胡 林

作者單位：江蘇省江陰市青陽(yáng)實(shí)驗(yàn)小學(xué)

小學(xué)科學(xué)課程是一門重視實(shí)踐的基礎(chǔ)性課程，它把綜合性探究活動(dòng)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的重要方式，強(qiáng)調(diào)在教師的組織和支持下，讓學(xué)生主動(dòng)參與。教師應(yīng)在學(xué)生參與科學(xué)探究的過程中進(jìn)行點(diǎn)撥，讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，積極進(jìn)行科學(xué)探究。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)字教育技術(shù)逐漸進(jìn)入課堂，直觀形象的多媒體圖片、視頻、網(wǎng)絡(luò)資源、學(xué)習(xí)軟件等成為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式。數(shù)字技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)融合，是逐步培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析能力和解決問題能力的最佳方式，是當(dāng)今小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最佳模式[1]。

一、運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣

興趣在學(xué)習(xí)中的重要性不言而喻，興趣促使學(xué)生去追求知識(shí)、探索知識(shí)的奧秘。蘇霍姆林斯基曾說：“如果老師不想方設(shè)法使學(xué)生產(chǎn)生情緒高昂和智力振奮的內(nèi)心狀態(tài)，就急于傳授知識(shí)，不動(dòng)感情的腦力勞動(dòng)就會(huì)帶來疲倦。沒有歡欣鼓舞的心情，沒有學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)習(xí)就會(huì)成為學(xué)生的負(fù)擔(dān)?！币虼?，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)根據(jù)小學(xué)生的特點(diǎn)，運(yùn)用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，通過聲音、錄像、動(dòng)畫等直接作用于學(xué)生的多種感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富教學(xué)內(nèi)容，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生求知的自覺性和積極性[2]。

例如，在蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“橡皮泥在水中的沉浮”一課的教學(xué)中，為了更好地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的實(shí)驗(yàn)興趣，筆者運(yùn)用了“烏鴉喝水”這個(gè)故事的動(dòng)畫視頻導(dǎo)入新課，讓學(xué)生邊看邊思考問題：“烏鴉為什么能喝到水呢？”為學(xué)生理解后續(xù)教學(xué)中出現(xiàn)的“物體排開的水量”這一概念做鋪墊。教師可以找一些類似的動(dòng)畫作為導(dǎo)入。動(dòng)畫具有直觀性、形象性和生動(dòng)性，能刺激學(xué)生的感官，激發(fā)他們探究的興趣。同時(shí)，它能在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)與本課學(xué)習(xí)主題相關(guān)的內(nèi)容，讓學(xué)生的注意力聚焦[3]。

二、妙用數(shù)字技術(shù)，突破實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)

（一）實(shí)驗(yàn)前，明確要點(diǎn)

教師應(yīng)在信息技術(shù)的支持下，明晰實(shí)驗(yàn)方法，辨析實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，讓實(shí)驗(yàn)前的指導(dǎo)和準(zhǔn)備落到實(shí)處。如在蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“摩擦力的秘密”一課的教學(xué)中，教師組織學(xué)生研究“摩擦力的大小與什么有關(guān)”。學(xué)生用測(cè)力計(jì)測(cè)量拉動(dòng)一個(gè)木塊用多少力。學(xué)生第一次用測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小，教師應(yīng)讓其明確操作要點(diǎn)，可用手機(jī)將操作演示投影到大屏幕上，學(xué)生通過觀看短片明確操作方法。實(shí)驗(yàn)前，教師還可以圖片的形式出示操作方法的步驟，讓學(xué)生進(jìn)一步明確該怎么操作。

（二）實(shí)驗(yàn)中，突破盲區(qū)

在科學(xué)課堂中，利用數(shù)字技術(shù)能夠清晰地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，能有效突破傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生對(duì)細(xì)微實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察盲區(qū)。例如，在蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“物體的形狀改變以后”一課中，在探究形變微小的玻璃瓶彈性這一難點(diǎn)時(shí)，筆者做了演示實(shí)驗(yàn)。為了讓學(xué)生更清晰地看到玻璃管中水位的變化，筆者借助實(shí)物展臺(tái)和電子白板將實(shí)驗(yàn)過程完整地呈現(xiàn)在電子屏幕上，放大聚焦現(xiàn)象。學(xué)生對(duì)形變微小的玻璃瓶彈性有了深刻的認(rèn)識(shí)，突破了教學(xué)難點(diǎn)。在交流環(huán)節(jié)，借助視頻中的圖片截取，有針對(duì)性地進(jìn)行分析，使學(xué)生打破思維瓶頸，思維順應(yīng)發(fā)展，更好地理解實(shí)驗(yàn)過程[4]。

（三）實(shí)驗(yàn)后，展示過程

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，交流環(huán)節(jié)肯定是在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。尤其對(duì)于周期長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，通過圖片、視頻的形式將主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行收集整理，有機(jī)展示，對(duì)于實(shí)驗(yàn)分析交流特別重要。例如，在蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)下冊(cè)“鐵釘生銹了”一課中，學(xué)生為了研究鐵釘生銹的原因，進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間長(zhǎng)，學(xué)生在最后交流時(shí)，僅憑記憶和文字，交流匯報(bào)明顯不實(shí)。為了彌補(bǔ)這一不足，教師可以將學(xué)生拍攝的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖片整理成PPT 課件，學(xué)生作交流匯報(bào)時(shí)，圖文結(jié)合，循序漸進(jìn)，清晰地呈現(xiàn)鐵釘生銹的過程、鐵釘生銹速度的變化特點(diǎn)，包括表面的鐵銹加速內(nèi)部鐵的生銹這樣的難點(diǎn)，也在信息技術(shù)的支持下變得更容易理解。

三、運(yùn)用數(shù)字傳感技術(shù)，提高定量實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性

小學(xué)科學(xué)中包含一些復(fù)雜的定量實(shí)驗(yàn)。對(duì)于小學(xué)生來說，定量實(shí)驗(yàn)操作起來比較煩瑣。如果實(shí)驗(yàn)失敗，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)無疑是不利的。教師可以在定量實(shí)驗(yàn)課上運(yùn)用數(shù)字傳感技術(shù)輔助教學(xué)，這樣可以讓學(xué)生順利做好實(shí)驗(yàn)，并且印象深刻。此外，數(shù)字傳感技術(shù)可以把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。但是，教師在使用數(shù)字傳感技術(shù)時(shí)要注意以下問題。第一，數(shù)字傳感技術(shù)相關(guān)的儀器比較昂貴，教師在課堂上要讓學(xué)生小心操作，避免產(chǎn)生不必要的破壞。第二，數(shù)字傳感技術(shù)相關(guān)的儀器在推出時(shí)是面向市場(chǎng)的，而教材中的實(shí)驗(yàn)是純理論的，所以數(shù)字傳感設(shè)備在有些情況下并不能完成、佐證所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教師應(yīng)有選擇地使用[5]。

四、巧用數(shù)字技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)效率

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師的板書、教具的演示、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算等，往往占用了一節(jié)課中不少的時(shí)間，學(xué)生沒有足夠的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大。實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和匯總分析，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，并通過圖表的形式直觀呈現(xiàn)在學(xué)生面前，以便給學(xué)生充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)效率。

在蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“冷熱與溫度”一課的教學(xué)中，連續(xù)測(cè)量一杯水溫度變化的規(guī)律時(shí)，由于首次使用水銀溫度計(jì)測(cè)量水溫，學(xué)生操作時(shí)還不夠熟練，所以課上來不及完成測(cè)量，而且讀數(shù)時(shí)誤差較大，最終熱水降溫的規(guī)律只能由教師總結(jié)歸納。數(shù)字溫度計(jì)的加入，使操作簡(jiǎn)單方便，讀數(shù)零誤差，給數(shù)據(jù)分析提供了充分的時(shí)間和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，熱水降溫變化規(guī)律的得出也就水到渠成。后來，筆者還嘗試運(yùn)用了帶有計(jì)時(shí)功能的溫度傳感器，它可以根據(jù)需求設(shè)置不同的時(shí)間間隔，異組異質(zhì)（1 分鐘間隔、2 分鐘間隔）開展實(shí)驗(yàn)，自主獲取溫度數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成熱水降溫曲線圖，更直觀地展示出熱水降溫的變化規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)手段，可以幫助師生節(jié)省時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)操作難度，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中更關(guān)注定性實(shí)驗(yàn)，忽略定量實(shí)驗(yàn)的不足，引導(dǎo)學(xué)生更多地關(guān)注定量分析。同時(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何借助先進(jìn)的儀器設(shè)備、數(shù)字技術(shù)，做好定量分析，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)規(guī)律，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

五、利用數(shù)字技術(shù)，拓寬實(shí)驗(yàn)時(shí)空

數(shù)字技術(shù)把聲、光、形、色融于一體，動(dòng)靜結(jié)合，直觀形象，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的多種感官，打破了原有課堂時(shí)空的制約，延伸和拓寬了教學(xué)時(shí)空，解決了教師難以講明白、課堂無法實(shí)現(xiàn)、學(xué)生難以聽懂的問題，從而有效實(shí)現(xiàn)了精講，幫助學(xué)生更快、更容易、更生動(dòng)地理解教學(xué)內(nèi)容。

在蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“晝夜交替”一課的教學(xué)中，筆者先利用靜態(tài)圖片展示太陽(yáng)東升西落、晝夜交替等現(xiàn)象，學(xué)生思維受到限制，不易明白現(xiàn)象背后的規(guī)律。于是，筆者搜索了大量的動(dòng)態(tài)視頻代替靜態(tài)的畫面，有機(jī)結(jié)合展示，學(xué)生思維變得順暢活躍，跨越了理解障礙，很容易就理解了晝夜交替等現(xiàn)象都是由地球的自轉(zhuǎn)形成的。在隨后的教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)涉及宇宙的知識(shí)大多枯燥、艱澀、難懂，學(xué)生沒有直觀的體驗(yàn)很難理解。流行的VR 眼鏡可以給學(xué)生帶來直觀的體驗(yàn)，科學(xué)課堂實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)時(shí)空的拓展，原本很難理解的宇宙知識(shí)變得有趣易學(xué)，這些都是數(shù)字技術(shù)帶給科學(xué)課堂的改變。

六、運(yùn)用App，提高自主探究的有效性

運(yùn)用App 進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，不僅能夠突破時(shí)間和空間的限制，而且能將教學(xué)實(shí)驗(yàn)以更加直觀形象的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前。同時(shí)，App 上有豐富的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以運(yùn)用App 來進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而促使學(xué)生更加積極主動(dòng)地進(jìn)行小學(xué)科學(xué)的探究活動(dòng)。但是，教師也不宜過度運(yùn)用App，教學(xué)的本質(zhì)是師生、生生的互動(dòng)過程，而過度使用App 無疑會(huì)讓師生在“精神上”分離。同時(shí)，大部分App 為了搶占市場(chǎng)，都或多或少地帶有一定的娛樂性質(zhì)，會(huì)分散學(xué)生的注意力，導(dǎo)致事與愿違。

例如，在教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“聲音的傳播”一課的教學(xué)中，包含“聲音在固體中的傳播”環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)中，筆者指導(dǎo)學(xué)生利用“分貝儀”App，實(shí)驗(yàn)的效果非常好。在信息化時(shí)代下，教師應(yīng)該充分利用手機(jī)上的相關(guān)App，讓自己的課堂豐富多彩。

七、適用數(shù)字技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)

隨著《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要》的實(shí)施，一個(gè)全新的概念——“公民科學(xué)素質(zhì)”，逐漸走進(jìn)人們的生活?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，而提升科學(xué)素養(yǎng)的核心任務(wù)之一就是提升實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。過去機(jī)械化的實(shí)驗(yàn)操作、技能訓(xùn)練，束縛了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展，如今伴隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展、教學(xué)數(shù)字化手段的提高，學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)素養(yǎng)得到了熏陶、培養(yǎng)和提升[6]。

（一）運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能

俗話說，“少成若天性，習(xí)慣成自然”。因此，在學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)時(shí)就要讓學(xué)生學(xué)到規(guī)范的操作，避免讓不規(guī)范的操作成了習(xí)慣。為了達(dá)到這個(gè)目的，在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的作用，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的正確方法、步驟有明確的認(rèn)知。明辨對(duì)錯(cuò)，分清先后，明確要求，學(xué)生就能將正確的操作規(guī)范牢記在心，掌握正確的操作技能。

在講授蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“橡皮泥在水中的沉浮”一課時(shí)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察并記錄橡皮泥放入水中后水面的變化情況。由于水面變化幅度較小，學(xué)生讀數(shù)又不規(guī)范，很容易出現(xiàn)較大誤差，影響實(shí)驗(yàn)效率。這時(shí)，筆者就及時(shí)用高拍儀捕捉學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)錯(cuò)誤讀數(shù)的畫面，將它呈現(xiàn)在屏幕上，通過直觀展示仰視和俯視兩種不規(guī)范的讀數(shù)方法，讓學(xué)生知道仰視和俯視時(shí)讀數(shù)會(huì)出現(xiàn)誤差，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己讀數(shù)時(shí)的錯(cuò)誤，從而教給學(xué)生正確規(guī)范的平視的讀數(shù)方法。這一過程也讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)時(shí)操作要規(guī)范，否則就會(huì)采集到與實(shí)際數(shù)據(jù)誤差較大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（二）運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和求真的科學(xué)精神

科學(xué)精神包括勤奮、堅(jiān)持、嚴(yán)謹(jǐn)、質(zhì)疑、求真、冷靜、客觀、創(chuàng)新、不畏困難、不唯書、不唯上、不唯古、不被現(xiàn)象所迷惑、思考問題不停留表面等，教師可以通過有目的地運(yùn)用數(shù)字技術(shù)使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到培養(yǎng)和熏陶。在日常教學(xué)中，很多教師更習(xí)慣于接受符合常規(guī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)論，但在具體的實(shí)際操作中，往往會(huì)出現(xiàn)一些與已有實(shí)驗(yàn)結(jié)論不相符的結(jié)論與數(shù)據(jù)。教師如果能將這些異常數(shù)據(jù)進(jìn)行羅列和呈現(xiàn)，組織學(xué)生進(jìn)行分析、思考，讓學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)發(fā)生“異?！钡脑?，則會(huì)使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范、步驟安排有更為明晰的感知。在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)很自然地養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

總之，信息時(shí)代的到來為科學(xué)教學(xué)注入了新的動(dòng)力，數(shù)字技術(shù)作為輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，互相補(bǔ)充和完善，為小學(xué)科學(xué)教學(xué)帶來了新的方式方法，確保了學(xué)生形象思維和抽象思維的同步培養(yǎng)，為科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新型的學(xué)習(xí)資源環(huán)境和方法，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，教師還要不斷探索，挖掘潛力，讓數(shù)字技術(shù)在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。