依托信息技術(shù)輔助實驗教學(xué)

劉娟

〔摘? ? 要〕? 在當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的時代，信息技術(shù)已經(jīng)躍升為教學(xué)領(lǐng)域中不可或缺的重要助手。它憑借網(wǎng)絡(luò)化的廣泛覆蓋和可視化的直觀呈現(xiàn)，為小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)注入了新的活力。信息技術(shù)不僅能有效激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，使他們對科學(xué)實驗產(chǎn)生探索的好奇心，還能顯著縮短實驗周期，提高實驗效率。同時，它還能夠突破地域空間的限制，讓學(xué)生在教室中也能領(lǐng)略到科學(xué)世界的奧秘。更重要的是，信息技術(shù)的運用還能有效降低實驗風(fēng)險，保障學(xué)生的安全。本文在分析信息技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)實驗發(fā)揮的作用的基礎(chǔ)上，深入討論了如何借助信息技術(shù)輔助小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)，以期對教育者有所幫助。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；信息技術(shù)；實驗教學(xué)

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 16? ? 055-057

現(xiàn)代信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合是我國基礎(chǔ)教育課程改革與教育信息化的一項重要任務(wù)?！痘A(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》明確要求：大力推進信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，促進信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。信息技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的趨勢勢不可當(dāng)，教師應(yīng)積極利用信息技術(shù)手段，創(chuàng)新科學(xué)實驗課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂質(zhì)量。

一、依托信息技術(shù)輔助小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的作用

（一）使小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)更加直觀化

重點與難點是小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中的核心要素，也是學(xué)生學(xué)習(xí)道路上常常遇到的絆腳石。然而，信息化教學(xué)的廣泛應(yīng)用，不僅能夠幫助學(xué)生順利地跨越思維上的障礙，還能夠在潛移默化中引導(dǎo)他們構(gòu)建屬于自己的知識體系，極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)習(xí)過程變得輕松愉快。

小學(xué)科學(xué)課本中的許多知識，如一些原理、規(guī)律等理論知識，并非學(xué)生肉眼所能觀察到的。例如，在青島版五四制小學(xué)五年級下冊第二單元中的《心和腦》這一課中，采用傳統(tǒng)的講授式的教學(xué)模式，僅僅靠教師講解心臟的構(gòu)成、功能這些重點、難點內(nèi)容，往往過于枯燥乏味，而且難以表達全面，學(xué)生不僅不能理解，還可能會喪失探索小學(xué)科學(xué)的興趣。但是，在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中引入信息技術(shù)手段，便可以解決這些障礙，將心臟的結(jié)構(gòu)，如心房、心室等，以及心臟如何與血管系統(tǒng)協(xié)同工作，確保血液順暢循環(huán)的原理、規(guī)律等理論知識，通過直觀的動畫呈現(xiàn)給學(xué)生。這樣，不僅能夠有效突破重點、難點內(nèi)容，還可以引導(dǎo)學(xué)生從多角度觀察、比較，進一步引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)象進行抽象，形成科學(xué)理論知識。

（二）使小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)更加趣味化

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師?！迸d趣在小學(xué)科學(xué)實驗學(xué)習(xí)中具有關(guān)鍵性的作用。學(xué)生對某個領(lǐng)域或主題感興趣時，會自發(fā)地投入時間和精力探索和學(xué)習(xí)，這種內(nèi)在的動力遠勝于外部的壓力或強制。借助信息技術(shù)手段，教師可以為學(xué)生提供有趣的虛擬實驗環(huán)境，模擬真實的實驗教學(xué)過程，讓學(xué)生親自操作、觀察實驗現(xiàn)象，參與到一些有趣的科學(xué)實驗中。這種身臨其境的學(xué)習(xí)體驗，不僅讓他們感到新奇有趣，更能幫助他們直觀地理解科學(xué)原理，提升學(xué)習(xí)效果，能夠極大地激發(fā)學(xué)生對實驗的好奇心。

（三）使小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)更加豐富化

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)時刻保持與時俱進的教學(xué)理念，密切關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代性和前沿性。為了拓寬學(xué)生的知識視野，教師應(yīng)積極融入拓展性知識，使學(xué)生不僅掌握基礎(chǔ)科學(xué)知識，更能接觸到社會、自然、經(jīng)濟、科技等領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)。

教師應(yīng)打破傳統(tǒng)的課本教學(xué)方式的束縛，構(gòu)建體現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)特點的非線性學(xué)習(xí)方式。這種靈活多樣的學(xué)習(xí)方式，能夠讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和需求進行個性化學(xué)習(xí)，更加自主地探索科學(xué)世界。在信息化時代，各種信息化產(chǎn)品為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，如科學(xué)喵、虛擬實驗、十分科學(xué)等App軟件，可以給學(xué)生提供在線上體驗科學(xué)實驗的機會。教師應(yīng)充分利用這些資源，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求進行篩選和整合，從而培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和信息素養(yǎng)。通過這樣的教學(xué)改革和創(chuàng)新，小學(xué)科學(xué)課程將更貼近現(xiàn)代社會的發(fā)展，更符合學(xué)生的成長需求，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的未來人才奠定堅實基礎(chǔ)。

由此可見，信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中扮演著舉足輕重的角色，不僅豐富了教學(xué)手段，還極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。借助信息技術(shù)，可以將抽象的科學(xué)原理變得直觀生動，將復(fù)雜的實驗過程變得簡單易懂。同時，信息技術(shù)還能夠為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)路徑和豐富的學(xué)習(xí)資源，滿足他們多樣化的學(xué)習(xí)需求。接下來，本文將深入探討如何將信息技術(shù)有效地應(yīng)用于優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中。

二、借助信息技術(shù)輔助小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的思路

（一）采用信息技術(shù)，創(chuàng)新實驗教學(xué)

在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)和探究中，實驗內(nèi)容的趣味性和直觀性是激發(fā)學(xué)生探索欲望的關(guān)鍵所在。為了提高實驗的吸引力，拓寬學(xué)生的科學(xué)視野，教師可以借助信息技術(shù)豐富實驗內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方式。在課堂教學(xué)中，可以利用信息技術(shù)將實驗過程以圖像、聲音、動畫等多種形式呈現(xiàn)出來，使科學(xué)實驗教學(xué)更加生動有趣，讓學(xué)生仿佛置身于奇妙的科學(xué)世界中。通過這樣的展示方式，學(xué)生不僅能夠直觀地理解科學(xué)原理，還能在動手操作的過程中體驗到科學(xué)的樂趣，從而更加熱愛科學(xué)，愿意深入探索科學(xué)的奧秘。

例如，在進行青島版五四制小學(xué)五年級下冊第五單元中《自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)》這一課的教學(xué)時，學(xué)生會疑惑：地球是怎樣轉(zhuǎn)的??？為什么我們感受不到地球的自轉(zhuǎn)？為什么地球轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生晝夜更替？教師可以通過制作地球自轉(zhuǎn)的動圖，直觀地向?qū)W生展示從北極上空觀察呈反時針方向旋轉(zhuǎn)和從南極上空觀察則呈順時針方向旋轉(zhuǎn)的科學(xué)現(xiàn)象。在這一過程中，學(xué)生可以觀察到地球自轉(zhuǎn)的速度、角度以及是如何圍繞地軸進行自轉(zhuǎn)的。由此向?qū)W生解答：由于地球自轉(zhuǎn)的角速度較小、人類與地球具有相同的自轉(zhuǎn)速度、地球自轉(zhuǎn)對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響是間接的以及人類感知能力的限制等原因，所以我們無法感受到地球的自轉(zhuǎn)。同時，也可以向?qū)W生提出問題：“為什么我們從北極和南極不同的地方觀察，地球的自轉(zhuǎn)方向是相反的呢？”另外，在教學(xué)地球的公轉(zhuǎn)是圍繞太陽進行一種周期性的橢圓周運動這一課時，需要學(xué)生掌握地球公轉(zhuǎn)是如何進行的，并向?qū)W生普及離太陽最近的位置稱為近日點、最遠的位置稱為遠日點這一知識。然而，光是語言教學(xué)無法清楚地描述這一過程和近日點、遠日點的位置情況，因此教師可以創(chuàng)新教學(xué)方法，將地球公轉(zhuǎn)的過程采用動畫的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前。采用這種創(chuàng)新的實驗教學(xué)方式，能夠極大地激活學(xué)生探索地球的好奇心。

再如，在進行青島版五四制小學(xué)三年級上冊第一單元中《植物的身體》這一課的教學(xué)時，涉及植物這一實體概念的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生往往會感到困惑。他們可能會好奇，這些植物是怎樣生長的？植物的根是什么樣子的？植物的果實是怎樣長出來的？在實物探究過程中，這些問題常常難以得到滿意的解答。但是，教師可以借助信息技術(shù)手段，巧妙地運用科普動畫片段幫助他們理解。在動畫中，植物的生長過程被生動地模擬出來，從一個小小的種子到發(fā)芽再到長成小樹苗，最后結(jié)出果實，這種情境生動地展示了植物發(fā)芽、生長的動態(tài)過程。學(xué)生在觀看這些動畫時，仿佛身臨其境，融入了這個充滿趣味的情境，并在快樂中理解了植物生長的動態(tài)過程。

通過這些活動，教師成功地幫助學(xué)生建立了實驗、感性認識與抽象認識之間的有機聯(lián)系，讓他們在收集、整理知識的過程中，逐漸形成了一套完整的知識體系，并從中體會到了學(xué)習(xí)的樂趣。這種寓教于樂的教學(xué)方式不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還培養(yǎng)了他們的想象力和創(chuàng)造力，讓他們在輕松愉快的氛圍中掌握了科學(xué)知識。

（二）創(chuàng)設(shè)虛擬仿真技術(shù)實驗環(huán)境，讓學(xué)生體驗實驗樂趣

在小學(xué)階段，一些科學(xué)實驗涉及電力和明火，這對于好奇心旺盛且注意力易分散的小學(xué)生而言，存在一定的安全隱患。此外，在現(xiàn)實中進行實驗具有不可逆性，材料一旦被使用了就不能重復(fù)使用，這會造成資源浪費。因此，在進行安全隱患較高的實驗時，教師可以巧妙運用虛擬仿真技術(shù)輔助教學(xué)，例如NOBOOK虛擬實驗室、科學(xué)喵等實驗平臺，通過模擬真實的實驗環(huán)境，讓學(xué)生在線上也能體驗到動手實驗的樂趣，積累科學(xué)實驗的經(jīng)驗。

例如，在進行青島版五四制小學(xué)四年級上冊第一單元中《燈泡亮了》這一課的教學(xué)時，學(xué)生對電路會產(chǎn)生很大的好奇心，有些學(xué)生想要直接接觸電源從而會誘發(fā)觸電危險，對于這種突發(fā)的情況，教師往往猝不及防。因此，教師可以利用虛擬仿真技術(shù)模擬實驗的線路環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生按照NOBOOK虛擬實驗室的實驗規(guī)則進行線路的串并聯(lián)實驗。如果學(xué)生連接的線路是正確的，小燈泡便會亮，否則，則會發(fā)出警告，提示連接錯誤，請學(xué)生重新進行連接。這種虛擬技術(shù)的運用，不僅確保了學(xué)生在安全的環(huán)境中進行學(xué)習(xí)，還大大提高了實驗教學(xué)的效率。學(xué)生可以在虛擬實驗環(huán)境中反復(fù)練習(xí)，直至熟練掌握實驗技巧，然后再進行真實的實驗，從而避免了因操作不當(dāng)而導(dǎo)致的資源浪費和時間耗費。

（三）利用各種App軟件，提供學(xué)生實驗的機會

《論語》說：“溫故而知新，可以為師矣?！睂W(xué)生僅僅依靠課上的實驗練習(xí)，往往是不夠的，還需在課下進行練習(xí)，復(fù)習(xí)課上所學(xué)。但是，父母往往缺乏陪伴他們做實驗的時間，因此教師可以利用科學(xué)喵、虛擬實驗、十分科學(xué)等App軟件給學(xué)生布置課后的練習(xí)作業(yè)，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)實驗知識。

例如，在經(jīng)歷了青島版五四制小學(xué)五年級下冊第四單元中《簡單機械》這一課的學(xué)習(xí)后，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了杠桿、輪軸等簡單機械的作用原理。教師就可以利用科學(xué)喵App布置課后作業(yè)，讓學(xué)生進行實驗，探索應(yīng)該怎樣運用杠桿原理使人所施加的力能夠?qū)⒁粔K大石頭抬起來。

三、結(jié)語

在信息化時代，信息技術(shù)已成為小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中的重要輔助工具。教師必須與時俱進，創(chuàng)新地將信息技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，促進小學(xué)科學(xué)實驗的創(chuàng)新與發(fā)展。

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