曾曉麗

【摘要】 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，信息化設(shè)備改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。電子傳感器是剛剛興起的智能型傳感器，是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。將電子傳感器運(yùn)用于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，有效地改進(jìn)了教與學(xué)的方式，能夠?yàn)闃?gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂提供有效平臺。本文結(jié)合“電子傳感器”在實(shí)驗(yàn)課程中的具體教學(xué)實(shí)例，探討電子設(shè)備與小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】 小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn) 電子傳感器 探究實(shí)驗(yàn) 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號】 G623.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）12-093-01

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一、電子傳感器可化抽象為具象，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課堂的可視化

電子傳感器設(shè)備進(jìn)入科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，憑借其科技化、信息化、智能化的特點(diǎn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程的可視化。

在教科版小學(xué)科學(xué)三年級下冊《溫度與水的變化》單元中，教學(xué)的難點(diǎn)在于如何讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究過程理解水的狀態(tài)變化及其熱量變化的關(guān)系。在《水的三態(tài)變化》一節(jié)中，水在固態(tài)與氣態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，即水的升華與凝華過程，在課程標(biāo)準(zhǔn)中僅作為簡單了解的知識，但考慮到升華和凝華是日常生活中一個相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，且就學(xué)生對于水的三態(tài)轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，凝華和升華現(xiàn)象及其熱量變化規(guī)律還是值得探討的課題。傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室條件下，利用簡單溫度計(jì)等工具，從溫度的上升或下降直接去斷定熱量的變化需要較長測定時(shí)間，學(xué)生并不能直觀地觀察到水在固態(tài)和氣態(tài)轉(zhuǎn)化過程中到底有沒有吸熱或放熱。在本單元引入溫度傳感器和相應(yīng)配套電子儀器，通過測量和采集數(shù)據(jù)，溫度顯示屏能夠呈現(xiàn)水在固態(tài)和氣態(tài)轉(zhuǎn)變過程中溫度數(shù)據(jù)的走勢，繼而對水在這一狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程是否吸熱或放熱進(jìn)行一定程度的推演。學(xué)生可以通過簡單而充實(shí)的實(shí)驗(yàn)，親身觀察和體驗(yàn)升華與凝華的現(xiàn)象，以及探索影響升華與凝華速率的因素。

電子傳感器進(jìn)入小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，將科學(xué)概念形成的抽象過程具象化，極大地提高了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可見度，降低因自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)的不確定因素所造成的失誤，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)效性。

二、電子傳感器使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從感性認(rèn)知轉(zhuǎn)化為理性分析

電子傳感器在實(shí)驗(yàn)課堂中的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)用“定量數(shù)據(jù)”推理出“定性結(jié)論”的教學(xué)目標(biāo)。

以教科版小學(xué)科學(xué)三年級下冊《聲音的變化》一課為例，本節(jié)課重難點(diǎn)在于讓學(xué)生理解“音高”的概念及其影響因素。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材的教學(xué)中，通過將一把鋼尺緊按在桌面上，撥動鋼尺伸出桌邊的一端，注意鋼尺發(fā)出的聲音和振動的快慢。再改變鋼尺伸出桌邊的長度，繼續(xù)撥動，比較兩種情況下鋼尺振動的快慢和發(fā)聲的音調(diào)，進(jìn)而歸納得出“振動越快，音調(diào)越高，振動越慢，音調(diào)越低”的結(jié)論。但中年級的小學(xué)生單憑視覺來觀察鋼尺振動快慢，或僅憑借聽覺來判斷聲音高低差異是比較困難的。教師只能根據(jù)肉眼觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，向?qū)W生闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏直觀的認(rèn)識，對實(shí)驗(yàn)結(jié)論也缺乏思考探究的過程，不利于學(xué)生理性思維的培養(yǎng)。

在引入電子傳感器的實(shí)驗(yàn)課堂中，可以利用聲波傳感器記錄聲音的聲波曲線，將聲波傳感器放置于測定物體（鋼尺）旁邊，再連接傳感器的電子顯示屏，聲波傳感器能將它所感應(yīng)到的空氣壓力變化以聲波曲線的方式呈現(xiàn)出來，將聲量量化進(jìn)而獲得聲音大小的數(shù)據(jù)。再進(jìn)一步使用聲波傳感器獲取的聲波曲線將音調(diào)量化，來斷定聲音的高低。聲波傳感器反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時(shí)間短，極大縮短課堂實(shí)驗(yàn)測試時(shí)間，最大效率獲取精確數(shù)據(jù)，將實(shí)驗(yàn)材料對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的局限性降到最低，呈現(xiàn)出清晰的聲波變化曲線。學(xué)生可由實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)和圖形自行歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)科學(xué)觀察所得的定性結(jié)果與定量分析結(jié)論相結(jié)合。

學(xué)生將電子設(shè)備獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，使其對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象由感性地認(rèn)知上升到理性地分析，更能激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究熱情，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)，提升學(xué)生的理性思維能力。

三、電子傳感器為探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)增大了深度和寬度

引入電子傳感器，將科學(xué)概念的傳授過程轉(zhuǎn)換為多因素多層次的自主探究活動。

教科版小學(xué)科學(xué)五年級下冊《設(shè)計(jì)制作一個保溫杯》一課中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂下，因?yàn)橹谱鞅乇蜋z測溫度的過程均需要花費(fèi)較多時(shí)間，采用傳統(tǒng)儀器（溫度計(jì)和計(jì)時(shí)器）進(jìn)行的測量準(zhǔn)確性較差，課堂上可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作非常有限，難以調(diào)動起學(xué)生參與探究性活動的思維活性。

在引入溫度傳感器的實(shí)驗(yàn)課上，要探索不同材料的傳熱能力，學(xué)生只需使用溫度傳感器接觸待測物體，即可從采集器的數(shù)碼表來獲取實(shí)時(shí)溫度，并采集不同材料的溫度變化曲線，來分辨不同物質(zhì)熱傳遞能力的變化趨勢及其相互間的差異。另教材中資料庫的“拓展知識”板塊，涉及傳導(dǎo)、對流與輻射這三種熱傳遞方式。除了熱傳導(dǎo)的原理，借助電子傳感器精準(zhǔn)快速的探測功能，還可以對熱對流和熱輻射的原理展開探究。在電子傳感器的設(shè)備支持下，可以開展的關(guān)于熱對流和熱輻射的探究課題包括：①探索影響物體熱輻射的能力的因素，如物體溫度高低和顏色的深淺等因素；②探索熱對流的過程中具有哪些特點(diǎn)，如不同溫度物體的移動是否會產(chǎn)生互相影響，或適宜條件下的物體對流傳熱是即刻產(chǎn)生的嗎？

四、小結(jié)

隨著教育信息化的發(fā)展和基礎(chǔ)教育新課程改革的不斷深入，數(shù)字化電子設(shè)備深入到小學(xué)科學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，為學(xué)科課程提供了有效可行的教學(xué)平臺。將電子傳感器與小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相融合，利用其多樣化的功能，為多種模式的探究性實(shí)驗(yàn)課堂提供精確的成果，有助于建立起電子傳感器支持下的科學(xué)課程資源。熟練運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，從高技術(shù)、人性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化等方面全方位、多角度地設(shè)計(jì)課堂，讓學(xué)生經(jīng)歷一個完整的知識的發(fā)現(xiàn)、形成、應(yīng)用和發(fā)展的過程。也可以促進(jìn)課堂管理、教學(xué)、教研等要素的系統(tǒng)性結(jié)合，使科學(xué)課堂成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與技能的重要陣地。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]蘇伊拉.小學(xué)科學(xué)教學(xué)中多媒體技術(shù)的應(yīng)用思路研究[J]. 小學(xué)科學(xué)（教師版），2016，（11）：17. [2017-09-07].

[2]呂崇文.小學(xué)科學(xué)的教育信息化[J]. 課程教育研究，2016，（17）：179. [2017-09-07].endprint