應(yīng)用數(shù)字技術(shù)優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

李志瑜

近些年來(lái)，信息技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)人們的生活產(chǎn)生了巨大的影響，特別是在教育領(lǐng)域，數(shù)字技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。例如在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)可以將小學(xué)實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)過(guò)程直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，從而增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，改善小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，有效提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。本文對(duì)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)闡述了數(shù)字技術(shù)如何提升小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，旨在為提升小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提供參考。

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是小學(xué)的重要教學(xué)內(nèi)容之一。實(shí)驗(yàn)學(xué)科具有促進(jìn)學(xué)生手腦并用，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的作用。但是受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，當(dāng)下很多小學(xué)在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，其教學(xué)的效果卻差強(qiáng)人意。究其原因，主要是因?yàn)閷W(xué)生只是在機(jī)械地完成教師所布置的任務(wù)，或者只是進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有重視學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的行為，這就導(dǎo)致學(xué)生參與度低、積極性不強(qiáng)，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)這門(mén)課難以產(chǎn)生足夠的興趣。另外，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以教師為主體，學(xué)生只是被動(dòng)地接受教師所安排的實(shí)驗(yàn)課程，更難以體現(xiàn)學(xué)生在課堂上的主體地位。而在小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中引入數(shù)字技術(shù)以后，就能徹底改變學(xué)生被動(dòng)的現(xiàn)狀。由于數(shù)字技術(shù)可以更加直觀形象地將實(shí)驗(yàn)的過(guò)程展示給學(xué)生，特別是對(duì)于那些步驟復(fù)雜、現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)作用更好，因此運(yùn)用數(shù)字技術(shù)可以優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

一、運(yùn)用數(shù)字傳感，提高定量實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些復(fù)雜的定量實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)操作過(guò)程比較煩瑣，而且更難以全面深刻地理解實(shí)驗(yàn)原理。運(yùn)用數(shù)字傳感技術(shù)就可以幫助學(xué)生得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而且更能直觀形象地將數(shù)據(jù)展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生能夠更加理性地分析實(shí)驗(yàn)的發(fā)生原理，這對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維具有重要作用。例如在小學(xué)科學(xué)《摩擦力的秘密》這一實(shí)驗(yàn)課中，傳統(tǒng)的操作方法是學(xué)生用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體在桌面上進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)，以便于測(cè)定兩個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦力大小，在操作中不但要保證拉動(dòng)物體做的是水平直線運(yùn)動(dòng)，而且還要保證物體所做的是勻速運(yùn)動(dòng)，這種操作要求對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)幾乎很難準(zhǔn)確完成，因此在實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)就會(huì)有很大誤差，最終會(huì)影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)分析和正確的判斷。而將數(shù)字傳感技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)課堂中，就能有效避免學(xué)生操作不當(dāng)產(chǎn)生的誤差，能夠更加準(zhǔn)確地測(cè)得摩擦力的大小。而對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)合理利用數(shù)字傳感器就能夠親手測(cè)得摩擦力的大小，且不需要擔(dān)心由于操作不當(dāng)產(chǎn)生的誤差，并且保證了對(duì)比實(shí)驗(yàn)中其他因素不變，從而使實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，這樣學(xué)生就能夠通過(guò)所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)影響摩擦力的因素進(jìn)行定量分析，培養(yǎng)學(xué)生良好的理性思維。

二、運(yùn)用數(shù)字仿真技術(shù)，提高模擬實(shí)驗(yàn)的直觀性

學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)生活中自然現(xiàn)象的有效途徑，也培養(yǎng)學(xué)生理性的科學(xué)思維。但是在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有些實(shí)驗(yàn)需要很大的場(chǎng)地和空間，有的則需要很?chē)?yán)苛的實(shí)驗(yàn)條件才能順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。受客觀條件的限制，很多小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)法真正開(kāi)展，而引入數(shù)字仿真技術(shù)就可以解決這一難題，現(xiàn)在的數(shù)字模仿技術(shù)可以提高模擬實(shí)驗(yàn)的直觀性，營(yíng)造出富有真實(shí)感的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，使實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象更加明顯、實(shí)驗(yàn)效果更好，這在傳統(tǒng)小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

在教學(xué)《骨骼和肌肉》一課時(shí)，在正常情況下人是很難看到的自身內(nèi)部的骨骼結(jié)構(gòu)的，因此很難進(jìn)行直觀的實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生理解骨骼和肌肉。而引入數(shù)字仿真技術(shù)都可以很好地實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目的。我們可以利用數(shù)字仿真技術(shù)或者是X光片拍攝肌肉和骨骼，也可以利用電腦模擬的仿真軟件，教師引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手在電腦上對(duì)人體的骨骼進(jìn)行排列，掌握人體骨骼的排列規(guī)律，然后在骨骼外添加相對(duì)應(yīng)的肌肉，電腦軟件對(duì)每次操作的骨骼和肌肉都有相應(yīng)的名稱(chēng)、備注以及詳細(xì)的介紹，學(xué)生通過(guò)不斷的操作就可以更加直觀形象地了解人體的骨骼和肌肉。

三、運(yùn)用數(shù)字App提高自主探究的有效性

近些年數(shù)字App的發(fā)展速度日新月異，給教育領(lǐng)域帶來(lái)了前所未有的變化。

運(yùn)用數(shù)字App進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，不僅突破了時(shí)間和空間的限制，而且將教學(xué)實(shí)驗(yàn)以更加直觀形象的知識(shí)展現(xiàn)在學(xué)生面前;同時(shí)數(shù)字App上有豐富的學(xué)習(xí)資源、各式各樣的教學(xué)視頻，學(xué)生可以運(yùn)用App來(lái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，遇到難題可以直接在App上找到答案，也可以不斷地看教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí);甚至在數(shù)字App上可以進(jìn)行自我測(cè)驗(yàn)，隨時(shí)掌握自身的學(xué)習(xí)情況。因此我們說(shuō)，數(shù)字App，既為學(xué)生提供了自主探究的條件，也促使學(xué)生更加積極主動(dòng)的進(jìn)行小學(xué)科學(xué)的手探究活動(dòng)。

例如在學(xué)習(xí)《聲音》這一部分內(nèi)容時(shí)，我們讓家長(zhǎng)和孩子一起在課余時(shí)間，在移動(dòng)終端上安裝“分貝儀”App，利用自帶的麥克風(fēng)來(lái)測(cè)量周?chē)穆曇舡h(huán)境，實(shí)時(shí)記錄下分貝數(shù)。將學(xué)生的探究活動(dòng)延伸到了課外，隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，同時(shí)也讓家長(zhǎng)認(rèn)識(shí)到，移動(dòng)終端有助于孩子學(xué)習(xí)，通過(guò)親子測(cè)量，拉近了與孩子間的距離。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，創(chuàng)造性地引入數(shù)字技術(shù)不僅提高了小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率，而且能夠使學(xué)生更加形象直觀地了解、學(xué)習(xí)小學(xué)科學(xué)知識(shí)。同時(shí)，運(yùn)用數(shù)字傳感技術(shù)能夠有效提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性，特別是針對(duì)一些操作步驟復(fù)雜、現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)字仿真技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，能夠幫助學(xué)生更好的理解實(shí)驗(yàn)的原理，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

【作者單位：溧陽(yáng)市西平小學(xué) ?江蘇】