數(shù)字化技術(shù)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加有趣有效

〔摘

要〕

小學(xué)科學(xué)是小學(xué)階段的一門基礎(chǔ)學(xué)科，主要研究自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律，是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。但是，傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式比較單一，學(xué)生在動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往容易產(chǎn)生困惑，甚至有的學(xué)生不理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，不能真正掌握實(shí)驗(yàn)原理?；诖耍Y(jié)合教科版教材內(nèi)容，本文對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的影響、優(yōu)勢以及方法進(jìn)行分析探討。小學(xué)科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它既是一門非常重要的科學(xué)，也是小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的一部分。小學(xué)階段是學(xué)生身心發(fā)展的重要階段，對學(xué)生各方面能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要。而小學(xué)科學(xué)學(xué)科具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、理論性和抽象性，對小學(xué)科學(xué)教師來說，其教學(xué)難度較大，這就要求教師在教學(xué)過程中必須充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，運(yùn)用多種教學(xué)方法和手段，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。數(shù)字化教育技術(shù)是一種以計(jì)算機(jī)、多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代信息技術(shù)為手段，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行加工、重組和創(chuàng)新而形成的新型教學(xué)模式。作為一種新興教育技術(shù)手段，其在小學(xué)科學(xué)課堂上的應(yīng)用，能夠有效提高教學(xué)效率和質(zhì)量。一、數(shù)字化技術(shù)對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響（一）提供更豐富的資源和實(shí)驗(yàn)教具數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺為實(shí)驗(yàn)提供了豐富的資源和實(shí)驗(yàn)教具，教師可根據(jù)學(xué)生年齡特點(diǎn)、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣等設(shè)計(jì)有趣的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)的過程中了解實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。例如，在進(jìn)行“電”的探究中，教師可以提供手機(jī)、手電筒、小燈泡等各種實(shí)物或仿真電子產(chǎn)品作為學(xué)生用以探究觀察電產(chǎn)生的現(xiàn)象；還可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中通過感官認(rèn)識到電是什么。（二）增加互動(dòng)和參與度傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往通過自己的講解和演示，讓學(xué)生被動(dòng)地接受知識，缺乏師生之間、生生之間的互動(dòng)交流。數(shù)字化教育技術(shù)的發(fā)展讓課堂不再是單向傳授知識的場所，而是一個(gè)充滿互動(dòng)與合作的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過引入互動(dòng)性，使學(xué)生在與教師的交流中更積極地參與學(xué)習(xí)過程。通過使用電子白板、在線教學(xué)平臺和多媒體教具等工具，教師可以呈現(xiàn)生動(dòng)有趣的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，學(xué)生可以通過電子設(shè)備參與課堂互動(dòng)，回答問題、提出疑問、參與小組討論，從而加深對知識的理解和應(yīng)用。二、數(shù)字化技術(shù)在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)優(yōu)勢（一）提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)興趣是最好的老師，興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，利用數(shù)字化技術(shù)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中了解更多關(guān)于自然、生命、科學(xué)知識。利用數(shù)字化教育技術(shù)可以讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加生動(dòng)形象，學(xué)生能夠有更多機(jī)會了解和感受實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象和科學(xué)原理。（二）提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其重要組成部分，是學(xué)生掌握知識的基礎(chǔ)和前提。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師一般采用演示的方式開展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地觀察和體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但由于時(shí)間和空間限制，這種演示的方式效果并不是很好。所以，在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要充分利用數(shù)字化技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以借助多媒體課件或網(wǎng)絡(luò)資源開展教學(xué)，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)在線觀看視頻、圖片等，從而彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無法觀察到的現(xiàn)象；借助數(shù)字化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)過程的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，讓學(xué)生可以通過線上交流與互動(dòng)來探討不同實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)劣、探究過程中所需要注意的問題等；利用數(shù)字化技術(shù)開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可以打破時(shí)空限制，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)相關(guān)科學(xué)知識和技能。（三）培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科學(xué)探究能力小學(xué)科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)是核心內(nèi)容，也是主要任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要特別注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科學(xué)探究能力。通過數(shù)字化教育技術(shù)，可以幫助學(xué)生更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有利于提升學(xué)生的探究能力。三、數(shù)字化技術(shù)在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用（一）培訓(xùn)教師的技術(shù)能力1.具備數(shù)字技術(shù)的使用能力新課標(biāo)要求教師要熟悉教材內(nèi)容，并能夠靈活地、創(chuàng)造性地使用教材，充分發(fā)揮教材的價(jià)值。結(jié)合教科版教材內(nèi)容和小學(xué)科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，教師要學(xué)會借助數(shù)字化教育技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生之間的互動(dòng)交流。例如：在《沉與浮》一課中，教師可以通過數(shù)字化技術(shù)將沉與浮進(jìn)行可視化展示，使學(xué)生直觀了解沉與浮的具體情況。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中借助數(shù)字化技術(shù)，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，既能幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，又能激發(fā)學(xué)生對科學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣。再如：在《光的反射》一課中，教師可以通過數(shù)字化技術(shù)將光的反射過程進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，讓學(xué)生了解光反射的原理，對這部分知識有個(gè)較好的掌握。2.轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)方式和理念科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，不僅可以加深學(xué)生對知識的理解，而且可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力。傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式比較單一，教師在課堂上通常會講授相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識，讓學(xué)生有針對性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是，忽略了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性。隨著信息化教學(xué)方式和數(shù)字化教學(xué)設(shè)備的普及，教師可以運(yùn)用多媒體設(shè)備和數(shù)字化教學(xué)設(shè)備，幫助學(xué)生突破傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性，同時(shí)可以將抽象的概念形象化、生動(dòng)化。例如，在講解“靜電”這一概念時(shí)，可以通過多媒體設(shè)備讓學(xué)生觀看動(dòng)畫視頻，幫助學(xué)生理解靜電是怎樣產(chǎn)生的。通過多媒體設(shè)備將抽象的概念形象化、生動(dòng)化，既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又可以幫助學(xué)生加深對“靜電”這一概念的理解。因此，在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字化教育技術(shù)手段能有效提高教學(xué)質(zhì)量和效率。（二）解決設(shè)備和資源不足的問題1.數(shù)字化教學(xué)設(shè)備和資源的投入隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化教育技術(shù)手段逐漸應(yīng)用到小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，利用數(shù)字化教育技術(shù)手段對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，能夠有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用數(shù)字化教育技術(shù)手段，能夠?qū)鹘y(tǒng)教學(xué)模式和數(shù)字化教育技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、拓寬學(xué)生思維和視野。同時(shí)，還可以有效地降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。因此，學(xué)校要加大對數(shù)字化教育技術(shù)設(shè)備和資源的投入力度，通過數(shù)字化教育技術(shù)手段為小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供物質(zhì)保障。2.保障學(xué)校設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)營小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要保障設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)營，不僅需要學(xué)校建立健全完善的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理制度，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)，提高實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)技能；同時(shí)還需要學(xué)校和實(shí)驗(yàn)室配備專門的實(shí)驗(yàn)管理員，明確職責(zé)任務(wù)，保障學(xué)校各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作正常有序開展。實(shí)驗(yàn)室要根據(jù)科學(xué)學(xué)科教學(xué)大綱、教材和教參要求，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容、時(shí)間、方法及安全措施等。在進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容、時(shí)間安排及安全措施等內(nèi)容提前通知給學(xué)生。實(shí)驗(yàn)室要設(shè)立專門的儀器保管室和儀器存放柜。儀器保管室應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程保管和使用各種儀器。儀器存放柜應(yīng)設(shè)置在安全方便的地方。存放設(shè)備時(shí)，應(yīng)將存放柜按性質(zhì)和使用用途分類存放。存放設(shè)備時(shí)應(yīng)注意：嚴(yán)禁用手直接觸摸儀器表面；禁止將易碎、易潮的儀器放在容易磕碰到的地方；嚴(yán)禁將化學(xué)試劑等易燃易爆物品放入儀器中；嚴(yán)禁使用明火和帶電設(shè)備直接接觸儀器；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須在指定位置放置好實(shí)驗(yàn)臺并鎖好門窗。（三）教師和學(xué)生隱私和安全的保護(hù)1.建立合理的隱私保護(hù)機(jī)制教師在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要制定合理的隱私保護(hù)機(jī)制，將學(xué)生的個(gè)人信息、身體情況、心理狀態(tài)等信息進(jìn)行合理保護(hù)，以免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)意外，導(dǎo)致身體出現(xiàn)損傷或者心理出現(xiàn)障礙等。就隱私保護(hù)機(jī)制的建立來看，學(xué)校和教師應(yīng)制定明確的隱私保護(hù)政策，明確規(guī)定保護(hù)學(xué)生隱私的權(quán)利和義務(wù)，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的使用和存儲權(quán)限；在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)識別和了解可能涉及學(xué)生個(gè)人信息的情況，例如學(xué)生姓名、家庭住址等，避免收集、使用或儲存這些敏感信息；在收集學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或錄制實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，應(yīng)要求學(xué)生及其家長簽署知情同意書，明確說明數(shù)據(jù)的用途、存儲方式和保密措施，并給予學(xué)生和家長選擇是否參與或同意共享等權(quán)利；在共享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或展示實(shí)驗(yàn)成果時(shí)，應(yīng)采用匿名化處理方法，刪除或隱藏學(xué)生個(gè)人身份信息，確保學(xué)生的隱私得到保護(hù)；對于電子記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)采取安全的存儲和備份措施，確保數(shù)據(jù)不被未授權(quán)的人訪問、修改或刪除。2.學(xué)生個(gè)人信息和數(shù)據(jù)采集的安全性在數(shù)字化技術(shù)的幫助下，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的個(gè)人信息和數(shù)據(jù)采集更加安全。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師可以通過在手機(jī)或電腦上安裝軟件，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的個(gè)人信息進(jìn)行查看、編輯、保存、刪除等操作。例如，教師可以對學(xué)生的姓名、性別、生日等信息進(jìn)行查看，并編輯修改后保存。教師還可以查看學(xué)生的健康狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)狀況等相關(guān)信息，方便教師掌握學(xué)生的身體狀況。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師還可以通過手機(jī)或者電腦軟件對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。例如，教師可以根據(jù)學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，判斷出學(xué)生對某一種實(shí)驗(yàn)方法是否存在錯(cuò)誤使用或者存在錯(cuò)誤理解。此外，教師還可以根據(jù)學(xué)生個(gè)人信息和數(shù)據(jù)采集情況，及時(shí)了解學(xué)生在課堂上出現(xiàn)的問題和疑惑，及時(shí)幫助學(xué)生解決問題。數(shù)字化教育技術(shù)的應(yīng)用，對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要意義，不僅可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加生動(dòng)有趣，也可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加真實(shí)有效。數(shù)字化教育技術(shù)可以為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供全方位支