创新实验教学与数字化技术的融合

◇胡海涛 王晶晶（山东：烟台市芝罘区黄务小学烟台市芝罘区珠玑小学）

将数字化技术应用于小学科学实验教学，能将详细的实验过程直观呈现出来，学生对于实验内容的感知明显增强。随着国家教育数字化战略的推进，教育数字化贯穿师生备课、课堂互动以及课堂评价等各个环节。教育数字化不仅丰富了课堂形式，拓宽了教学方式，也为培养创新人才型提供了有力保障。

一、实验教学和数字化技术相融合的含义及目标

实验教学和数字化技术的融合，是在课堂教学中，把信息技术、信息方法、信息资源等和实验过程有机结合，共同完成实验教学的一种新方式。融合能促进以下几种方式的变革：一是数字化技术支持下教学内容呈现方式的变革；二是数字化技术支持下学生学习方式的变革；三是数字化技术支持下教师教学方式的变革；四是数字化技术支持下师生互动方式的变革。把数字化技术运用到实验教学中，能有效提高实验教学的效率。实现数字化技术辅助教学的目标，教师要熟练应用各种软件，准确把握课堂教学重点和学情，更要突破传统思维，敢于创新，打破数字化技术与实验教学的壁垒，最终在数字化技术的支持下更好地进行实验教学活动。

实验教学与数字化技术融合，不是仅仅把数字化技术作为辅助实验教学的工具，而是强调把数字化技术作为促进学生自主实验探究的工具和情感激励工具。以《认识光》为例，课堂中充分利用数字化技术所提供的多重交互的学习环境，借助希沃白板的拖动功能，教师可以将自然光源和人造光源分类的过程与结果完整地展示给全体学生。这一巧妙的课堂互动充分激发了学生的参与积极性。利用数字化技术所提供的自主探索、小组合作交流，可以使学生的创新思维与实践能力在融合过程中得到有效锻炼。数字化技术与实验教学的融合，不仅仅是为了解决教师如何教的问题，而是要把数字化技术作为学生实验探究的工具，推动实验教学改革与创新。

灵活地运用数字化技术，有利于学生直观地观察实验过程，构建知识体系，更深刻地理解实验重难点，更有利于发展学生的动手操作能力和分析推理、合作创新等综合实践能力。

二、数字化技术与实验教学融合中出现的问题

（一）过于注重数字化技术，忽视学生的实际操作过程

在实验教学过程中，教师没有及时关注学生的学习过程，而是照本宣科地演示课件，导致教师的教和学生的学不同步，学生的学习效果不尽如人意。

（二）数字化技术应用困难，无法辅助课堂教学

数字化技术能快速获取信息及传递、处理信息，可以大大提高课堂效率。但部分教师固守传统教学经验，无法快速接受和灵活应用数字化技术，导致数字化技术和课堂教学的结合度不高，更有甚者，因为数字化技术操作不熟练而影响课堂进程。

三、创新实验教学和数字化技术的融合

小学科学实验教学与数字化技术的融合，既减少了实验对于场地的依赖，又增强了实验的直观性和演示的过程性，使学生对实验操作细节的观察更细致准确，切实提高了学生科学实验的严谨性和科学性。

（一）通过教育数字化为学生构建自主学习环境

在传统教学模式下，帮助学生自主学习的资料只有教材、练习册等，学生学习资源有限，学习效率不高。鉴于此，教师可充分利用国家智慧教育公共服务平台、国家职业教育智慧教育平台等多种平台提供的相关资源，对本课重难点以及学生的认知困难有初步的认识。同时，教师课前利用网络为学生展示本节课的学习任务，引导学生课前选择并准备合适的实验材料，进行实验思路准备和器材准备。

（二）通过数字化技术和实验的融合实现直观教学

本课在导入环节播放烟台海上灯光秀，学生非常震撼，同时对光的传播也有了更直观的感受。课堂互动中，重视数字化技术以及科学、数学相关知识的迁移应用。对于光的传播路线，大多数学生猜想：光是沿直线传播的。那如何创造一条光的直线通道呢？课上学生运用希沃白板尺规功能中d的虚拟直尺进行图形的测量与画图，将2个小孔相连形成一条直线通道，使整个教学过程更加方便、更富有趣味。学生在参与图形的制作中，有效降低了学习与理解的难度，学生的思维一步步从抽象走向具象。

（三）通过数字化技术和实验的融合加强师生互动

科学课要全面贯彻党的教育方针，聚焦学生核心素养发展。教材中原来的实验方法是在纸片上打孔，将3个小孔调整到同一直线上。由于孔较小，看到的现象不够明显；同时调整的过程用时较多；另外，纸片比较轻，不便于固定。所以，我们设计了光的传播多功能演示器。（如图1）

图1

在小组讨论后，学生顺利将其拼装成功，将3个小孔调整在一条直线后，在屏上看到了清晰的圆光斑。（如图2）

图2

同时，为学生提供了两种不同材质的软管。学生发现，第一根软管摆成的曲线通道，屏上没有光，而第二根软管摆的曲线通道，屏上有光。（如图3）

图3

两次实验现象的不同，导致学生质疑“光沿直线传播”这一结论，教师鼓励学生大胆质疑，充分讨论。经过仔细对比观察和动手动脑，学生发现，穿软管时，光并不是沿着空气传播的，而是沿着软管壁传播。教师立即追问：这一发现有什么作用？学生大胆猜想：这样光就不仅能沿直线传播，而且还可以翻墙，可以根据需要设计传播路线。此时，教师发挥数字化技术的作用，播放光纤的视频。学生惊喜地发现，原来科学家的发现和自己的发现一样，极大鼓舞了学生科学探究的兴趣和探究科学的信心。学生在探究过程中，能以事实为依据做出独立判断；面对有说服力的证据，愿意调整自己的想法；善于有依据地质疑别人的观点；乐于尝试运用多种思路和方法完成探究和实践。有利于学生养成科学的态度和创新发现的科学思维。

（四）通过数字化技术的互动功能为学生提供展示的空间

学生在完成实验之后，有迫切地展示自己实验效果的愿望。此环节利用电子白板的传屏技术可以将整个实验过程投屏在大屏幕上，将学生分组实验操作的过程和结果清晰地展现给全班学生，方便学生进一步观察实验现象、分析实验结果，恰当地呈现生生互评和师生共评，从而激发学生探究的兴趣。这也是培养学生自信心的好机会。

总之，数字化技术所追求的，不是实验教学的机械化，而是实验教学的最优化。在小学科学实验教学中，根据学生实验情况，正确运用传屏、多媒体、网络等数字化教学手段，可弥补实验教学环境的不足，从而提高教学效果。在数字化教学过程中，教师要树立正确的数字化技术应用观念，当用则用，并积极响应国家开展终身数字教育的方针政策，在教学过程中将数字化技术、智能技术与教学融合，为党和国家培养更多拔尖的创新型人才。