依托现代教育技术优化小学科学实验教学

近年来，随着素质教育的不断深化，小学教育的革新步伐不断加快，教学模式也从之前的单一化向多元化及制度化方向发展。传统的小学科学课堂往往是教师的“一言堂”，久而久之打压了学生的积极性，不利于其核心素养的培育。现代教育技术的出现改变了这一现状，为小学科学教学注入新的活力。所谓现代教育技术，主要是指依托信息化技术，使传统课堂转变为智慧型课堂。借助现代教育技术能激发学生科学实验兴趣，提高其对科学实验的认知与了解。因此，小学科学教师应摒弃传统教学观念，认识到现代教育技术的教学优势，与时俱进，不断创新，为学生构建生动、趣味的实验课堂，提升实验教学效率。一、现代教育技术在小学科学实验教学中的应用优势（一）有助于调动学生探究兴趣小学科学是一门以实验为基础的学科，需要学生通过亲自操作加深对理论知识的理解。有研究表明，人类的思维活动是建立在感性材料之上的。小学生正处于成长阶段，对事物的认知仍处于感性层面。为了实现从感性认识到理性认知的转变，科学实验起到了至关重要的作用。利用现代教育技术，能够帮助学生更好地理解实验结果；通过直接接触、微缩宏观世界，能够打破学生的固有认知，调动学生的参与性。总的来说，现代教育技术主要以现代信息化技术为主，将静态与动态模式相结合，用图文并茂的形式呈现理论知识，使学习变得生动有趣。［1］（二）可增强学生实践操作能力小学生在刚开始接触科学科目时，会表现出极大的兴趣。尤其在实验课中，很多学生愿意通过动手操作来探索其中的奥秘。现代教育技术的应用加强了学生与课堂的联系。教师使用多媒体技术展示更多内容，能使学生巩固与深化课内知识，使学生在亲自体验的过程中增强实践操作能力，实现“做中学”。因此，教师要摒弃科学实验不重要的传统观念，要认识到语言再完美、授课的方式再突出，也比不上用事实说话，要利用好现代教育技术，丰富教学资源，让学生想实验、敢实验、会实验。二、现代教育技术在小学科学实验教学中的应用路径探析（一）依托信息技术创设教学情境，激发学生主动探究的意愿小学科学实验教学以实践为导向，强调实践操作的必要性与重要性。学生在学习科学知识时，不能仅局限于教材和课堂。教师应创设相关生活情境，营造生动活泼的课堂氛围。学习情境的创设是为了让学生对学习有全面的了解，情境的内容设计并不是毫无依据的，必须建立在学生已有认知和生活基础上，且与教学内容相契合。教学情境的核心要始终围绕教材内容，但绝对不是简单地重复和生搬硬套，而是要将生活事件与教学内容相结合，取材的生活事件也应贴合教学主题。同时，教师在创设教学情境时，也应融入符合当下环境的问题，从而引起学生的思考。［2］近年来，现代教育技术为教育教学活动的开展带来了诸多便利。对此，在科学实验教学中，教师也应与时俱进，加强对现代教育技术的应用，将平面化的文字信息转化为直观、形象的图片或视频，创设生动的教学情境，始终以培养学生独立思考的能力为主要目标，带领学生走进情境，感受到科学知识的魅力，进而产生主动探究的意愿。例如，在《时间的测量》一课中，本节课的教学目标是让学生通过实验感知1分钟的长短，进而合理估计10分钟、30分钟、45分钟、1小时的时长。在课前导学环节中，教师创设问题吸引学生注意，例如：“同学们，你们如果不看钟表能否知道时间呢？”“在古代可没有这么先进的技术，那么大家想知道古人是怎么计算时间的吗？”当教师抛出问题后，学生能迅速进入思考状态，积极回答教师的问题。此时，教师再借助多媒体技术，为学生展示沙漏、日晷、水钟的相关图片，并引导学生思考：“日晷和水钟是怎么记录时间的？”“除了这几种计时方法还有其他的方法吗？”“现代人还有哪些计时途径呢？”……接着为学生播放相关小视频，为学生展示日晷的制作流程等。最后，鼓励学生以小组为单位，共同探究和制作古时的计时器。在实验结束后，要求各小组成员撰写实验报告，以此深化对该课内容的认识，进一步掌握并巩固有关科学知识。从上述案例中可以看出，利用现代信息技术可弥补传统课堂教学的不足，丰富和拓展教学内容，为学生带来多样的感官体验，进而有效激发其好奇心和求知欲，使其产生主动探究的意愿，让实验教学达到事半功倍的效果。（二）利用微课视频展示实验过程，帮助学生明确探究方向微课就是在信息技术的基础上实现教学资源的共享。其有相对明显的特点，以视频的方式为主，直观表达了课程内容，让一些复杂的概念不再难以理解。小学科学实验教学的难点就是如何提高学生注意力。小学阶段的学生天性活泼好动，明显对理论的学习兴趣不足。但科学实验必须要围绕一定的理论基础展开。利用微课视频，可将知识以图文并茂的形式进行展现，让学生以充沛的精力投入科学实验和理论学习之中。从目前的小学科学实验教学现状来看，由于受到课堂时间的限制，很多实验往往只能做一次，不利于学生举一反三能力的培养。为此，教师可以将实验过程制作成微课视频，让学生可以在课后反复观看，记录实验的重点内容。例如，在《观察矿物的硬度、条痕、颜色》实验中，很多学生对实验流程不了解，操作中犹如“盲人摸象”，不清楚具体要完成哪些步骤或达到什么目的。对此，教师可在实验前，制作实验操作所需要的具体步骤及操作流程内容，通过剪辑压缩成短小的视频先发给学生，帮助其明确接下来的实验操作方向和目标，进而顺利完成实验任务。微课的优势就在于能清晰直观地表达某一堂课的内容。虽然每一组实验主题不同，但微课中的教学内容都紧紧围绕主题展开，表现形式和内容也相当丰富。可以说，微课具有“短小精悍”的特点，能在有限时间内迅速找到实验的重点，使课程得以有效开展，保证课堂效率和质量的提升。［3］当然，教师制作微课视频时，应把握微课的重点，即短小精美、突出主题、目标明确，且有针对性，以满足学生的学习需求。（三）利用动态演示特点解决教学难题，强化实验的可靠性一般情况下，开展科学实验往往会消耗大量的时间，为了保证课堂效率，可利用现代信息技术呈现实验的全部过程。学生在观看视频时也会反复思考。在此之前，教师应设计问题让学生带着问题观看视频，从而更好地帮助学生掌握实验操作的基本方法和细节，用不同方式加深学生印象。多媒体技术是连接学生与课堂之间的桥梁，要根据学生的需求化静为动，帮助学生充分感知实验，并在此基础上提高其综合应用能力。实践证明，当学生对知识的感知越深，其学习能力也就越强，对概念的掌握也就越牢固。例如，在《种子发芽》实验课中，由于种子发芽容易受到外界环境的影响，实验具有不确定性和风险性。而运用多媒体技术展示种子发芽的过程，能避免诸多未知风险，强化实验的可靠性。首先，教师应深入研读教材，突出实验重点，有目的有针对性地设计课件，通过动态演示功能全方面呈现种子的发芽生长过程，并邀请学生近距离观看。与此同时，教师根据多媒体课件展示的对比实验，与学生一同探究种子发芽的必备条件，并引导学生以小组合作的方式展开分析讨论，进一步深化对该课知识的理解。由此可见，多媒体技术不仅能有效解决特殊实验的风险，也能培养学生的科学探究精神。教师应正确处理多媒体技术与实验教学、与学生之间的关系，以尊重学生认知规律为主，制作出合适、有效且充满趣味性的多媒体课件。（四）采用电脑模拟规范实验操作，营造安全的探究环境科学实验中涉及许多实验器材，因受到空间限制，导致在某些实验中无法使用特殊器材。科学实验操作必须按照规定规范操作，错误的操作不仅无法达到实验目的，有时还会造成安全事故发生。一些科学实验需要用到酒精灯等危险系数较高的实验器材，对学生的操作能力要求较高。随着现代信息技术的深入，因其具有模拟、虚拟特点，教师可以利用这一点引导学生在电脑上进行操作，让学生了解了基本的实验操作方法和注意事项后，再进行实际操作。这样既保护了学生的实验积极性，又拓宽了现代教育技术的应用范围，避免实验安全事故发生，为学生营造安全的探究环境。［4］例如，在《酒精灯的使用》实验教学中，教师设计动画展现操作过程之后，邀请学生参加“我会使用酒精灯”的小游戏，游戏包括以下几个内容：“用嘴吹灭酒精灯”“用火柴点燃酒精灯”“往酒精灯瓶内添加1/2的酒精溶液”“用一盏酒精灯点燃另一盏酒精灯”等。在每个图片下方设置红绿按钮，红色代表错误，绿色代表正确。如果学生选择了“用酒精灯点燃另一盏酒精灯时”，静态画面变为动态画面，视频中的酒精灯倾斜到一定角度后，瓶内的酒精洒出，落在下方的酒精灯上，点燃了实验桌面，宣告实验失败；而当学生选择正确的操作方法后，电脑会给予其鼓励。当学生熟悉基本操作流程后，教师再带领其有序展开实际操作。任何科学实验都有一定的危险性。小学生的安全意识较弱，做实验时往往抱有侥幸心理。教师必须先知而后行，尽最大努力确保学生的安全，借助信息技术让学生意识到科学实验的重要意义，以此规范其不合理的操作行为，既提高了实验效率，又可以帮助学生树立正确的科学实验观念，一举两得。（五）利用科学DV优化展示环节，培养学生自主探究意识科学知识大都有着抽象性的特点，若只是一味讲解晦涩难懂的理论知识，很难确保学生的学习效率。要知道，科学知识来源于生活又被广泛应用于生活中，因此在具体教学中，教师要将科学实验与现实生活相联系。随着现代信息技术的优化与进步，智能化手机作为人们日常社交工具，也被利用于科学教学中，例如科学DV便是一种新型的教学工具，其主要是利用手机对实验过程进行拍摄的学习方式。科学DV的操作主要分为几个步骤，首先，拍摄实验设计、实验操作、实验结论和学生心得体会；然后，通过后续的剪辑将重点内容串联，最终以视频方式呈现。例如，在《改正液的危害》实验课中，教师为学生分配好实验小组，保证每一个小组分工明确。之后准备实验器材：改正液、透明塑料瓶、蚊虫等。在其中一个塑料瓶中装满改正液，瓶盖处钻出几个小孔，再将蚊虫放入瓶中。另外一个塑料瓶不需要涂改正液，直接钻好小孔放入蚊虫。十分钟后，打开瓶盖观察蚊虫的状态。学生发现装有改正液的瓶中蚊虫早已死亡，而另一个瓶中的蚊虫有生命迹象。对此，为了证实改正液的危害性，学生通过查阅资料了解改正液中的化学成分，证明自己的猜想。教师要求学生要全程拍摄实验过程，在课后观看中发现实验中存在的不足，积极进行自我整改。通过科学DV，学生能在实验的基础上进行拓展训练