谷凝華

古時，一尺一桌一夫子就是課堂，而現(xiàn)在的課堂不僅僅只有粉筆、黑板，還增加了隨著科技發(fā)展而產(chǎn)生的傳感器等數(shù)字化實驗裝備。教育的信息化使教育環(huán)節(jié)數(shù)字化，提高了教育質(zhì)量和效率，形成了適應(yīng)信息社會要求的教育新模式。融入傳感器的數(shù)字化課堂讓科學(xué)實驗教學(xué)呈現(xiàn)得更加豐富、直觀，進(jìn)一步提高了實驗的科學(xué)性。本文主要以有限的數(shù)字化傳感器裝備使用經(jīng)驗交流感受，表述在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中使用傳感器的新感知。

陶行知先生說過;“教而不做，不能算是教;學(xué)而不做，不能算是學(xué)。教與學(xué)都以做為中心?！笨茖W(xué)知識抽象、復(fù)雜、廣泛，現(xiàn)在科學(xué)實驗室又加入了新成員——傳感器。在體驗過融入傳感器的科學(xué)實驗后我才發(fā)現(xiàn)，原來實驗課還能這么多元化！這么炫酷！利用傳感器可以在多方面彌補普通實驗的局限，凸顯學(xué)生在科學(xué)課堂的主體地位，使其成為真正的知識發(fā)現(xiàn)者和構(gòu)建者。

一、傳感器的定義

傳感器是一種檢測裝置，能將感受到的被測量信息，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、顯示和記錄等要求。傳感器使科學(xué)實驗有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活起來。通常包括聲、光、電、熱、磁、力和運動類傳感器。它們可以自動生成實驗報告，包括實驗數(shù)據(jù)和圖像等。

二、使用傳感器的感與知

（一）對于老師來說

1.使用傳感器有利于提高學(xué)生實驗操作水平和科學(xué)專業(yè)素養(yǎng)

傳感器的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)動手實驗的要求，不再局限于用實驗記錄單去記錄數(shù)據(jù)，也不再只用畫圖、填表去分析比較，而是利用數(shù)據(jù)采集器自動獲取并分析數(shù)據(jù)。這就要求老師在掌握基本實驗操作的基礎(chǔ)上，充實信息化知識內(nèi)容，豐富信息化操作，學(xué)會使用信息化工具——傳感器來進(jìn)行實驗，記錄和分析數(shù)據(jù)。老師使用傳感器教學(xué)有利于改善傳統(tǒng)動手實驗的不足，提高老師的實驗素養(yǎng)，開闊眼界，更好地創(chuàng)新性教學(xué)。

2. 使用傳感器有利于節(jié)省指導(dǎo)學(xué)生實驗方法的時間

大部分科學(xué)課都包含實驗，可以說，實驗教學(xué)活動是科學(xué)課的重要組成部分。一堂科學(xué)課老師往往要花大量時間在實驗方法和操作規(guī)范的指導(dǎo)上。比如，在學(xué)習(xí)蘇教版科學(xué)四年級上冊第二單元《冷熱和溫度》一課時，涉及測量一杯水在不同時間的溫度。利用溫度傳感器可以簡化實驗操作，實時地測量出一杯水在不同時間里的溫度，并且在數(shù)據(jù)采集器上會顯示出有關(guān)溫度變化的曲線圖。這簡化了老師對學(xué)生的實驗指導(dǎo)，大大節(jié)省了課堂時間。

（二）對于學(xué)生來說

1.提升學(xué)生的科學(xué)實驗興趣

小學(xué)生好動且好奇心很強，對科學(xué)知識充滿求知欲。興趣是學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，促使他們渴望自己動手做實驗。傳感器的應(yīng)用在一定程度上增加了實驗的難度和趣味性，可以滿足學(xué)生的挑戰(zhàn)心理和好奇心。在實驗中使用傳感器教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的探究興趣，突出學(xué)生的主體地位。老師可適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生自己動手利用傳感器去實驗、去操作，在親身實踐中感知信息化技術(shù)帶來的便利，提高學(xué)生收集信息和分析信息的能力。

2.鍛煉學(xué)生實驗探究能力

組織一堂實驗課，不僅僅是讓學(xué)生完成實驗?zāi)敲春唵危簩嶒炃埃枰?guī)范學(xué)生的操作習(xí)慣;實驗中，要加以指導(dǎo);實驗結(jié)束后，要求學(xué)生有良好的整理實驗器材的習(xí)慣。傳感器使用的前提是，學(xué)生必須具備一定的實驗操作規(guī)范。例如，在使用溫度傳感器時，學(xué)生就需要學(xué)會調(diào)節(jié)正確的參數(shù)等一系列操作，在訓(xùn)練操作的同時，也鍛煉了學(xué)生運用信息化技術(shù)的能力，鍛煉了學(xué)生的動手探究能力。

（三）對于實驗教學(xué)來說

1.突破實驗教學(xué)的局限

小學(xué)科學(xué)中實驗眾多，很多實驗在課堂上開展存在很多局限性。比如，蘇教版科學(xué)五年級上冊第三單元“電磁鐵”一節(jié)中，學(xué)生需要動手實驗去探究影響自制電磁鐵磁力大小的因素有哪些。書上是用做好的電磁鐵去吸引回形針，但我們在實際操作時發(fā)現(xiàn)，如果電磁鐵磁力過小，即使改變電源大小或繞線圈數(shù)，實驗現(xiàn)象也不明顯，哪怕是換成重量更輕的大頭針，實驗現(xiàn)象也不直觀。后來利用磁力傳感器就解決了這一問題。傳感器很靈敏，數(shù)據(jù)會精確到小數(shù)點后兩位，所以即使磁力強度不大，傳感器也能實時檢測到精確的數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)采集器上形成的圖表，可以很直觀地看到磁力大小的變化。

2.提高實驗教學(xué)的效果

在五年級探究“呼出氣體和吸入氣體成分不同”時，書上的實驗只能證明吸入和呼出的氣體成分是不同的，還需要老師結(jié)合氣體成分的圖表，才能讓學(xué)生明確吸入空氣中氧氣多二氧化碳少，呼出氣體中氧氣變少二氧化碳變多。這樣學(xué)生就處于一個被動接受知識的狀態(tài)。但是利用氧氣濃度傳感器和二氧化碳傳感器后，能明顯提高學(xué)生的興趣與理解程度。這兩個傳感器只需學(xué)生吹一口氣，就能立刻測出氧氣或二氧化碳的含量。學(xué)生通過觀察數(shù)值的變化，可以直觀地感受到，這兩種氣體的含量在呼吸過程中是在不斷變化的。

三、結(jié)語

科學(xué)應(yīng)該怎么教？我想這是一個科學(xué)教老師經(jīng)常會聽到、會思考的問題?？茖W(xué)不僅要學(xué)知識，更要學(xué)方法?？茖W(xué)知識豐富且抽象，利用傳感器技術(shù)來輔助實驗教學(xué)是行之有效的教學(xué)手段和方法。信息化技術(shù)與傳統(tǒng)實驗手段相結(jié)合是一個不可忽視的趨勢。吳非老師說過：“老師為什么要接受‘繼續(xù)教育’，乃是因為我們的知識是有限的，而且隨著社會的發(fā)展，隨著教學(xué)工作的不斷變化，老師必須不斷地提高專業(yè)技能，多讀書，建構(gòu)個人的知識體系?！痹谶@樣一個信息化普及的時代，老師只有自己先適應(yīng)信息化帶來的改變，才能更好地給學(xué)生呈現(xiàn)出信息化課堂體驗，打開科學(xué)課上的信息通道。