数字技术在小学科学探究实验中应用的研究.doc

. PAGE .. 数字技术在小学科学探究实验中应用的研究 主持人：上虞市城东小学 夏苗锋 小学科学是一门以实验探究为基础的学科，探究实验生动形象，从感性到理性，从具体到抽象，从简单到复杂，符合认识规律、教学规律，是培养学生科学精神的重要手段。学生通过观察、实验、思考，能培养观察能力、分析能力、归纳能力、动手能力和解决问题的能力；学生通过实验能学到实验技能，养成良好的实验习惯，培养科学态度和科学作风。所以说实验探究在小学科学起到了非常积极的作用。但由于教材内容的综合性、开放性和灵活性，与教材配套的课程资源，特别是相应的科学探究实验仪器设备不足，仪器精确程度不高导致实验效果欠佳等矛盾日益突出。因此，我们有意识、有目的地研究开发和利用各种资源，研制便于学生自主探索、合作学习的仪器设备，促进学生的探究显得应用非常迫切和重要。 第一部分：生成背景 一、传统实验方法分析 现在小学科学探究实验主要以传统的实验仪器来完成的，如果我们为了研究开发和利用新的实验仪器设备，而否定了原来传统的探究方法，这是不科学的，传统的实验方法在探究实验中举足轻重。 （一）传统实验方法的优势 1. 亲自读数、记录数据，能锻炼学生的观察能力。 2. 实验时要自己组装实验器材，能够锻炼动手能力 3. 利用原始数据作图并判断分析图像，能锻炼学生的分析思考能力。 （二）传统实验方法的不足 但是随着新课程改革的不断深入，有些传统的实验探究方法仅很难满足学生发展的需要，有些还成为阻碍实验教学质量提高的瓶颈： 1．部分传统实验手段的存在着操作技术上的许多障碍。 现有实验仪器普遍精度低、误差大、可重复性差，影响学生对小学科学实验现象规律的深入理解。如在上小学科学的过程中运用到的计时器、弹簧秤、温度计、压强计等实验仪器，学生存在着不会用、用不好、用不准的问题，而导致实验效果大打折扣。 2．部分传统实验存在着探究花时间，实验效率不高的问题 传统的科学探究实验因为过程复杂，步骤繁琐，往往使学生在实验中扮演了一个参加机械劳动的 “机器”，学生在实验操作过程中必须把大量的精力和时间花费在操作过程上，没有足够的时间来观察现象、思考问题和提出问题。如，在研究小学科学六上《斜面》一课中斜面的省力规律的实验中，学生每个坡度做3次实验，取平均值，如何更快更准地得到实验数据，节省许多宝贵的探究时间，把更多精力集中在对探究过程的分析和研究上，提高小学科学探究实验的效率？这是我们应该考虑现实问题。 3．部分传统实验在在观察微小实验现象时受到限制 小学科学探究的成功经验表明，把探究实验现象和规律纳入学生可视化范围，让学生“看到现象”是实验成功的关键。在小学科学探究实验中涉及声学、光学、力学、磁学实验所要求的基本数据较难获得，靠虚拟或者仿真替代的也是纸上谈兵。如何将微小现象放大化、实验过程直观化，增强实验可视性，这是也是传统实验应该克服的。 4. 部分传统实验得出的数据的误差较大，造成实验分析的错误 有时在探究过程中数据存在很大的出入，最终虽然勉强能得出结论，但从部分学生的表情来看，还是不能很好地信服。这样不利于培养学生获取数据分析数据的能力。也不利于培养学生的科学探究精神。 二、解决方法 以传感技术、计算机技术和通信技术为基础的信息技术在最近的二十年内迅速发展，其广泛应用不仅显著改变了人类的生产、经营甚至生活形态，而且也逐步进入到学校的教学应用，我们看到多媒体教学、计算机仿真、互联网应用、教学软件管理等等，传统教学只要和信息技术结合，就会迸发出空前的生机和活力。?在小学科学实验探究中引入数字实验系统，使一些传统实验无法想象的变得可视、可听、图文并茂，这是实验的革新，为学生的亲自探索、亲身体验提供了一个很好的平台。 小学科学探究数字实验系统是由传感器、数据采集器、数据分析处理软件、实验教程构成的一套完整的实验辅助系统。 三、引入数字实验系统的现实意义 （一）基于课程改革背景下的小学科学实验探究需要 我国的基础教育课程改革的启动以2001年颁布《基础教育课程改革纲要（试行）》为标志，到2005年秋季，已进入全面的推广应用阶段，全国中小学阶段各起始年级的学生基本都进入了新课程。本次小学课改的一个明显特点是首次明确强调培养学生科学素养、探究能力、问题解决能力的目标，并在在小学三--六年级设立科学课和综合实践活动课。其中小学科学课的改革与设立最为彻底，基本保持了与全球发达国家和地区小学科学教育的一致性。 在此背景下，原来小学的自然实验室已经不能满足新的小学科学课程标准下的科学教学的需要，建设小学科学探究实验室，已经成为实施小学科学教学、培养学生科学素养和探究能力的配套措施。 基于数据实验系统的科学探究实验室已在英国、美国、日本、香港、台湾等先进国家和地区推行多年，例如在香港，数据实验系统已经列入小学科学