基于NOBOOK虚拟实验平台的科学教学研究

摘 要：当前虚拟实验发展取得了巨大的进步，技术日益成熟与完善，同时新课标实施以来，教育教学改革的不断深化对于小学生科学精神的培养和实践创新能力提出了更高的要求，这两者之间不谋而合。虚拟实验技术与小学科学课程整合，推动着小学科学教学朝着特色化、个性化、技术化方向发展，本文在此背景之下，以“空气有质量吗”为例，通过采用NOBOOK虚拟实验平台模拟真实的实验场景，让科学实验进行的同时呈现出游戏的特点，不仅能够构建提升学生学习兴趣的环境，而且使小学科学教学真正具有科学性、趣味性和主动性。

关键词：小学科学;虚拟实验;NOBOOK虚拟实验平台

1 前言

实验教学作为小学科学课程教学的重要部分，有助于促进学生的科学知识形成，提高学生的科学探究能力，培养学生的科学精神和科学态度[1]。新课标提出科学课程的社会资源十分丰富，应当积极开发利用社会教育资源，教师要充分利用网络资源，运用合适的方法促进学生的科学学习，为教学服务。

2 NOBOOK虚拟实验平台分析

NOBOOK虚拟实验（简称NB实验）是北京乐步教育科技有限公司于2014年打造的一款教学软件，采用HTML5技术，兼容PC端和移动端的Windows、Linux、IOS、Android操作系统[2]。HTML5技术是构建Web内容的一种语言描述方式，是建设NOBOOK虚拟实验平台的核心技术之一[3]，包含智能表单、绘图画布、多媒体、地理定位、数据存储和多线程六大特性[4]。

3 教材内容分析

本节内容选自教科版小学科学三年级上册第2章第4节，主要内容是在感知过空气，认识到空气能占据空间，空气可以被压缩之后对空气是否有质量进行探索和求证，要让学生用“质量”一词替换学生常说的“重量”一词，但不需要向学生解释什么是“质量”。

4 教学目标

第一，学生通过探究活动，能说出空气具有一定的质量，但是质量很轻。第二，学生通过探究活动，知道质量是空气的基本特征之一，并且通过一定的方式可以被测量。第三，学生通过思考确定测量空气质量采用的科学的方法和恰当的工具。第四，学生通过探究“空气有质量吗”这一活动，发展进一步研究物体的兴趣和愿望，并意识到应该尊重事实、实事求是。第五，学生通过探究质量问题的活动了解到不同的测量方法影响物体轻重的准确程度。

5 教学过程组织

1）问题导入，激发认知。以“空气有质量吗”实验的导入部分为例，它提出了这样一个问题：我们已经知道空气确实存在，和水、石头等一样，可以占据空间，那想一想空气有重量吗？如图1所示。

看完问題，学生的注意力被吸引，教师此时可继续提出问题：大家认为空气究竟有没有质量呢？我们如何验证空气有没有质量呢？学生能够想到空气是有质量的，但对于如何验证空气质量并不清楚，从而产生认知冲突。

2）实验导学，引导探究。第二部分需要用到的实验材料有小天平、瘪气的气球、笔帽，如图2所示，第三部分则以简练的语言将实验步骤表述清楚：在平衡的小天平上点击瘪气的气球使气球充满空气并观察现象，等待稳定后，再次点击可以抽取空气再次观察。如图3所示。学生经过思考之后，进行NB虚拟实验操作，得出实验现象后，教师继续引导学生对实验现象进行分析：

（1）点击瘪气的气球之后，我们看到了什么？

（2）实验现象说明了什么问题？

6 应用价值与不足之处

当下，科学素养和实践能力是信息社会人才必须具备的两种重要的能力素质[5]。本研究采用NB虚拟实验平台进行虚拟实验的教学设计和应用研究，设计应用于虚拟实验的实验教学模式，为两者的培养提供了一个创新的模式。

在本次研究中，虽然在教学活动中虚拟实验教学能够对学生学习能力提升具有一定的效果，但是NB虚拟实验也有其不足之处，实验方案的预设性不利于学生创新精神的培养[6]。虚拟实验只能看，不能摸，缺乏具身感受。NB虚拟实验可以重复实验，学生本身实验操作不会特别严谨细致，有可能达不到预期效果。

7 反思与展望

NOBOOK虚拟实验平台通过依托发展日益迅速的网络环境，为大环境下实验教学提供了一种创新性的教学方式，虽然作为一种新兴的实验教学模式必然存在其不足之处，但是它克服了传统实验中的各种弊端，可以有效解决实验教学中存在的诸多问题，达到优化教学资源、提高教学质量的效果[7]，对于未来教师的实验教学起到了一定的参考和借鉴作用。

参考文献

[1]裴蕾.小学科学实验教学现状调查及对策研究[D].扬州大学，2019：1-2.

[2]乐步教育.NOBOOK虚拟仿真实验平台[EB/OL].https：//www.nobook.com/.

[3]李慧云，何震苇，李丽，陆钢.HTML5技术与应用模式研究[J].电信科学，2012，28（05）：24-29.

[4]陈印.HTML5在基于移动终端高职院校信息系统开发中的应用[J].四川职业技术学院学报，2018，28（06）：147-151.

[5]谢幼如.国家级精品课程“教学设计原理与方法”的建设[J].电化教育研究，2005（7）：28-31.

[6]王军.基于NOBOOK平台的中学化学虚拟实验教学应用研究[D].海南师范大学，2018：51-52.

[7]张小丹.基于NOBOOK虚拟仿真实验的生物学教学[J].中国教育技术装备，2019（13）：46-48.

作者简介

陈远庆（1996-），男，汉族，山东枣庄人，福建师范大学科学与技术教育专业硕士研究生，研究方向：小学科学教育。