改进，将常用的玻璃温度计用“数显温度传感器”代替，用强光灯泡作为发光光源代替太阳光。数字温度传感器的高灵敏性和灯光照射强度的稳定性，使学生测得的数据更加准确，保证了实验结论的科学有效性。

又如在教学“保护我们的听力”时，第一个环节是让学生认识什么是噪音，教师可以利用采集声音强弱的传感器在校园里进行测量，如在学校食堂里的音量，课间教室里的音量，同学们安静写作业时教室里的音量等，教师通过出示这些数值进行对比，让学生真实地感受到什么是噪音以及噪音给我们生活带来的影响。第二个环节，要求学生利用生活中的材料，比一比哪种材料能使发声罐发出的声音轻一些，同学们就带来了报纸、毛巾、泡沫塑料等材料，分别用这些东西包在发生罐的外面，听一听发声罐发出声音的强弱。但是整个教室的声音都比较嘈杂，很难区分哪种材料隔音效果好。我们也在这个环节用上测量声音强弱的传感器，通过数值的显示，学生就可以清楚地认识到哪种材料的隔音效果好，从而轻松地得到实验的结论。

类似的技术变定性实验为定量实验，让科学课实验更加精确且具有说服力，从而有效的帮助学生建立起严谨的科学态度和良好的科学精神。

二、运用现代信息技术有效进行“虚拟实验”

“虚拟实验”就是一套借助计算机仿真技术实现实验操作的计算机应用软件系统。虚拟实验有四大特点：1.突破了空间的约束，可以向学生展示宏观或微观的现象，避免教室对学生在场地上的约束；2.超越了时间的限制，它可以在很短的时间内向学习者呈现几百年甚至几千年的现象；3.虚拟实验具有高安全性，避免了传统实验中的爆炸、起火、灼伤等安全事故；4.随时随地可以使用，不受时间和空间的限制。[1]虚拟实验是对课堂实验教学的有效补充。教材中的有些实验真正开展起来是有一定危险性的，因此我们可以通过虚拟实验达到比较理想的教学效果。比如：在教学“岩石会改变模样吗”这一课时，第一个环节是引导学生通过实验认识到温度的变化会改变岩石的模样。在传统教学中教师让学生用镊子夹着一块石头，先在酒精灯上加热，然后把石块放入冷水中，反复做几次后，当学生发现石块会有一些碎屑掉在装有冷水的烧杯中，就证明了温度的改变会影响岩石的样子。但实际操作常带来安全隐患，加热时，岩石会突然直接炸裂，很容易烫伤学生。若能使用“温度对岩石的改变”的“虚拟实验”软件，学生通过虚拟实验便可以清晰地看到岩石在冷热温度的交替中产生的变化，从而也能有效地帮助学生认识到“温度的改变可以改变岩石的模样”。

又如教学“简单电路”这一课，也可利用虚拟软件“电路”，先让学生尝试着虚拟连接，利用导线、开关、小灯泡等元件虚拟点亮一盏小灯泡。在虚拟实验中成功后，再进行实际的操练，一方面锻炼了学生的思维能力，培养学生的创新意识，同时也能避免学生在直接进行操作时的短路连接，避免了对电路元件的伤害。

科学课中，因为各种客观的原因，很多的实验不能真实有效的开展，而“虚拟实验”的软件正好弥补了这方面的不足，它为学生的科学学习打开了一片新天地。

三、运用现代技术有效突破教学重难点

科学课上有些知识非常抽象，光靠老师课堂上讲解，很难帮助学生建立正确的概念。若能恰到好处地用好一些学习软件，就能有效的帮助学生突破重难点。如在六下“宇宙”单元“在星空中（二）”，要求学生认识春夏秋冬四个季节的典型星座。教科书是让学生利用活动星图对照真实的天空来进行观察，学生观察也不是特别清晰，因此观察的积极性也不是特别高。若能引导学生应用一些观星软件，相信能为学生降低难度，也能激发学生的观星欲望。如有一款观星软件——Stellarium，它是使用openGL技术对星空进行实时渲染的一款软件，可以真实地表现通过肉眼、双筒望远镜和小型天文望远镜所看到的天空，使用时只需要设定时间和地点，就可以计算天空中的恒星、行星、星云等各类天体的位置或模拟各类天文现象，使用起来非常的方便清晰。学生可以身临其境地感受不同时间、不同地点的星空。

又如在教学“月相变化”时，主要是让学生认识到月相是变化的，变化是有规律性的，月相变化的规律光靠课堂上老师的讲解恐怕很难一下子消化，故教科书安排了一个课后观察月相的活动，但在实际的教学中，由于受到天气等因素影响，大部分学生都不能真正的坚持一个月去观察月相的变化，那么Stellarium星空软件就可以帮助学生弥补这方面的不足，让学生在模拟过程中详细记录月相的形状、月相所在天空的位置、太阳在天空的位置等。这样的学习软件对学生的学习起到了重要的辅助作用，帮助学生有效的建立了宏观观念。

四、运用现代信息技术帮助学生进入微观世界

“微视频”以直观形象、动态逼真等优势已成为小学科学教学中重要的辅助手段之一。短小精致的微视频可以使学生对微生物世界观察得更明了，对遥不可及的宇宙世界的探究变得更真实，也能帮助学生观察到平时生活中很难观察到的一些自然现象。

如在教学“种子的萌发”一课时，教师一般是先引导学生通过解剖蚕豆种子，了解蚕豆种子的各个组成部分的名称，然后教师想引导学生根据一些现象来推测种子的各个部分的作用以及将来会发育成什么，如让学生通过观察同一颗蚕豆种子在萌发过程中子叶由大到小的变化，引导学生推测种子子叶的作用。而对于种子各个部分将来究竟发育成什么，是很难让学生亲眼看到的（因为这个过程是发生在地底下的，一般是不被人所见的）。这时若能引入一段种子在地底下萌发的微视频，相信学生的学习效果会好很多。这段微视频可展示植物的根不断向下伸展的过程，茎冲破地面，不断向上长高，然后两片子叶冒出地面来……学生也能很快认识到：种子的胚根将来会发育成根，胚芽发育成茎和叶，子叶为种子提供营养等。

又如教学六年级下册“用显微镜观察身边的生命世界（三）”这一课时，要求学生通过制作生物装片标本来观察水中的微生物，观察微生物的形態、结构、运动、生理代谢等特点。但在实际教学中，会因为提前准备的水样中微生物太少、临时装片制作时出现问题或是显微镜清晰度不够等原因，影响学生对这些微生物的观察。若能及时提供一些微生物活动的微视频，就能增加课堂的趣味性，也让学生们更好的认识到了微生物的结构、运动、生理代谢等。微视频，短小精悍，却足以弥补学生在真实观察上的缺憾，让学生对所研究的对象了解得更清晰，更全面。

创新性地利用现代信息技术，能促进小学科学课堂教学改革，优化科学课堂教学过程，为学生的学习带来更多的便利。但现代信息技术对科学教学来说也是一把双刃剑，我们应该恰到好处的选择并使用它，不能盲目运用。科学课程标准指出：“现代教育技术的运用不是为用而用，首先必须是为教学内容服务的，是教学过程内容与方式的有机成分，只能在必要的时候，采用恰当的形式进行。”[2]现代信息技术进入课堂的目的是服从、服务于最优化的教育教学效果，而不是为用现代化技术上科学课，如果一味追求形式，就背离了教育的初衷。尤其对小学生学习科学而言，亲历探究过程、获取第一手经验是极为重要的。

总之，信息技术和科学课的整合是科学课堂的一个重要发展趋势。如何最大限度地发挥它的作用，还需要我们教师努力地去探索和研究。作为新时代的教师，应该努力学习新的现代教育技术，勇于挑战自我，提高自己运用现代技术的教学能力，在科学课中创造性地运用现代信息技术，以不断的提高课堂效率，促进学生的全面发展！

参考文献：

[1]曾巧巧.科学课里的虚拟实验[J].科学课（小学版），2006（1）：38-39.

[2]中华人民共和国教育部.科学（3-6年级）课程标准（实验稿）[S].北京：北京师范大学出版社，2001：38.

责任编辑：徐瑞泰

Application of Modern Information Technology in Science Instruction

GAO Yan-hong

（Mingde Primary School， Taicang215400， China）

Abstract： In accordance with the features of primary science， application of information technology to the teaching of science can not only update teaching means and change students position of learning， but also cultivate their spirits of scientific exploration and innovation. Such application includes： digital sensors from qualitative to quantitative experiments； virtual experiments to offset impossible classroom experiments； common teaching software to break through the key and difficult points of teaching； and application of micro-video to help them into the micro-world.

Key words： information technology； primary science； application strategy