讓科學(xué)課教學(xué)變得更加高效

楊濛濛

在當(dāng)下信息技術(shù)環(huán)境中，涌現(xiàn)了一批更安全、更高效的小學(xué)科學(xué)教學(xué)輔助系統(tǒng)。在平臺的應(yīng)用商店中，“NOBOOK”虛擬實驗室就是一款輔助動手實驗的軟件，其中涉及的項目涵蓋了小學(xué)科學(xué)課的四大領(lǐng)域，并包含觀察類、演示類、動手操作類、探究類等多種實驗方法。

下面，筆者就以儀器操作指導(dǎo)課——《顯微鏡的使用》為例，詳談該虛擬實驗室的輔助教學(xué)效果。

客觀而言，一個借助儀器加以觀察的實驗包含明確實驗?zāi)康?、了解實驗器材結(jié)構(gòu)、使用方法、實驗操作和實驗結(jié)論等五個部分，每個部分環(huán)環(huán)相扣、相互影響。受限于小學(xué)生的知識積累與操作經(jīng)驗，使用顯微鏡進(jìn)行觀察是一個較難完成的任務(wù)?，F(xiàn)在筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗，簡述常用的教學(xué)過程，并簡要闡述其中的難點與成因。

一、常規(guī)指導(dǎo)教學(xué)過程與缺陷分析

（一）明確實驗?zāi)康碾A段

1.老師通過問題激趣導(dǎo)入：你在生活中見過最小的物體是什么？

學(xué)生交流：灰塵、沙子、霧滴等。

師：這些東西如果用肉眼來觀察確實是已經(jīng)很小了，但有沒有更小的物體呢？我們怎樣才能觀察它？

老師結(jié)合學(xué)生回答，出示顯微鏡，同時也明確看清微小物體的實驗任務(wù)。

分析：引導(dǎo)學(xué)生明確實驗任務(wù)較為簡單明了，老師能依靠各種與學(xué)生息息相關(guān)的問題激發(fā)學(xué)生研究的興趣，幫助強(qiáng)化學(xué)生的研究任務(wù)。此階段的教學(xué)任務(wù)難點較少，易于克服。

2.簡單了解顯微鏡的結(jié)構(gòu)與功能

老師出示顯微鏡：想不想了解一下顯微鏡？你知道顯微鏡是由哪些結(jié)構(gòu)組成的嗎？（此時學(xué)生對顯微鏡眼熟，但未曾真正使用過，大都充滿研究的興趣，學(xué)習(xí)的興趣很濃。）

學(xué)生交流。

老師先將顯微鏡的物鏡、目鏡拆下，讓學(xué)生猜測各部分的功能，再通過展臺展示各零件的狀態(tài)，解說其中的工作原理，隨后在完整的顯微鏡上面演示反光鏡、粗準(zhǔn)焦螺旋、細(xì)準(zhǔn)焦螺旋、載物臺的操作方法。

分析：該階段的目標(biāo)實現(xiàn)看似容易，老師通過圖片或拆裝零件讓學(xué)生了解顯微鏡的基本構(gòu)成與各部件操作的方法，但在整個教授過程中，學(xué)生極易受觀察角度、觀察重點等影響，造成看似學(xué)習(xí)的假象。

（二）明確使用方法

1. 老師示范取鏡安放方法

一手握鏡臂，一手握鏡座。

2.老師演示對光過程

按住轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，使低倍鏡正對通光孔，然后轉(zhuǎn)動反光鏡，直到目鏡看到圓形光屏（老師呈現(xiàn)圓形光屏）。

分析：熟悉顯微鏡操作的老師，明白尋找清晰的視野并不是立即成功的，而是要經(jīng)歷一個由暗—較亮—亮的尋找過程。對小學(xué)生來說，他們?nèi)狈ふ医?jīng)驗，在意識上也沒有視野光亮的差別，致使在轉(zhuǎn)動反光鏡的同時用眼睛尋找圓形光屏，成為一個較難的過程。

3.放置切片標(biāo)本

先將切片放置于載物臺上，輕輕轉(zhuǎn)動粗準(zhǔn)焦螺旋，使物鏡前端接近切片。

分析：放置切片、調(diào)整鏡筒與切片距離這一系列動作較為直觀，學(xué)生很容易自己動作并及時進(jìn)行修正。

4.進(jìn)行觀察

通過反轉(zhuǎn)粗準(zhǔn)焦螺旋與微調(diào)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，使物像更為清晰。

分析：與對光過程相似，清晰的物像并非輕易可得到。在反復(fù)調(diào)整切片、尋找到觀察目標(biāo)的同時，需要學(xué)生分辨模糊、較模糊、較清晰、清晰的大概差別，再次微調(diào)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，最終獲得清晰物像。老師大都出示清晰物像作為學(xué)生的操作目標(biāo)，這一方法恰恰提高了學(xué)生的操作難度，致使實驗任務(wù)失敗。

5.收鏡

分析：收鏡階段是把顯微鏡恢復(fù)到之前的狀態(tài)，對學(xué)生來說不僅易于理解，而且操作也較為簡單。

（三）學(xué)生交流觀察結(jié)果

通過以上的分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，運用常規(guī)教學(xué)手段指導(dǎo)學(xué)生使用顯微鏡，最大的缺陷在于：在老師對光與尋找物像的講解中，學(xué)生不能感受操作對應(yīng)的效果;在獨立操作中，大多數(shù)小學(xué)生不能按部就班地操作，最終不能完成實驗任務(wù)。此時，老師可能會采用一一輔導(dǎo)、以優(yōu)扶差等方法糾正學(xué)生的錯誤做法，而此時課堂已經(jīng)陷入低效的境地。

二、運用“NOBOOK”虛擬實驗室輔助教學(xué)模式

在原有的授課基礎(chǔ)上，借助模擬實驗室中提供的“認(rèn)識顯微鏡”與“顯微鏡的使用”兩個主題，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)與詳細(xì)的使用方法。

（一）用顯微鏡3D模型代替實物，使學(xué)習(xí)真實更有效

相比之下，3D模型更為清楚、純粹，不僅能幫助學(xué)生觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，利于提高學(xué)生對顯微鏡基本工作原理的認(rèn)識，還可以放大縮小，使學(xué)生清晰認(rèn)識各零件。學(xué)生借助虛擬實驗室對工具有了客觀的認(rèn)識，也為此后的正確操作打下了基礎(chǔ)。

（二）學(xué)生利用該系統(tǒng)中的“練習(xí)使用”板塊反復(fù)操作

1.老師按照該板塊提供的實驗步驟，在3D環(huán)境下進(jìn)行操作與對應(yīng)效果演示

幫助學(xué)生建立“亮的光圈”“清晰的物像”這兩個概念，并掌握完成任務(wù)的具體操作動作與順序。

（1）左右滑動轉(zhuǎn)換器，將低倍物鏡轉(zhuǎn)到鏡筒下

（2）旋轉(zhuǎn)反光鏡，直到看到亮的光圈

老師操作反光鏡時，虛擬實驗室即時展示目鏡所見視野，便于學(xué)生判斷視野是否明亮，從而判斷動作是否有效。

（3）旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)焦螺旋，將鏡筒抬到指定高度，抬起壓片夾，將載玻片放在載物臺上

（4）旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)焦螺旋，降低鏡筒，調(diào)整至看清標(biāo)本

（5）左右移動載玻片，觀察標(biāo)本

2.在老師演示基礎(chǔ)上，學(xué)生借助虛擬實驗室操作顯微鏡

在這一系列清晰、規(guī)范的實驗步驟指導(dǎo)下，學(xué)生借助“智慧教育”平臺客戶端，熟悉流程，親自操作。在正確與失誤之中反省、總結(jié)，為之后的實物操作獲得操作經(jīng)驗。

三、結(jié)語

總之，結(jié)合實驗操作實際，老師靈活運用虛擬實驗室，以引導(dǎo)學(xué)生高效掌握操作步驟為目標(biāo)，以“即時反映操作效果”為虛擬設(shè)計理念，幫助學(xué)生在動手操作之前，清楚實驗步驟，探清操作者操作動作與對應(yīng)的實驗效果。由于學(xué)生在該過程獲得大量有利于動手實踐的經(jīng)驗，從而極大地降低了學(xué)習(xí)難度，提高了課堂教學(xué)效果，使實驗教學(xué)簡單、有趣。