应用数字技术优化小学科学实验教学

姜伟杰

【摘要】随着信息技术的发展和在小学科学实验教学中的广泛应用，其优势越来越明显，特别是一些实验操作难度较大或实验现象不明显的实验，巧妙运用数字技术，让实验更形象直观，更具科学性和精准性，能有效提升实验教学效果。

【关键词】 数字技术；优化；实验教学

实验教学是小学科学教学内容的重要组成部分。但在传统的科学实验教学中，学生往往只是按照教师事先的安排完成一些验证性实验，学生自主参与程度不高，想象力得不到充分展示，实验的探究性得不到充分体现，学生的实验研究积极性不强，学习兴趣没有得以充分调动，学生主体地位没有得以充分体现。

随着信息技术的飞速发展，数字实验技术应运而生，更多的数字传感、虚拟仿真等技术与小学科学实验教学相融合，凭借直观形象、智能化和精准性，有效解决了传统实验不直观、不准确、探究时间长、实验效率不高等难题。充分激发学生的科学学习兴趣，有利于培养学生的科学探究能力和创新能力，从而提高科学课堂效率，提升学生的科学素养，极大地推动了小学科学实验教学的变革。

一、运用数字传感，提高定量实验的精准性

数字传感器在科学实验教学中的应用，能有效地提高实验教学的效果。尤其是在定量实验教学中，极大地方便学生获得准确的实验数据，并能直观地展示数据结果，引导学生理性分析，培养学生的科学思维。

在苏教版小学科学《摩擦力的秘密》一课的教学中，如果使用弹簧测力计来进行测量，学生在操作时会有两个难点，一是很难保持拉动物体时的水平运动，二是难以保持物体的匀速运动，目测读数也不方便。因此，不同小组测量的数据往往会存在比较大的误差，影响学生对实验数据的分析。我们尝试将数字传感技术应用于课堂教学中，引导学生探究影响摩擦力大小的秘密，取得了非常明显的教学效果，很好地培养了学生的理性思维。

对学生来说，数字传感器的使用也很方便，数字传感器在这节课中的应用，很好地解决了学生在操作中可能遇到的问题，并有效保证了对比实验中其他因素不变，使学生获得的数据更准确，学生能很好地分析影响摩擦力大小的因素。

又如，在《冷热与温度》这节课的教学中，教师采用温度传感器来测量水温的变化，电脑软件能将温度传感器测量获得的数据，减少了传统温度计在读数时的误差，同时，以图表的方式呈现出来，形象直观，便于学生分析数据，得出结论。这样，使采集的数据更精确、可靠，促使学生更专注于实验数据的讨论与分析，形成准确的科学结论。

二、运用仿真技术，提高模拟实验的直观性

小学科学课中还有很多实验，都受到场地、空间位置等限制，很多实验得到有效开展。数字技术可以营造出富有真实感、交互式体验的模拟实验场景，这是传统实验教学无法实现，无法替代的，在我们的实验教学中更方便、更真实、更有效果。

例如在教学苏教版小学科学六年级《看星座》一课时，由于受观察时间与地点的限制，学生难以在课堂上开展真实的观察星座的探究活动，为丰富学生的实践与体验，传统课堂教学中，教师往往只能通过讲解与演示，引导学生开展看星座的相关探究活动。在找星座时，学生在星座图上很难找到相关的星星，即使花了很长时间找到，用线连起来，也很难理解星座的名称。此时，教师让学生借助平板，运用“虚拟天文馆”这款软件，创设一个虚拟的环境，开展观察星座的模拟实验操作，这样更便于学生认识星座。随着时间的变化，星空也时时发生变化，形象直观。

又如，在教学《骨骼和肌肉》一课时，人们肉眼是看不到身体内部骨骼的结构，我们可以借助X光片或人体骨骼数字模拟技术来认识。打开模拟仿真软件，让学生直接在电脑上进行人体各部位骨骼的拼装，让学生了解了自己身上骨骼的名称和所在位置，更有利于学生认识我们身体里骨骼的排列是有规律的，掌握这些规律能够有利于我们更好地进行保护。学习兴趣浓厚，并能获得直观的观察体验活动，能够让学生身临其境，沉浸在逼真的环境中进行自主操作，加深了认识。

三、运用数字APP，提高自主探究的有效性

数字APP的诞生，让我们的移动终端也进入了我们的科学学习。通过这些APP的精准应用，讓我们感受到了新的学习方式，将形式多样、信息丰富的数字APP和移动终端应用于小学科学学习中，让学生有了前所未有的自主体验，有效提高了孩子们的自主探究能力，为他们的学习提供了个性化和多样化的选择，让科学探究活动更精彩！

例如在教学《校园里的植物》一课时，将“形色”这款APP软件运用于学生的自主探究中，学生们在了解了“形色”APP程序的应用后，利用平板拍摄植物图片，通过软件在线识别，然后比较植物的特点，辨别校园里的植物，为提升自主探究能力提供了很好的支撑。

又如在学习《声音》这一部分内容时，我们让家长和孩子一起在课余时间，在移动终端上安装“分贝仪”APP，利用自带的麦克风来测量周围的声音环境，实时记录下分贝数。将学生的探究活动延伸到了课外，随时随地都可以进行自主探究实验学习。同时也让家长认识到，移动终端还有助于孩子学习，通过亲子测量，也拉近了与孩子间的距离。

总之，将数字技术运用于小学科学实验教学，突破了时空的限制，使我们的科学教学更开放，也让我们原本在课堂上无法实际操作的实验变成了现实，让实验过程“可视化”，数据采集和处理的“智能化”。 课堂上借助恰当数字技术，可以使学生获得更准确的实验数据，丰富学生的实践体验，训练学生的科学思维，从而有效地提高学生自主探究的能力。endprint