數(shù)字化時代下的實驗教學(xué)探討

〔摘" "要〕" 隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化逐漸滲透到教育領(lǐng)域。在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用正改變著教學(xué)方式和方法。因此，在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)過程中，教師需要充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，創(chuàng)新教學(xué)方式方法，引導(dǎo)學(xué)生正確使用數(shù)字工具和平臺，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和綜合能力，提升實驗教學(xué)的效果，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。基于此，本文將探討數(shù)字化時代下小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的實踐。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；數(shù)字化時代；實驗教學(xué)；實踐探討

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2024）" 20" " 064-066

數(shù)字化技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸改變了以往的教育方法。在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用正改變著教學(xué)方式和方法。數(shù)字化技術(shù)不僅為實驗提供了更豐富、更精準的資源和方法，還極大地拓展了實驗教學(xué)的形式和途徑，從而促進學(xué)生的全面發(fā)展，提高小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量。在這樣的背景下，如何有效地利用數(shù)字化技術(shù)提升小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量，成為一個值得深入探討的問題。

一、提供個性化學(xué)習(xí)

數(shù)字化下，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、在線視頻等方式，獲取科學(xué)知識和實驗指導(dǎo)，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。同時，數(shù)字化平臺還可以提供在線測試、作業(yè)提交、成績反饋等功能，幫助學(xué)生更好地掌握科學(xué)知識和方法。此外，數(shù)字化平臺還可以為學(xué)生提供豐富多彩的學(xué)習(xí)資源和工具，促進學(xué)生的多元化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的發(fā)展。因此，教師應(yīng)該積極探索和應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，為學(xué)生提供更加個性化、多樣化、便捷化的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)習(xí)效果和學(xué)生的綜合素質(zhì)，從而滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，幫助學(xué)生更好地了解知識內(nèi)容，提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)效果。

例如，在《空氣的成分》教學(xué)過程中，首先，教師可以利用氣體分析儀、壓力傳感器等實驗設(shè)備，實時記錄實驗數(shù)據(jù)，并自動處理和分析數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生更好地理解實驗結(jié)果和科學(xué)原理，從而提供更加精準的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。同時，利用氣體分析儀、壓力傳感器等實驗設(shè)備，還可以為學(xué)生提供更加個性化的實驗方案和指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究和學(xué)習(xí)。其次，教師可以利用虛擬實驗室，為學(xué)生提供更加安全、便捷的實驗環(huán)境。虛擬實驗室可以模擬真實的實驗環(huán)境和條件，讓學(xué)生在計算機上進行實驗操作。通過虛擬實驗室，學(xué)生可以更加自由地探索實驗現(xiàn)象和規(guī)律，不受以往實驗設(shè)備和場地的限制。同時，虛擬實驗室還可以避免以往實驗中可能出現(xiàn)的危險和誤差，提高實驗的安全性和準確性。最后，教師還可以利用數(shù)字化技術(shù)，為學(xué)生提供更加個性化、多元化的學(xué)習(xí)評價。如教師可以利用數(shù)字化平臺，為學(xué)生提供在線測試和作業(yè)提交等功能。通過在線測試和作業(yè)的完成情況，教師可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行實時跟蹤和評價，并及時反饋給學(xué)生，幫助學(xué)生更好地了解自己的學(xué)習(xí)情況。同時，教師還可以利用數(shù)字化技術(shù)，為學(xué)生提供更加豐富、多元的學(xué)習(xí)資源和工具，如數(shù)字圖書館、在線課程、虛擬實驗室等，促進學(xué)生的多元化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

二、提升探究能力

在小學(xué)科學(xué)課堂上合理地引入數(shù)字化儀器，能夠豐富實驗教學(xué)的形式，提高實驗儀器的可操作性。這也對教師和學(xué)生的課堂探究提出了更高的要求。在以往的小學(xué)科學(xué)課堂上，教師會先親自演示一遍，再把學(xué)生分為若干組進行實驗。數(shù)字化系統(tǒng)的實驗方法能夠突破原有的實驗方法，使教師在實驗過程中，一邊進行講解一邊進行數(shù)據(jù)分析，在后續(xù)學(xué)生分組實驗時，也能夠把小組實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)分享給其他小組，小組和小組之間互相比較，從中發(fā)現(xiàn)問題。在這個實驗過程中，不僅能提高實驗儀器的可操作性，還能增強學(xué)生的探究能力，開發(fā)學(xué)生的思維。

例如，在《燈泡亮了》教學(xué)過程中，首先，教師可以利用數(shù)字化實驗器材，如數(shù)字電流表、電壓表等，引導(dǎo)學(xué)生進行電路連接實驗。通過實時監(jiān)測電流和電壓的變化，學(xué)生能直觀地理解燈泡亮起的原因和條件，增強對電路知識的理解。其次，教師可以利用數(shù)字化技術(shù)，如數(shù)據(jù)分析軟件、動畫演示等，引導(dǎo)學(xué)生自主探究。教師可以提供一些實驗數(shù)據(jù)和資料，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗方案，通過數(shù)據(jù)分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出結(jié)論。同時，教師還可以利用動畫演示，幫助學(xué)生理解電路的工作原理，進一步加深學(xué)生對知識的理解。最后，教師可以利用數(shù)字化技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生進行拓展探究。如教師可以引導(dǎo)學(xué)生探究不同類型燈泡的亮起情況，或者探究不同電路連接方式對燈泡亮度的影響等。通過數(shù)字化技術(shù)的運用，可以讓學(xué)生更加深入地探究問題，拓展學(xué)生的思維和視野。

三、強化實驗效果

開展數(shù)字化實驗教學(xué)，不僅可以利用精密儀器精準獲取實驗數(shù)據(jù)，而且還可以打破以往實驗儀器設(shè)備的限制，為學(xué)生開辟更加廣闊的思維空間，強化學(xué)生理性思維。利用計算機相關(guān)軟件可以對科學(xué)實驗的過程進行全過程精細化展現(xiàn)，幫助學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行全面觀察，增加對科學(xué)實踐的感性了解，激發(fā)學(xué)生的參與興趣。這對于培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)探究精神很有幫助。同時，數(shù)字化技術(shù)的運用還可以提高實驗的安全性和準確性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新能力。因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)該注重數(shù)字化技術(shù)的運用，為學(xué)生提供更加豐富、多元的學(xué)習(xí)體驗。

例如，在《運動物體的位置》教學(xué)過程中，首先，教師可以利用數(shù)字化實驗設(shè)備，如傳感器、數(shù)據(jù)采集器等，對運動物體的位置進行精準測量和記錄。這些設(shè)備可以實時采集實驗數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為圖表、數(shù)字等形式，幫助學(xué)生更直觀地理解運動物體的位置變化。其次，教師可以利用計算機軟件進行模擬實驗。通過模擬實驗，教師可以對運動物體的位置進行精確控制和調(diào)整，幫助學(xué)生更好地理解實驗原理和過程。同時，模擬實驗還可以避免以往實驗中可能出現(xiàn)的危險和誤差，提高實驗的安全性和準確性。最后，教師還可以通過數(shù)字化技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生自主探究。如教師可以讓學(xué)生利用數(shù)字化設(shè)備自行設(shè)計實驗，探究運動物體的位置變化規(guī)律。通過自主探究，學(xué)生可以更加深入地理解相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新能力。

四、拓展實驗教學(xué)

具體分析小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生進行的科學(xué)實驗，都以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)意識和知識探究能力為目標，開展的科學(xué)實驗通常為驗證性實驗。在小學(xué)階段開設(shè)探究性實驗教學(xué)可以幫助小學(xué)生建立起對物理學(xué)科的興趣與信心。而就當前我國小學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及設(shè)備實際水平來看，小學(xué)生使用的實驗器材較為落后，難以在真正意義上開展探究性實驗。在小學(xué)階段對實驗教學(xué)進行改革和創(chuàng)新，以全新實驗儀器收集資料，依據(jù)可見數(shù)字進行實驗分析，并與信息技術(shù)相融合，能夠為學(xué)生提供線上的科學(xué)教學(xué)資源，從而實現(xiàn)由注重知識傳授的驗證性實驗到注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的探究性實驗的轉(zhuǎn)變，更好地解決上述問題。

例如，在《材料的導(dǎo)熱性》教學(xué)過程中，首先，教師可以利用數(shù)字化技術(shù)獲取更精準的實驗數(shù)據(jù)。在實驗中，需要測量不同材料在不同溫度下的導(dǎo)熱性能。以往的方法是通過溫度計和計時器來測量，數(shù)據(jù)比較粗糙，誤差較大。而借助數(shù)字化技術(shù)，如使用熱電偶和數(shù)據(jù)采集器，可以更精確地測量溫度變化，獲取更準確的實驗數(shù)據(jù)。其次，教師可以利用數(shù)字化技術(shù)來實時監(jiān)控實驗過程。通過高清攝像頭和計算機軟件的配合，可以實時監(jiān)控實驗過程中材料的狀態(tài)和溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)實驗中的異常情況，避免實驗事故的發(fā)生。同時，學(xué)生也可以通過計算機軟件觀察實驗過程，更直觀地理解材料的導(dǎo)熱性能。最后，教師可以利用數(shù)字化技術(shù)來分析實驗數(shù)據(jù)。通過計算機軟件的數(shù)據(jù)分析功能，可以快速地處理實驗數(shù)據(jù)，繪制出各種圖表和曲線，幫助學(xué)生更好地理解實驗結(jié)果。同時，學(xué)生也可以通過計算機軟件自主探究實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)材料導(dǎo)熱性能的規(guī)律和特點。

五、強化實踐教學(xué)

數(shù)字化時代下，實踐教學(xué)的重要性更加突出。虛擬實驗室等數(shù)字化實踐場景可以幫助學(xué)生更加直觀地理解科學(xué)實驗過程和原理，從而更好地掌握科學(xué)知識和方法。同時，虛擬實驗室還可以為學(xué)生提供更加便捷、安全、高效的實驗環(huán)境，降低實驗成本，提高實驗效率。因此，教師應(yīng)該積極探索和應(yīng)用虛擬實驗室等數(shù)字化實踐場景，幫助教師更好地講解抽象的生物概念，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，為學(xué)生提供更加豐富、多樣化的實驗體驗，促進學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

例如，在《光合作用》教學(xué)過程中，首先，教師可以利用虛擬實驗室來模擬光合作用的過程。通過數(shù)字化技術(shù)，可以生動地展示葉綠體如何吸收光能，如何將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，以及如何合成有機物等過程。這樣的教學(xué)方式能夠讓學(xué)生更加直觀地理解光合作用的原理，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。其次，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進行虛擬實驗。在虛擬實驗室中，學(xué)生可以自由地探索各種實驗條件對光合作用的影響，如光照強度、二氧化碳濃度、溫度等。通過這種方式，學(xué)生可以在安全的環(huán)境下嘗試各種實驗條件，從而更好地理解光合作用的機制和影響因素。最后，教師可以利用數(shù)字化技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析。通過收集實驗數(shù)據(jù)并進行分析，學(xué)生可以更加深入地理解光合作用的本質(zhì)和規(guī)律。同時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字化技術(shù)將數(shù)據(jù)可視化，將實驗數(shù)據(jù)以圖表、圖像等形式呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生更好地理解和掌握實驗結(jié)果。

綜上所述，數(shù)字化環(huán)境下，小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)具有無限的可能性。數(shù)字化技術(shù)為實驗教學(xué)提供了豐富的資源和工具，使教學(xué)更加生動、直觀，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。同時，數(shù)字化技術(shù)也提高了實驗教學(xué)的精準度和效率，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和實驗技能，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

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