数字技术在小学科学探究实验中应用的研究
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数字化技术在科学课教学中的有效应用摘要:随着新课改的持续深化,小学科学教学也产生了更多多元化的教学模式。
数字化技术已经在科学教学的课堂上有了较为广泛的应用。
数字化教育指以数字化信息技术为手段的教学方法,采用现代先进的高精度观测和仪器检测的手段,在具备完备教育系统和丰富信息的教学环境中进行教育的这种教学方式,主要特征是可以改变常规教学方法,鼓励学习者在信息化和数字化的情境中独立教学、参与学习。
对于数字化技术在小学科学课程的应用策略,本文进行了简要的分析和研究。
关键字:小学科学;数字化技术;应用策略小学科学课堂内容广泛,涉及许多物理、化学方面基础知识,对理化素质和基础知识积累较低的中小学生来说,无法迅速学会相关的复杂概念,所以在新时期教育的历史背景下,利用数字化技术的便捷性,将其应用于小学科学的课堂中,将小学科学的知识变得生动化,让学生可以在和谐、有趣的环境中掌握科学知识,对于学生的科学素养提升有很大的帮助。
一、数字化技术应用的重要意义1.1加强学生的科学知识积累学生科学知识的积累是一个长期的过程,需要在学生的整个教育周期内进行培养。
小学科学课程是学生科学知识学习的起点,是一种开发孩子的科普兴趣的基本活动,能够帮助学生深度积累科普知识的基础。
例如,在学校通过网络平台开展科普教育活动的过程中,学生所掌握的科学知识将不仅局限于书本知识,更可以在老师帮助下探索更多的课外知识。
如果学生合理运用网络工具,就可以实现自主学习,并进行知识扩展。
1.2提高创新与动手能力科学实验是小学科学课程中的重要版块,传统的科学课程在科学事实上存在一定的教学难度,对于教学条件有着较高的要求,很多学校很难满足这一个要求,二数字化技术的应用就可以很好的解决这个问题。
引导学生参与研究过程,学生从数字化仿真环境中直接感知物质的理化过程,提高了在一定时期里进行试验的能力,这样,他们也更愿意探索、喜欢思考。
采用先进信息技术的小学科技教育可以全面训练孩子的创造力和活动技能,提高整体感知水平,在启迪孩子创新和联想思维方面效果显著。
信息技术在小学科学教学中的应用1. 引言1.1 信息技术在小学科学教学中的应用的重要性信息技术在小学科学教学中的应用的重要性体现在多个方面。
信息技术的引入可以提高教学效率,使得教师能够更好地展示科学知识,使学生能够更直观地理解和掌握知识。
信息技术可以帮助小学生更好地开展科学实验,通过模拟实验和辅助操作,提升他们的实践能力和科学思维。
数字资源和网络资源的利用也能够使小学生获得更广泛的信息和知识,开拓他们的视野。
信息技术在小学科学教学中的应用不仅能够提高教学效果,还可以培养学生的创新能力和科学素养,对小学生的学习和发展起着重要的促进作用。
1.2 信息技术对小学生的学习和发展的促进信息技术对小学生的学习和发展的促进可以说是至关重要的。
随着信息技术的不断发展和普及,小学生们可以更加便利地获取各种科学知识和信息资源。
通过信息技术,小学生可以在互联网上查找到丰富的科学资料,观看专业的科普视频,拓展自己的科学视野。
信息技术还能够通过数字资源的利用、多媒体教学的应用等方式,为小学生提供更加生动、直观,并且易于理解的科学学习方式,从而激发他们对科学的兴趣,提高他们的学习积极性。
信息技术还可以通过实践操作的模拟和辅助,帮助小学生更好地理解抽象的科学概念,提高他们的实践操作能力。
网络资源的引入也能让小学生在课堂之外继续学习、探索和分享科学知识,拓展他们的视野和思维,培养他们的自主学习能力和团队合作精神。
信息技术对小学生的学习和发展起到了极其重要的促进作用,为他们的科学教育注入了新的活力和动力。
信息技术的普及将进一步推动小学科学教育的创新和发展,提高小学生对科学知识的理解和掌握,为他们的未来发展奠定坚实的基础。
2. 正文2.1 数字资源的利用数字资源的利用是信息技术在小学科学教学中的重要组成部分。
通过数字资源,学生可以获取更丰富、更生动的学习资料,帮助他们更好地理解和掌握科学知识。
首先,小学老师可以利用数字资源为学生提供丰富的科学图书和视频资料,让学生在课外也能够进行自主学习,拓展自己的科学视野。
信息技术在小学科学课堂的应用研究一、研究背景(理论背景、时代背景、现实背景)随着信息技术的发展,越来越多的教育机构开始将信息技术应用于教育教学中。
小学科学是小学教育中的重要一环,是培养学生科学素养的重要途径。
信息技术在小学科学课堂中的应用可以促进小学生的学习效果和学习兴趣,提高科学素养,同时也符合现代教育的发展趋势。
因此,研究信息技术在小学科学课堂的应用具有重要的现实意义和理论价值。
首先,信息技术可以丰富小学科学课堂的教学内容和形式。
传统的教学方法主要依靠教师的口头讲解和学生的笔记,无法直观地展示实验现象和科学概念,难以激发学生的学习兴趣和好奇心。
而信息技术可以通过多媒体课件、模拟实验、互动游戏等多种形式,直观地展示实验现象和科学知识,让学生更好地理解和掌握知识。
其次,信息技术可以提高小学生的学习效果和学习兴趣。
小学生的认知水平和学习能力相对较弱,容易对枯燥的教学内容失去兴趣。
而信息技术可以通过视觉、听觉等多种感官刺激,使学生更加专注和主动地参与课堂学习。
同时,信息技术可以通过网络资源和互动平台等形式,拓宽小学生的学习渠道和知识面,提高学生的自主学习能力。
最后,信息技术在小学科学课堂的应用也符合现代教育的发展趋势。
信息技术的发展已经深刻地改变了人们的生活和工作方式,教育也不例外。
现代教育强调学生的主体地位和创造性思维,信息技术的应用可以促进学生的自主学习和探究能力,培养学生的创新精神和实践能力,更好地适应未来社会的需求。
综上所述,信息技术在小学科学课堂的应用是一项非常有前景的研究领域,对于推动小学教育的现代化和提高学生的科学素养具有重要的意义和价值。
二、研究意义(理论意义或学术价值、实践意义或应用价值)信息技术在小学科学课堂的应用是一个具有重要意义和价值的研究领域,既有理论意义和学术价值,也具有实践意义和应用价值。
1 理论意义和学术价值1.1 促进小学科学课堂教学模式创新传统的小学科学课堂教学模式以老师为中心,以讲解为主,存在着知识面窄、单一的问题,信息技术可以丰富教学内容和形式,从而打破传统的教学模式,使教学更加具有趣味性和实用性,从而有助于推动小学科学课堂教学模式创新。
科学探究透过实际调查发现,大部分小学科学实验指导教师,都倾向于沿用传统形式的实验设备与器材,并且直接阐述书本中的有关结论,根本无法保证引导学生深入锁定有关微小的实验现象、系统化收集整理必要的数据和理论知识。
严重情况下,甚至会引起学生的思维困惑,并削弱小学生参与后续科学实验的积极主动性意识。
而数字化探究仪器的应用,则可以很好地解决这个弊端。
由此,笔者决定结合丰富的实践经验,集中化探讨论证数字化探究仪器在现代小学科学实验课中的可靠应用措施。
一、前言小学科学作为一类实验探究性较强的课程,主张锻炼学生的科学精神和科研能力,为他们今后更好地接受和应对各式各样的生活、学习、工作挑战,提供可靠的指导性依据。
但在现实中,因为部分小学数字化等科学探究仪器设备不够充足,使得科学实验课教学效果不够显著。
由此看来,尽快厘清数字化探究仪器在小学科学实验课中的应用要点,的确是十分必要的。
二、借助数字化探究仪器解读存在争议的小学科学实验数据从客观角度的观察证明,数字化探究仪器本身有着较强的稳定性和较高的精密性特征,在小学科学实验教学中的影响极为深刻。
如在进行冷热与温度这类课程内容讲解期间,存在这样一类实验单元,即要在持续测量认证一杯热水十分钟内温度的变化细节基础上,探寻整理出其中的关键规律。
传统教学方式就是鼓励学生借助常规的红液温度计在每两分钟内测试一次水温,之后发现热水降温存在先快后慢、均匀下降、无规律可循等不同状况,无法保证提供充足可靠的数据来验证热水降温先快后慢的唯一结论。
产生这类消极状况的主要原因就是缺乏先进的数字化探究仪器,使得实验中的各个环节出现严重的误差结果。
学生在无奈被动接受教师结论的同时,学习自主性和有效性都将受到深度约束。
而温度传感装置引入之后,学生则可以借助平板电脑等高端化仪器设备精细化与实时性地观察水温变化,之后提炼出精确化数据并顺利总结出热水降温先快后慢的主要趋势。
事实证明,高端的数字化探究仪器的确能够有效解决以往小学科学实验课中诸多存在争议的数据问题,值得日后加以大力推广应用。
信息技术与小学学科课程整合的实践研究(课题申请与评审书)课题设计论证·本课题国内外研究现状述评、选题意义和研究价值·本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创新之处·本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤(限3000字内)·本课题国内外研究现状述评、选题意义和研究价值2000年10月“全国中小学息技术教育”工作会议以来,基础教育领域的息化硬件建设得到了快速发展,已有不少专家学者对息技术与课程整合进行了广泛而深入的分析研究,已初步形成了理论体系,然而与之不相适应的是,中小学的整合实践层面却没有能够相应的有效跟进。
息技术与学科课程的有效整合对于课堂教学过程的深化改革具有重大意义,它是教育教学的亲密伙伴,能给师生在教学过程中带来更为全面、立体的感受。
通过课题实验,从教师的教学观念,教学方法,教学评价和学生的研究习惯、研究方法、能力培养、身心发展等方面进行研究,从而促进教师教学能力、教学效率及学生研究能力、综合素质的全面提高,进而全面提升学校办学水平,探究息技术与学科课程的有效整合的模式和策略。
在一线的课堂教学中,我们深刻体会到息技术与学科课程的整合是培养学生创新精神和实践能力的有效途径。
从学校实际出发,申报《息技术和学科课程整合的创新性实践研究》课题。
课题的实施,意在探求基于学校整体推进息技术应用的背景下,息技术和小学学科课程有效整合的规律、途径、策略和方法,以此构建息技术环境下的新型教学模式,促进学校素质教育的进一步深化,带动学校办学水平的整体提升。
·本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创新之处当前我们探讨息技术与课程整合已经不单纯是技术的引用于应用,而更进一步在于对其有效促进课堂教学,提升教师和学生综合素养的实践和探究。
1.通过本课题的实践研究,促进教师的教学思想、观念、模式、内容、方法及评价,总结出在此过程中优化课堂教学的理论、方法和模式;2.回归课堂这一主战场,为学生服务;3.将息技术融入到学科教学中去,通过教学实践活动,在常态下探索息技术与学科教学整合的有效机制与操作策略,构建基于息化、技术化背景下学科教学的新思路。
新课程教学2020年第2期信息技术在小学科学实验教学中的应用山东省邹城市教育和体育局电教仪器站 钟锋锋 【摘 要】本文从信息技术应用于小学科学实验教学的意义出发,探讨了在小学科学实验教学中科学合理应用信息技术,提升小学科学实验教学有效性的策略。
【关键词】实验教学 信息技术 有效性 小学科学 小学科学的教学方式以实验教学为主。
本文以实际小学科学实验教学为研究对象,探究信息技术在小学科学实验教学中的应用策略及意义。
一、将信息技术应用于小学科学实验教学的意义(一)激发学生的学习兴趣教学的核心精髓不在于传授本领,而在于激励、唤醒学生的学习兴趣。
在小学科学实验教学中,教师可以利用信息技术,将科学实验以视频、动画的形式展示给学生,为学生营造动态与静态相结合的教学情境,从而吸引小学生参与到科学实验学习中。
(二)缩短实验周期在小学科学实验教学中,很多实验需要经过很长时间才能得到预期的观察结果。
针对这一问题,教师可以将实验过程、实验结果以图片或视频的形式展示给学生,帮助学生了解实验的具体过程,获取实验结果。
信息技术的应用,缩短了实验周期,提升了教学效果。
(三)规范实验操作小学科学课程包含多项实验内容,其中有些实验操作,小学生很难独立完成。
针对这一问题,教师可应用信息技术,为学生开展模拟实验,让学生在逼真的教学环境中,学习科学知识。
(四)降低教学难度在小学科学实验教学中,有些科学知识比较抽象,而小学生逻辑思维能力较弱,很难理解这些内容。
教师可以利用信息技术解决这一难题。
教师在科学实验课堂教学中,利用信息技术为学生制作视频、音频等形式的教学课件,让学生在音频、视频的引导下,学习这些较为抽象的科学知识。
信息技术的应用,不但提升了小学科学实验教学的视听效果,也降低了教学难度,从而提高了教学质量及效率。
二、应用信息技术的有效策略(一)利用信息技术创设教学情境目前,小学科学实验教学仍然受到传统教学模式的影响,教学质量偏低。
教师应认真分析教学内容,深入了解学生的心理及生理特点,利用信息技术为学生营造一个可以师生互动的教学虚拟场景,引导学生参与进来,并鼓励指导学生探究教学内容。
数字化技术在小学科学教学中的应用作者:赵长敏来源:《魅力中国》2018年第28期摘要:数字化实验教学仪器与教学资源为提升小学科学实验的科学性,激发学生学习科学的兴趣,培养学生的探究能力、创新能力以及科学素养提供了良好的技术保障。
使小学科学教学,特别是小学科学儿童自主探究向着开放化、个性化、生活化以及数字化的方向发展。
关键词:科学;小学;数字化;意义;应用数字技术是一项与电子计算机相生相伴的科学技术,它是借助一定的设备将各种信息进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。
而传统的教学设备中逐渐融入数字化的模式将成为今后教学的必然趋势。
为了影响学生学习的环境,我们用数字媒体设备,多媒体技术,网络技术,数字资源等因素来进行,而数字化设备、资源平台、通讯、工具等将大大提高小学教学的科学性,也会让学生发生较大的改变。
一、科学教学中应用数字技术的意义如何培养学生的科学素养,如何培养社会所需要的善于学习,善于推理,具有思维创造性并且具有解决问题能力的人,如何提高学生的学习动力,如何提高学生对于科学教学的兴趣,如何提高科学教学与数字技术的紧密联系,如何将丰富的信息资源在科学教学实践中有效的捕捉并应用于科学探究学习中,如何提高学生在科学学习中的探究性学习,等等这一系列的问题,在我们日常的科学教学实践中,都会形成一定的方法与策略来促进每一位学生探究性学习的提高,简单数字化设备技术在科学教学中的应用,可以让学生将数字技术与科协教学相结合,有利于培养学生的科学素养,是对于个人决策、参与公共和文化事物以及经济生产所需要的科学和过程的知识与理解的提高,有利于培养社会需要的善于学习,善于推理,思维具有创造行,具有良好问题解决能力的学生。
科学运用数字化,有利于科学和技术以及社会的紧密联系,有利于科学精神和人文精神的结合。
形成正确的科学观和价值观,有利于学生提高对科学的兴趣,激发学生学习的内在动力,从而乐于探究、热爱科学,而且数字技术对于学生上手也比较容易,它也是现代化教学发展的必然趋势[1]。
[摘要]在小学科学实验教学中,使用数字化工具可以完成力、热、声、光、电等各类实验,提高测量的精度和速度,完成常规仪器难以完成的实验。
基于此,需要对数字化工具在小学科学实验教学中应用进行研究,系统梳理出教科版小学科学教材中适合应用数字化工具进行教学的实验内容,并将这些内容编制成案例,为一线科学教师尤其是兼职教师更好地开展教学提供范本。
[关键词]实验教学;案例研究;数字化工具;应用[中图分类号]G623.6[文献标识码]A[文章编号]1007-9068(2021)09-0074-02国外研究者从不同的层次、不同的方向、不同的角度对数字化工具应用于实验教学进行研究,结果表明:数字化工具应用于教学,可以促进学生认识能力、信息素养、自主探究能力及综合能力的提升,对小学科学教学具有突破性意义,因为数字化工具的介入与使用,让科学实验获得的数据更精准,解释更有说服力。
伴随着中小学课程教材改革,数字化教学理念也开始在我国逐步推广。
如上海著名的实验教学专家、特级教师冯容士与山东远大集团合作研发的“朗威数字化实验系统”,加快了我国信息数字化教学的步伐。
“十二五”期间,广东省中山市凤鸣小学的黎少容老师主持了一个课题,题目是《数字探究促进学生科学素养发展的研究》,该课题围绕“朗威数字化实验系统”设计了一些教学的活动方案,但不是依托科学教材进行的,类似于课外探究性实验社团,形成独立于小学科学教材之外的内容体系。
另外,通过文献查阅,一些中学物理、化学学科教师发表了关于使用数字化工具提高教学有效性的论文,这些论文虽然只是零星的、以碎片化的方式,用事例来说明数字化工具在教学中使用的意义,没有进行系统的阐述和编制成教学案例,但也是学界对数字化教学的一种尝试。
基于此,我校开展了数字化工具在小学科学中应用的案例研究,系统梳理出教科版小学科学教材中适合使用数字化工具进行教学的实验内容,并将这些内容编制成案例,在案例设计上加强指导,为一线科学教师尤其是兼职教师更好地开展教学提供范本,最大限度地保证实验教学效果。
以数字化教学手段助力小学科学教学方式变革摘要:随着数字化信息科技的发展,知识信息的传播渠道越来越多样化,逐渐走向信息化的发展方向。
小学科学是学生认识世界、拓展认知的关键阶段,能有效促进学生的综合素质。
因此,为了创新教学方法,教师要从数字化的教学角度出发,融入多样化的教学课堂,将信息技术教学与小学科学进行融合,挖掘深层次的教学内涵,进一步优化与创新教学课堂。
本文针对数字化教学背景下的小学科学展开分析,并提出一些可参考性的策略。
关键词:数字化教学;小学科学;教学改革引言:数字化信息技术的发展为学校教育提供了广阔的发展前景,并从多个层面丰富了教育资源。
数字化信息技术与学科的应用是全新的改革教育,推动小学科学教学更加现代化,有效完善小学科学教学。
但在实际的发展过程中,信息技术与小学科学课堂的融合依然存在许多不可避免的问题。
因此,为了有效推动科学课堂的实际发展,教育工作者必须制定科学合理的教学方案,采取科学合理的教学方法,引导学生积极参与课堂学习,并及时创新与改革教学课堂。
一、探索互联网教学内容,引导学生进行思考互联网是在数字化的教学背景而逐步发展起来的教学策略,这种教学方式能进一步带领学生探索互联网教学内容,从多方面启发学生进行知识思考。
因此,教师要在课堂及教学中合理融入实例教学内容,提高学生的科学学习思维,有效激发学生的学习兴趣,进一步引导学生展开思考。
[1]例如:在学习《水能溶解一些物质》这部分的知识时,教师可以融入水可以溶解盐、碱等物质,还可以溶化洗衣粉、洗衣液等洗护用品的视频,这种明确的教学问题能致使学生主动展开思考,结合自身的学习与生活经验得到答案,从而感受到科学这门学科的应用性。
二、基于生活实际,培养学生的科学思维小学科学的教学中,由于部分学校不重视这门学科,往往会派遣部分教师跨学科对学生进行教学,这些教师也只会为学生讲解一些基础性的知识,学生被动的接受科学知识,降低了他们的学习兴趣,学习积极性得不到提高。
数字化技术在小学科学教学中的有效应用作者:郐红伟来源:《大众科学·中旬》2019年第01期摘要:随着数字化技术进入校园,通过多媒体给学生带来多样化学习方式和开放性学习环境,在学习过程中提高学生自主学习能力,培养创新能力,数字化技术为学生提供丰富的学习知识,学习工具以及学习内容。
关键词:数字化技术;科学教学;自主引言:在我国现如今的小学教学中,重于知识讲解而轻能力发展,重于感情表达而轻逻辑依据,重于活泼热闹而轻谨慎科学,这样的现象不足以表明对科学课程的重视。
数字化技术教学提倡学生自主学习,自主探究,培养创新能力。
一、将数字化技术应用到科学教学中的意义何在将数字化发展与理念科学有机结合,将强大的动力注入于学生的学习生活中。
在数字化技术的影响下,教学变得与众不同,课堂内教师与学生的互动和课后反馈同样发生了改变,在不断的学习与实践中,掌握科学技术,应用科学技术,教师不断调整教学方式,新的观念诞生于不断调整与反思过程中。
学生转变自己的学习方式,从在技术中学习改为应用技术学习。
二、数字化技术在小学科学教学中的应用(一)翻转课堂现如今,智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动终端设备在人们手上发挥着巨大的作用。
通过时下最热门的QQ,微信,微博等互动APP和信息分享平台,教师给予学生更多信息与时间让其自主学习以构建翻转课堂。
不同教学方式能够为学生带来不同的个性化学习环境,发布简单讲学内容与微课视频,凭借网络平台查找资料,提供双向交流便捷通道,教师则能准确知晓学生问题,并针对性提高小学生学习水平。
比如,在授课“微小的生物”这一章时,教师课前先将有关视频和知识发布给学生,让其自行观看,再搜集有关微生物现象,如因微生物发酵做成馒头,或类似蘑菇,“糖丸”等有关物品。
课堂上用于交流学生自身的观察发现与心得体会,互相交换物品观察,使得学生自身体验更深,学习能力与兴趣都得以提高。
(二)电子书包小学科学对比于语数外等文化课程,其涉及范围广,学习资料繁杂。
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实验室的标准配置目录。
(二)数字实验系统是建设小学科学探究实验室重要装备内容2009年11月,浙江省教育厅在宁波和温州正式启动“小学科学探究性实验室工程”,以全面加强实验室建设,培养学生的创新思维和探究精神,提高学生问题解决能力和实践操作技能。
截止2010年4月底,浙江省建成首批80个小学科学探究实验室。
浙江省教育技术中心已制订《小学科学探究实验室装备方案》,小学科学探究实验室系统包含能源之道、生命之秘、力热之奇、声音之妙、电磁之奥、光影之魅、地理之谜、综合探究等8个科学探究主题的教学仪器及配套设施,充分满足小学阶段科学课程和拓展需要,体现源于教材、高于教材的系统特色;仪器设备注重与生活实际相结合,与现代科技相联系;在这8个科学探究主题的教学仪器及配套设施中很多内容涉及到数字实验系统。
但是这些实验系统与教材不配套。
数字实验系统更能激发学生的探究兴趣,体现合作交流和自主探究理念,适应学生观察实验和动手操作,满足科学教育素养和技术技能培养要求。
是现代化教育的一个窗口,是创新教育的一个抓手。
(三)数字实验系统是改进实验材料重要手段之一早在2006年,上虞市科学教研组就研究的课题《基于科教版小学科学(3-6年级)教材中活动材料改进的研究与实践》就提到了活动材料准备影响探究实验有效性的问题。
在上虞市小学科学教师中进行了一次专题问卷调查。
通过回收的120份调查表分析,发现:92%的小学科学教师认为上科学课最大的苦恼是材料准备工作;46.15%的教师有经常碰到材料准备困难的情况;62.5%的教师在实际的课堂教学中,材料的使用达不到探究活动预期效果。
而84.6%的教师想过材料改进的方法,15.4% 的教师有过材料改进的经验,所有的教师都想参与材料改进和研究工作。
教科版小学《科学(3-6年级)》教材编写的基点设置在活动上,用活动统整科学知识、过程、方法以及情感、态度、价值观三维目标,用活动的方式展示小学生科学探究学习。
在强调学生亲身经历以探究为核心的学习活动中,就离不开赖以开展活动的实验材料,提供什么样的材料在一定程度上影响着活动的质量与效率。
数字实验系统的引入,对于教学一线的小学科学教师而言,降低了实验材料准备的繁杂性,为师生提供了更加直接、更加有效的实验探究方法,将会大大方便一线科学教师课前的工作量,同样会更精细地满足学生探究的需要,增强实验探究有效性。
(四)对小学信息技术与科学探究整合的尝试数字实验系统要求运用信息技术作为工具,使科学实验的呈现方式、学生的探究方式、教师的教学方式和师生的互动方式实现全新的变革,促进小学科学探究过程中的各个要素和环节实现全面优化。
将数字实验系统有效融合于小学科学营造一种新型的探究环境,实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的实验探究的方式,从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使学生的创新精神和实践能力的培养真正落到实处。
数字化实验系统是一种全新的软硬件一体化的实验系统,它具有多类型的传感器、多通道的数据采集器,实现了实验手段数字化、测量呈现实时化、现象规律可视化、操作测量简单化,在真实实验的基础上实现了信息技术与小学科学探究的整合,在延续传统的同时超越传统。
第二部分:进展情况一、召开项目实施论证会2011年12月21日,项目组全体成员在城东小学召开论证会,参加项目论证会议的有城东小学校长、上虞市电教馆技术人员、浙江省胜昔科技公司经理。
浙江省胜昔科技经理介绍目前中学配置数字化实验系统的情况,小学数字化实验系统研制迫在眉睫。
我们项目实施的目标是基于教材,改进教材中的实验器材,最好研制数字实验工具箱,受老师欢迎,利用胜昔科技现有的传感器可以做哪些实验,结合现有传感器可以研制哪些数字实验器材。
胜昔科技公司、电教馆表示全力配合课题实施,并提供必要的帮助。
会议对与会成员布置了任务,分组落实,按年级落实到人,哪些实验可以结合实验项目,提出数字研究项目方案。
二、考察数字化实验系统2012年3月9日上午,项目组全体成员考察上虞市东关小学由省电教馆配置的科学探究实验室,项目实施组成员一一实践研究。
下午,课题组全体成员参观胜昔科技工厂,公司领导介绍公司的主打产品“传感器”,并示范传感器应用于小学科学实验所看到的放大的实验效果:用传感器放大声音的波段效果,用计算机直观的显现,公司领导提出装备小学科学探究实验室的设想,并提出了传感器应用于小学科学实验室探究的具体项目。
三、整理科学课本中运用数字技术的实验项目组全体成员对小学科学课本所有探究实验进行整理,八册教材中共整理出可以运用数字化技术的实验20个。
四、编写数字技术运用于实验的器材制作脚本现在正在着手编写具体的方案(实验器材制作脚本),包括:应用传感器类别、应用情境设计、教材中具体应用的内容、应用功能、建议及意见。
下步打算与厂家联系生产数字化实验设备,开出数字化实验研讨课,成果总结,完成产品,进入实验室装备。
第三部分:遇到的困惑首先,教改项目研究前期投入较大,经费的投入制约着项目的进一步研究。
浙江省胜昔科技有限公司虽然愿意为项目实施扎实推进和成果转化提供资金和技术保障,但商人往往有利的话才会投入。
如果在试验阶段,投资的积极性不高。
其次,要用数字化手段来进行某一探究实验,选择实验课题时就应该考虑采用数字化手段来进行这个实验的必要性。
在实验课题的选择上,数字化实验比较适合用在那些过程比较复杂的,要采集的数据量比较多的,数据处理中计算量比较大的实验。
第三,在制定实验的要求时,设计的实验过程和方法,也要尽量体现数字化实验的特点。
用数字化系统进行实验时,突出的问题是数据的采集、处理都是在幕后进行的,这在实际工作中可能带来很多便利,而在教学中却是一个不足。
因此,在实验设计中要尽可能把这些幕后的操作移到前台来。
第四,数字化实验和传统探究实验各有长处和短处,二者应该是互补关系,不能互相取代,应根据教学的具体需求,将数字化实验和传统探究实验相结合进行教学。