基于信息技術(shù)的小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的探究

王云麗 程 輝

(1 廣東省中山市東升鎮(zhèn)東方小學(xué)，廣東中山 528414；2 廣東省中山市麗景學(xué)校，廣東中山 528414)

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展與日益普及的大環(huán)境下，如何將信息技術(shù)和學(xué)科課程進行有效融合成為教育界關(guān)注的新熱點。尤其是在新課改的指令槍打響后，眾多學(xué)校開始了“信息技術(shù)進課堂”的實驗與探索，在小學(xué)科學(xué)實驗課方面，利用信息技術(shù)改革課堂教學(xué)也取得了一定成效。但令人遺憾的是，小學(xué)科學(xué)實驗課仍舊停留在CAI課件輔助階段，而教師在促進現(xiàn)代信息技術(shù)改革實驗教學(xué)中的作用也未受到足夠重視。因此，進一步探索和加強現(xiàn)代信息技術(shù)與實驗教學(xué)的融合勢在必行。

一、信息技術(shù)支持小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的必要性

科學(xué)實驗教學(xué)是小學(xué)階段科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是科學(xué)探究的主要過程，其能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手實踐能力、創(chuàng)新思維、探索精神等綜合素質(zhì)，對于發(fā)展小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有重要的意義。但目前小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)存有諸多難題。首先，科學(xué)實驗的外在依存性大，需要外在時空環(huán)境、實驗儀器與設(shè)備等的全力配合，當某一條件或某些條件不具備時，實驗可能無法按要求進行；其次，有的實驗視場窄小，可見度低，影響學(xué)生的觀察，這對以6—12 歲具體形象思維明顯的學(xué)生為教學(xué)對象的小學(xué)科學(xué)課堂來說，是一大挑戰(zhàn)；再次，實驗多高難度、低趣味，實際上難度和趣味程度也是考量實驗質(zhì)量的重要標準，否則實驗會淪為表面熱鬧實則機械的動手操作，失去激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究能力的作用；最后，有些實驗因為危險系數(shù)大根本無法實物呈現(xiàn)。這些實驗教學(xué)的難題都會引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)效率低、能力訓(xùn)練不足等問題。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，信息技術(shù)開始走進小學(xué)科學(xué)實驗課堂，它集文字、聲音、圖形、動畫、視頻于一體，動感十足、交互性強，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)方式的直觀性、立體感和動態(tài)感不足的現(xiàn)狀。小學(xué)實驗教學(xué)與信息技術(shù)的有機融合使得教學(xué)形式趨于多樣化，不再拘泥于書本和刻板實驗，促進了教學(xué)的優(yōu)化，不僅有利于學(xué)生對知識的掌握，也有利于學(xué)生實驗探究能力的提高?？梢哉f，信息技術(shù)、信息資源和課程有機結(jié)合，既為學(xué)生搭建了一個新的學(xué)習(xí)平臺，也是教師實驗教學(xué)的得力助手。

二、小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的新要求

實驗作為科學(xué)教學(xué)的中心環(huán)節(jié)和最基本的組織形式，其主要功能是實現(xiàn)知識的傳遞與建構(gòu)、學(xué)生情感的培養(yǎng)。而知識的建構(gòu)過程總體上遵循由外向內(nèi)的演進路線，在科學(xué)實驗的課堂教學(xué)中表現(xiàn)為，學(xué)生通過觀察、模仿、體驗等方式獲取教師呈現(xiàn)出的經(jīng)驗、技巧，并融合自身的特點，形成個性化的經(jīng)驗與技巧。信息技術(shù)在實驗課堂的應(yīng)用中正好為這種以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式提供了的條件，但是，信息技術(shù)與科學(xué)實驗教學(xué)絕不是簡單的疊加，也不僅僅是工具或技術(shù)手段層面的應(yīng)用，而是要將信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)有機地融為一體，以達到教學(xué)系統(tǒng)的最優(yōu)化。

這一過程首先要求教師的行為具有可見性，即能被學(xué)生察覺到，在信息技術(shù)的選擇上應(yīng)體現(xiàn)這一原則，采納最利于學(xué)生觀察的實驗策略；第二，教師的演示應(yīng)當具有真實性和規(guī)范性，科學(xué)課不僅以傳遞科學(xué)知識和科學(xué)經(jīng)驗為使命，還承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的責(zé)任，這些目標的實現(xiàn)有賴于實驗演示的情景性和人文性；第三，教師的課堂演示還需具備直觀性，直觀的實驗演示不僅有利于學(xué)生對實驗進行細致觀察，還有利于對實驗進行操作模仿。這點在小學(xué)科學(xué)課堂中顯得尤為重要，小學(xué)生處于具象思維階段，加上年齡小、操作能力弱等原因，如果實驗不具直觀性，實驗中的細節(jié)就容易被學(xué)生忽略，學(xué)生也難以對實驗進行深度思考；第四，實驗演示如具備趣味性和可觸摸性等特點，能增強實驗對學(xué)生的刺激度，有利于增進學(xué)生對實驗的觀察和模仿興趣。

三、小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的策略

1.運用視頻動畫創(chuàng)設(shè)情境

在科學(xué)實驗教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生的年齡和心理特點，突出教學(xué)內(nèi)容的趣味性，充分利用信息技術(shù)中的視頻動畫技術(shù)創(chuàng)設(shè)出激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的情境，引導(dǎo)學(xué)生去觀察、探究。如在教授五年級下冊《地球》一課時，為激發(fā)學(xué)生興趣，筆者在開課伊始便播放視頻“海邊歸帆”，并提問：為什么總是先看到船的桅桿頂部，再逐漸看到船的上半部，最后才看到船的全部？學(xué)生一下子被視頻和問題吸引，紛紛討論。筆者順勢組織學(xué)生用地球儀和小船模型做模擬實驗，學(xué)生頓時興趣盎然，認真投入實驗探究中?？傊?，趣味性的視頻動畫能變普通為神奇，利用視覺和聽覺刺激來調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，從而優(yōu)化教學(xué)效果。

2.運用實物展臺示范操作

運用實物展示臺提高實驗演示的可見度，讓每一個學(xué)生都能看到和看清楚所演示的實驗。按照課標要求，教師在教授《電路的連接》一課時應(yīng)用實驗演示串聯(lián)和并聯(lián)電路。但在實驗過程中，教師在講臺的示范，很難讓所有學(xué)生都能從不同角度進行觀察。此時，引用電教媒體中的實物投影，將教師的示范投影在大屏幕上，無論學(xué)生坐在哪個位置都能清晰地觀察到實驗過程，進而掌握實驗要領(lǐng)和操作規(guī)范?？梢哉f，實物投影儀的出現(xiàn)在很大程度上優(yōu)化了實驗教學(xué)，將實驗觀察中的不可能變成可能。

3.運用多媒體課件演示

利用PPT、CAI 或Flash 等多媒體演示課件的暫停、回放等功能，減少實驗演示速度或增加實驗演示次數(shù)。如四年級下冊《小孔成像》這一實驗，實體操作和演示速度較快，學(xué)生來不及思考其中緣由實驗就已經(jīng)結(jié)束，實驗效果不理想。為解決這一問題，筆者借用信息技術(shù)中的Flash 動畫對之加以演示，通過視頻的暫停和回放，讓學(xué)生觀看操作步驟和細節(jié)，避免因觀察不細致而產(chǎn)生誤解。這種教學(xué)方式讓學(xué)生的認識具體化、形象化，增強了實驗的規(guī)范性，教師講起來輕松，學(xué)生學(xué)起來也容易。

4.運用交互式電子白板搭建展示平臺

綜合運用電子白板計算機界面、網(wǎng)頁上和光盤播放界面上的標注、畫圖、手動控制等操作，將知識的形成過程直觀呈現(xiàn)。在五年級下冊《白天與黑夜》的授課過程中，學(xué)生對于“晝夜交替”現(xiàn)象的產(chǎn)生難以理解。筆者借助電子白板對晝夜交替現(xiàn)象進行模擬，讓學(xué)生在課堂上就能觀察到一天中的晝夜更迭。同時，筆者運用電子白板的標注、探照鏡、拉幕等功能將不同顏色的小人標在地球儀上，方便學(xué)生辨別地球儀上的方向，進而找到地球自轉(zhuǎn)的方向。電子白板具有黑板和多媒體課件的優(yōu)點，已經(jīng)成為現(xiàn)代化教學(xué)體系中不可或缺的一員。利用交互式電子白板，不僅可以展示一些在實驗教學(xué)中不常接觸或危險的物體，還可以通過師生在白板上的親自操作增強學(xué)習(xí)趣味性以及學(xué)習(xí)過程的可視化。這些手段及功能的運用既能吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)思考，又降低了觀察難度和實驗危險程度，方便學(xué)生理解和掌握科學(xué)知識。

5.運用應(yīng)用軟件統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)

借用統(tǒng)計軟件記錄和整理實驗數(shù)據(jù)，便于更高效地分析和發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的規(guī)律，檢驗并發(fā)現(xiàn)實驗中的問題。例如在四年級上冊第四單元第3 課《測量呼吸和心跳》的講授中，筆者組織學(xué)生測量并收集“安靜狀態(tài)下”、“運動結(jié)束時”和“休息一會兒后”的每分鐘心跳次數(shù)和呼吸次數(shù)。在此基礎(chǔ)上對記錄于統(tǒng)計表中的數(shù)據(jù)進行分析和整理，以條形統(tǒng)計圖和折線統(tǒng)計圖為分析工具厘清心跳和呼吸的規(guī)律。電腦軟件EXCEL 的介入，為學(xué)生繪制統(tǒng)計圖提供了很大的便利，避免了手繪不精準和耗時耗力的問題，同時，EXCEL 自動生成的圖表形象地表現(xiàn)了呼吸和心跳的規(guī)律。有數(shù)據(jù)支撐的實驗報告更具科學(xué)性和表現(xiàn)力，筆者組織學(xué)生把自己小組的研究成果發(fā)表在小小科學(xué)網(wǎng)上，并同其他小組交流，以深化對實驗的認識和理解。

四、效果分析

信息技術(shù)的運用在方法和策略上有諸多選擇，每類都有自身的優(yōu)勢與不足，教師要根據(jù)教學(xué)的具體要求，對信息技術(shù)手段進行組合優(yōu)化，以取長補短使教學(xué)達到最優(yōu)化?？傮w而言，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中運用信息技術(shù)，有助于創(chuàng)設(shè)多樣化的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，促成課程目標的達成；同時，二者的融合能最大限度地整合教學(xué)資源、呈現(xiàn)學(xué)習(xí)材料，從而促進學(xué)生的全面發(fā)展。不僅如此，信息技術(shù)支持下的科學(xué)教學(xué)增強了師生互動，使教學(xué)過程協(xié)調(diào)融洽、生趣活潑，生成性課堂應(yīng)境而成。最后，信息技術(shù)自身的存儲與交互功能使得教學(xué)范本得以保存，這是教師進行教學(xué)反思、和同伴之間進行教學(xué)經(jīng)驗交流的重要資料，從這一意義上說，信息技術(shù)的運用更能促進教師的專業(yè)化發(fā)展。

值得反思的是，不做分析而任意使用信息技術(shù)反而會造成教學(xué)效果不佳，尤其要警惕將計算機模擬實驗取代學(xué)生實際動手操作的實驗的做法。這樣會弱化信息技術(shù)在科學(xué)教學(xué)中的作用，讓學(xué)生認為實驗演示等同于枯燥無味的電影播放，忽略了學(xué)生的自主操作與探究，反而影響課堂教學(xué)的質(zhì)量。如馬德保半球?qū)嶒炌ㄟ^視頻讓學(xué)生認識大氣壓力并不能達成預(yù)期效果，沒有親歷實驗，學(xué)生只會對實驗演示半信半疑，而此時若讓全班同學(xué)分小組拉兩個粘合在一起的吸盤，反而能更直觀地讓學(xué)生意識到大氣壓的存在。

五、結(jié)束語

實踐證明，在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，讓學(xué)生親歷實際操作過程，可以讓學(xué)生熟悉各種實驗儀器的使用方法，知悉操作規(guī)范，有利于增加感性認識和提高動手能力，同時也有利于培養(yǎng)其進行科學(xué)研究的興趣。合理地運用信息技術(shù)能促進實驗教學(xué)，相反，如果我們過分地依賴信息技術(shù)或運用不當，也會對學(xué)生造成一定的消極影響。當教師熱衷于信息技術(shù)的展示時，學(xué)生就可能淪為實驗的觀看者，使學(xué)生忽略實驗的內(nèi)涵，忽略從現(xiàn)象到本質(zhì)的分析。因此，在實驗教學(xué)中，我們必須按照學(xué)生的成長規(guī)律進行合理運用信息技術(shù)：（1）使用不宜過多，以免造成學(xué)生疲勞，分散注意力。（2）注意變換呈現(xiàn)的形式，要盡量變靜為動，以引起學(xué)生的注意。（3）要注意發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，不能以信息技術(shù)來代替教師的地位。

在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)過程中，恰當?shù)剡\用信息技術(shù)可使學(xué)生快速、高效地獲取知識,發(fā)展思維、形成能力,對教學(xué)方法的改革有著積極的意義。但運用信息技術(shù)優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)仍處于摸索階段，還需要一線教師在教學(xué)中豐富其內(nèi)涵。

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