作者：范静 单位：成都市龙泉驿区第四小学校
【摘要】数字化探究实验系统是小学科学课堂中引入的一种新的实验系统。随着信息技术的发展，越来越多的传感器也在我们的生活中得到应用。于是在科学课堂上采用数字化探究实验系统来对小学科学课堂中的基础实验进行实验设计，实验验证，实验分析和实验总结，已成为小学科学教学研究的热点问题。在教学过程中，引导学生进行探究，激发学习的兴趣和获得学习的经验。在小学科学的基础实验中应用数字化探究实验系统让学生进行自主学习，培养学生的创新能力和科学素养，改变传统的小学科学教学模式。
【关键词】数字化探究实验系统 小学科学 探究活动 科学素养
随着信息技术的发展，在小学科学课堂教学中引入数字化探究实验系统，不仅可以解决传统实验中不可能完成的或较难完成的任务，还可以引导学生进一步了解科技进步带来的变化，使学生明白科技的进步是为人类的生活服务的。数字化探究实验系统应用于小学科学课堂的目的本身就是是为了促进学生对科学概念的理解，帮助学生有效的分析数据。“真正的探究发生在孩子的头脑中，着力培养孩子的科学思维能力，提升孩子的科学智慧，才是我们课堂的重心。”[1]
一、应用数字化探究实验系统创设问题情境，激发学习者的求知欲望。
“根据研究，低年级儿童集中注意的时间一般在20分钟左右，高年级小学生课保持注意30分钟，甚至40分钟。”[2]教师在课堂上所创设的情境越能吸引学生的学习兴趣，学生的注意力就能够越长。而数字化探究实验系统为科学课堂提供了无限的可能性，教师可以用精确的图表，实验的操作创设不同的教学情境，充分调动学习者的思维参与，发挥学生的主观能动性，自觉自主地参与到课堂教学中去。例如在教学《磁力大小会发生变化吗》时，我首先应用数字化探究实验系统为同学们展示了磁铁的磁力是可以应用仪器测量出来的，这个活动迅速吸引学生的注意力，将其置于特定的学习情景，让学生明白我们这节课可以使用数字化探究实验系统来对磁铁的磁力大小进行测量，将学生的思维紧紧围绕在课堂教学内容周围，并自觉自愿地参与到教学，让原本抽象的数学知识更具体、更生动，学生不仅掌握科学知识，还对如何去探究科学知识产生浓厚的兴趣。
二、应用数字化探究实验系统再现知识形成过程，突破教学重难点
传统的小学科学课堂突破教学重难点的方法往往是采用实物教具进行实验的演示或模拟课件进行演示的方法，这种方法在一定程度上可以达到探究学习的目的，但是仍具有一定的局限性，比如小学科学基础实验中，实验器材在选取时，就会存在许多的误差，让学生进行探究实验时，由于操作的问题，往往实验就会出现得不到正确结论的情况。而数字化探究实验系统就能解决实验器材测量时的误差问题，并且在数据采集的时候，能够精确的得到数据，更加便于学生分析数据，得到结论，从而突破教学重难点。例如在《运动与摩擦力》一课中，按照传统的实验教学，应用弹簧测力计测量物体运动时的摩擦力，弹簧测力计本身就存在测量时的误差，加上测量摩擦力时，本身力的差距就不大，应用弹簧测力计就测量不出摩擦力大小是否有变化。而使用了数字化探究实验系统中的力传感器，它的数据采集更加准确，这就将弹簧测力计本身的误差得到了解决，再加上它的灵敏性，使得就算是小小的改变也能测量出来，这样就使这个实验的效果得到了体现，学生在得到数据后能够更好的分析出结论。如在教学《热是怎样传递的》一课时，热传递现象在直线传递时，是能够比较好的看到现象的，但是在面上传递时，学生的观察就不是特别的好了，这是采用数字化探究实验系统的温度传感器，让学生通过数据看到温度的变化，还可以将数据进行分析，从而使得知识更加的明确，学生也可以更好的完成知识的生成过程。
三、应用数字化探究实验系统丰富教学内容，提高探索活动的指向性
传统的小学科学课堂新知识学习由于实验器材的影响，只能采用和书本相仿的教学模式，不能大量的进行知识的拓展和教学内容的丰富，并且由于小学生在实验探究时，需要大量的时间，于是课堂上的探究就会显得很匆忙，学生也会有探究不完的时候。特别是在探究活动比较多的课堂上，只能采取分组进行探究的方式，这样小学生的关注度就只会关注自己的探究活动，急于去展示自己的内容，而对别人探究的就不会十分的关注，导致教学内容不能完整的呈现在学生的面前，影响教学的效果。而利用数字化探究实验系统首先简化了实验器材的测量操作，使得探究活动更加简单、有效。从而老师可以拓展知识，让学生在课堂上充分探究，不仅丰富了学生的知识面，而且还优化了小学科学的课堂教学。例如在《磁力的大小会变化吗？》一课时，我就提出了让学生自主探究环形磁铁组合的不同方式，磁力大小会变化吗？学生根据自己手中的环形磁铁，借助数字化探究实验系统——磁感应器进行小组探究活动，大大提高学生探究活动的效率。接下来，引导学生探究条形磁铁组合的不同方式，找到磁力大小变化的规律，从而得到磁力大小是会改变的。这样不仅学生探究的深入，也大大的丰富了课堂的内容，优化了课堂教学。
四、应用数字化探究实验系统搭建数据汇总的平台，提高课堂教学效益
对于小学科学的学习，数据的获得是必不可少的东西，不仅要有自己获得的数据，而且我们还可以与同学一起交流数据。于是在数据获取和整理的环节里，教师可利用数字化探究实验系统的数据采集系统和软件数据处理功能，采集下我们实验中的数据，并且使用软件数据处理功能，计算出我们所需要的平均值，最大值，最小值等等，也可以采集到适时的数据用于比较，这样不仅使得数据得到更加精确，也让学生明白了数据整理对小学科学探究实验的重要性。比如，在《测量水的温度》一课中，原本是让学生用温度计同时对四杯不同的水进行测量10分钟水温变化的数据的，在操作和获取数据时，由于学生才三年级总是会出现很多差错，这个实验以前我们总是只进行演示实验，请同学和老师一起完成就可以了。在这里采用了数字化探究实验系统进行测量，不仅可以同时测量出温度的变化，并且在软件中我们还可以实时观察到温度的变化图表，更加清晰的的出实验的数据，最后在进行数据分析时，学生也可以根据软件所记录的数据来进行整理，从而的到正确的结论，不仅增强了教学的互动性，也使得学生的学习欲望随之提高。这样不仅仅让我们课堂的活动能够更好的开展，同时，也让我们开展的探究活动更加具有实效性。学生通过自己的操作，观察，记录和分析，体会到学习是一件快乐有趣的事情，在这样轻松地探究环境中更好的学习到知识，并将知识转化为自己的东西。
总之，数字化探究实验系统的引入，不仅能培养学生的探究能力，也对学生的思维能力和合作学习能力又一定的影响，激发学生的学习兴趣，让学生真正爱上探究，爱上学习。
【参考文献】
[1]姚伟峰.小学科学课堂教学中教学生“学会思考”的思考——发展学生在科学探究活动中的思考能力[J].《课程教育研究》，2014（4）25.
[2]教育部.《小学科学课程标准（修订稿）》，2000。
