数字化技术使实验教学更加有趣有效

〔摘

要〕

小学科学是小学阶段的一门基础学科，主要研究自然界物质的结构、性质、变化规律，是一门以实验为基础的自然科学。但是，传统教学中实验教学的方式比较单一，学生在动手做实验时往往容易产生困惑，甚至有的学生不理解实验现象产生的原因，不能真正掌握实验原理。基于此，结合教科版教材内容，本文对小学科学实验教学中数字化技术应用的影响、优势以及方法进行分析探讨。小学科学是一门以实验为基础的自然科学，它既是一门非常重要的科学，也是小学生科学学习的一部分。小学阶段是学生身心发展的重要阶段，对学生各方面能力和素养的培养至关重要。而小学科学学科具有较强的实践性、理论性和抽象性，对小学科学教师来说，其教学难度较大，这就要求教师在教学过程中必须充分发挥主观能动性，运用多种教学方法和手段，促进学生学习能力的培养。数字化教育技术是一种以计算机、多媒体技术为基础，以现代信息技术为手段，运用现代信息技术对传统教学内容进行加工、重组和创新而形成的新型教学模式。作为一种新兴教育技术手段，其在小学科学课堂上的应用，能够有效提高教学效率和质量。一、数字化技术对小学科学实验教学的影响（一）提供更丰富的资源和实验教具数字化实验平台为实验提供了丰富的资源和实验教具，教师可根据学生年龄特点、学习基础、学习兴趣等设计有趣的实验，使学生在参与实验的过程中了解实验原理，培養学生科学探究能力。例如，在进行“电”的探究中，教师可以提供手机、手电筒、小灯泡等各种实物或仿真电子产品作为学生用以探究观察电产生的现象；还可以利用虚拟现实技术，让学生在虚拟环境中通过感官认识到电是什么。（二）增加互动和参与度传统教学中，教师往往通过自己的讲解和演示，让学生被动地接受知识，缺乏师生之间、生生之间的互动交流。数字化教育技术的发展让课堂不再是单向传授知识的场所，而是一个充满互动与合作的学习环境。通过引入互动性，使学生在与教师的交流中更积极地参与学习过程。通过使用电子白板、在线教学平台和多媒体教具等工具，教师可以呈现生动有趣的教学内容，激发学生的学习兴趣。同时，学生可以通过电子设备参与课堂互动，回答问题、提出疑问、参与小组讨论，从而加深对知识的理解和应用。二、数字化技术在小学科学实验中的教学优势（一）提高学生学习兴趣和动机兴趣是最好的老师，兴趣是学生学习的动力。在小学科学实验教学中，利用数字化技术可以激发学生学习科学实验的兴趣，让学生在轻松愉快的氛围中了解更多关于自然、生命、科学知识。利用数字化教育技术可以让实验教学更加生动形象，学生能够有更多机会了解和感受实验过程中产生的现象和科学原理。（二）提升实验教学效果小学科学教学中，实验教学是其重要组成部分，是学生掌握知识的基础和前提。在传统的实验教学中，教师一般采用演示的方式开展实验，让学生直观地观察和体验实验现象，但由于时间和空间限制，这种演示的方式效果并不是很好。所以，在小学科学实验教学中，要充分利用数字化技术辅助实验教学。教师可以借助多媒体课件或网络资源开展教学，让学生通过网络在线观看视频、图片等，从而弥补实验教学中无法观察到的现象；借助数字化技术可以实现对实验过程的动态呈现，让学生可以通过线上交流与互动来探讨不同实验方法的优劣、探究过程中所需要注意的问题等；利用数字化技术开展科学实验教学还可以打破时空限制，让学生通过网络在线学习相关科学知识和技能。（三）培养学生实验设计和科学探究能力小学科学是一门以实验为基础的自然科学，小学科学教学中实验教学是核心内容，也是主要任务。在实验教学中，要特别注重培养学生的实验设计和科学探究能力。通过数字化教育技术，可以帮助学生更好地进行实验设计，有利于提升学生的探究能力。三、数字化技术在小学科学实验教学中的运用（一）培训教师的技术能力1.具备数字技术的使用能力新课标要求教师要熟悉教材内容，并能够灵活地、创造性地使用教材，充分发挥教材的价值。结合教科版教材内容和小学科学教学现状，教师要学会借助数字化教育技术手段进行教学设计，实现教师与学生之间的互动交流。例如：在《沉与浮》一课中，教师可以通过数字化技术将沉与浮进行可视化展示，使学生直观了解沉与浮的具体情况。在小学科学教学中借助数字化技术，让学生动手实验，既能帮助学生理解实验原理，又能激发学生对科学知识的学习兴趣。再如：在《光的反射》一课中，教师可以通过数字化技术将光的反射过程进行可视化呈现，让学生了解光反射的原理，对这部分知识有个较好的掌握。2.转变传统教学方式和理念科学实验教学是小学科学教学的重要组成部分，不仅可以加深学生对知识的理解，而且可以提高学生的动手能力和思维能力。传统的小学科学教学模式比较单一，教师在课堂上通常会讲授相关实验知识，让学生有针对性地进行实验，但是，忽略了学生的主观能动性和创造性。随着信息化教学方式和数字化教学设备的普及，教师可以运用多媒体设备和数字化教学设备，帮助学生突破传统教学中实验教学的局限性，同时可以将抽象的概念形象化、生动化。例如，在讲解“静电”这一概念时，可以通过多媒体设备让学生观看动画视频，帮助学生理解静电是怎样产生的。通过多媒体设备将抽象的概念形象化、生动化，既可以调动学生学习兴趣，又可以帮助学生加深对“静电”这一概念的理解。因此，在小学科学实验教学中应用数字化教育技术手段能有效提高教学质量和效率。（二）解决设备和资源不足的问题1.数字化教学设备和资源的投入随着网络技术的发展，数字化教育技术手段逐渐应用到小学科学教学中，利用数字化教育技术手段对小学科学实验进行创新，能够有效地激发学生学习兴趣，提高学生自主探究能力，培养学生的创新思维。在小学科学实验教学中运用数字化教育技术手段，能够将传统教学模式和数字化教育技术有机结合起来，丰富实验教学内容、创新实验教学方法、拓宽学生思维和视野。同时，还可以有效地降低实验教学的成本，提高实验教学效率。因此，学校要加大对数字化教育技术设备和资源的投入力度，通过数字化教育技术手段为小学科学实验教学提供物质保障。2.保障学校设备和网络的良好运营小学科学教学中，要保障设备和网络的良好运营，不仅需要学校建立健全完善的实验室设备管理制度，加强实验教师培训，提高实验教师的实验技能；同时还需要学校和实验室配备专门的实验管理员，明确职责任务，保障学校各项实验工作正常有序开展。实验室要根据科学学科教学大纲、教材和教参要求，结合学生的实际情况，确定实验项目、内容、时间、方法及安全措施等。在进行教学准备时，应将实验项目、内容、时间安排及安全措施等内容提前通知给学生。实验室要设立专门的仪器保管室和仪器存放柜。仪器保管室应安排专人负责，严格按照操作规程保管和使用各种仪器。仪器存放柜应设置在安全方便的地方。存放设备时，应将存放柜按性质和使用用途分类存放。存放设备时应注意：严禁用手直接触摸仪器表面；禁止将易碎、易潮的仪器放在容易磕碰到的地方；严禁將化学试剂等易燃易爆物品放入仪器中；严禁使用明火和带电设备直接接触仪器；实验结束后，必须在指定位置放置好实验台并锁好门窗。（三）教师和学生隐私和安全的保护1.建立合理的隐私保护机制教师在小学科学实验教学中需要制定合理的隐私保护机制，将学生的个人信息、身体情况、心理状态等信息进行合理保护，以免学生在实验过程中出现意外，导致身体出现损伤或者心理出现障碍等。就隐私保护机制的建立来看，学校和教师应制定明确的隐私保护政策，明确规定保护学生隐私的权利和义务，以及实验数据的使用和存储权限；在实验过程中，教师应识别和了解可能涉及学生个人信息的情况，例如学生姓名、家庭住址等，避免收集、使用或储存这些敏感信息；在收集学生实验数据或录制实验过程时，应要求学生及其家长签署知情同意书，明确说明数据的用途、存储方式和保密措施，并给予学生和家长选择是否参与或同意共享等权利；在共享实验数据或展示实验成果时，应采用匿名化处理方法，删除或隐藏学生个人身份信息，确保学生的隐私得到保护；对于电子记录的实验数据，应采取安全的存储和备份措施，确保数据不被未授权的人访问、修改或删除。2.学生个人信息和数据采集的安全性在数字化技术的帮助下，学生实验过程中的个人信息和数据采集更加安全。在进行科学实验的过程中，教师可以通过在手机或电脑上安装软件，实现对学生的个人信息进行查看、编辑、保存、删除等操作。例如，教师可以对学生的姓名、性别、生日等信息进行查看，并编辑修改后保存。教师还可以查看学生的健康状态、运动状况等相关信息，方便教师掌握学生的身体状况。在实验结束后，教师还可以通过手机或者电脑软件对学生的实验数据进行分析。例如，教师可以根据学生对科学实验结果的分析，判断出学生对某一种实验方法是否存在错误使用或者存在错误理解。此外，教师还可以根据学生个人信息和数据采集情况，及时了解学生在课堂上出现的问题和疑惑，及时帮助学生解决问题。数字化教育技术的应用，对小学科学实验教学具有重要意义，不仅可以使实验教学更加生动有趣，也可以使实验教学更加真实有效。数字化教育技术可以为实验教学提供全方位支