在科学课中应用仿真交互式教学模式研究

◇张 坤

【作者单位：宿迁市宿豫区豫新小学江苏】

小学科学是学生进行科学学习的入门课程。近年来，随着素质教育的不断深入，各界对科学教育的重视程度越来越高。而科学课程中最为关键的部分就是实验。通过实验，学生能在探索的过程中更好地学习和掌握有关知识。因此，实验的正确教学至关重要。然而，现阶段对于小学科学的研究主要集中在学科研究上，关于课件的研究较少，这不利于教师在实际教学中的运用。本文尝试研究了仿真交互式课件，希望通过这种课件能够有效地提升课堂效率，减少教师在教学过程中的困难。为了提高仿真交互式教学课件的实效性，本文针对小学教科版《种子发芽试验》进行了仿真交互式课件的设计。

一、提出与种子发芽相关的实验问题

由于三年级有与种子发芽的相关课程，因此在对其进行教学的过程中，学生已经提前具备了一定的感性认知，但学生对其的认识尚缺乏系统性，没有形成理性认识。在《种子发芽试验》中，教科书可以大致分为三个部分：提出发芽的问题；进行发芽试验；总结发芽的规律。然而，由于该实验周期较长、影响因素较多，如果让学生亲自动手实验，不仅有一定的实验难度，而且实验现象不能及时呈现。如果仅凭学生在课后进行自主的探索，可能由于学生兴趣不高而导致该实验结果形式化，不利于培养学生的科学探索精神。因此，在有限的时间内能够将整个过程展示在学生面前，让学生不但能够掌握实验要点，还能够提高学生的兴趣，成为当前研究的热点。

二、体验式教学的重要意义

科学精神以探索精神、求知精神为主。小学科学作为小学生的启蒙课程，更应该紧紧把握这一原则，确保学生能够在学习过程中充分践行实验，提升主动探索的求知欲。如果学生只是通过对课本内容进行学习、对实验结果记忆，学生对科学的学习热情会极大地下降，这也与学生核心素养培养理念相悖。采取体验式教学，让学生参与到实验之中，了解整个实验流程，明确控制要点至关重要。但是，限于教学条件以及实验类型，部分实验在课堂上不具备展示的条件。在这种情况下，使用虚拟式仿真教学就变得至关重要。这种教学方式可以使学生在条件不具备的情况下进行实验过程的跟踪、虚拟式参与。这样不仅能够让学生了解到实验中的关键点、实验发展过程，还能够激发学生的探究兴趣。尤其是一些具有一定危险性的实验，使用虚拟仿真课件更符合小学生的科学学习情况。虚拟式仿真课件能够通过构建实验场景，打破时间与空间的局限，真正地为学生提供高效率的实验教学。

三、《种子发芽实验》仿真交互课件的设计与分析

在课本中，主要包括了四项讨论内容：影响种子发芽率的主要因素；根据这些因素进行实验设计；明确观察的重点；课后的种植作业。这些内容看似贯穿了整个实验，但是所讲解的内容全部为理论性质，学生能记住，但是难以深入地掌握。

仿真交互式课件的应用主要集中在前三项上。需要合理引导学生提出哪些问题可能影响实验结果。在学生提出后，教师在课件上进行列举。这种方式可以激发学生的思考：如果该因素真的对实验结果存在影响，那么该如何证明该结果呢？该过程既是实验设计的过程，也是整个实验教学的关键部分。在该部分，教师应该正确地引导学生建立控制变量的实验，让学生自己进行实验的设计。此时，教师利用交互式课件，通过类似于游戏的方式进行各种实验结果的分析。首先展示给学生实验的过程，让学生对实验的操作重点有所了解；然后根据学生给出的不同条件，实验显示出不同的结果，这些结果可以验证学生最早的猜想。这样，激发了学生对于种子发芽的影响因素的兴趣，也促使学生在课后的种植作业中积极主动地进行实验探索。

四、仿真交互式课件的作用分析

（一）提高课堂教学效率

小学生注意力集中时间有限，一般只能够维持在15分钟左右。如果纯知识理论类的学习，这一时间还会缩短，超过这一时间，学生的学习效率会大大下降。交互式虚拟教学方式能够让学生参与到虚拟的实验之中，寓教于乐，延长了学生注意力的时间，学习知识的效率也会得到有效的提高。此外，让学生参与到虚拟实验之中，学生在动手动脑的过程中对种子发芽的影响因素有了充分的认识，对如何进行控制变量的实验方法也有了全新的理解。

（二）提高学生的探索能力

学生在实验之前，在老师的引导下提出了可能存在的影响因素，并与老师一起进行了实验条件的限制，最终得出了实验结果。在这一过程中，学生一直是课堂的主体，而教师只是对其进行了适当的引导，因此，整个实验过程是学生主动进行探索并完成的。这不仅使学生了解了种子发芽的影响因素，也使学生掌握了分析实验、设计实验的能力。当学生面对此类问题时，就能够采用正确的探索方法。

（三）有利于学生课后种植作业的认真完成

由于学生在虚拟交互实验中进行了参与式的教学，学生对此充满了兴趣，因此其进行动手实验的欲望强烈。这种欲望既是探索式教学的精神内核所在，也是学生实现素质教育、完善学生学习品性的关键内容。基于这种探索欲望，学生对于课后的种植作业的实施，态度较为认真、端正，能够坚持完成该任务，使学生掌握了更多的知识与能力。