纪栋栋

我们都知道，人类的发展和进步是建立在工具和手段的进步之上的，从而应用于教学领域的技术手段也在不断更新，人们不断地运用各种工具和仪器延伸着自己器官的感知范围和准确度。数字化实验器材就是其中的一种，它们担负着信息采集的任务，提升我们人类的“五官”的能力。然而现实情况是，我们科学老师对数字化实验器材的心路历程是从“激动”到“被动”再到“不动”。这么好的器材到最后是被“冷落”的，很少看到我们科学老师在日常教学中去使用数字化实验器材。因此笔者试图通过传统课堂与数字化课堂的比较来寻找数字化实验器材给科学课堂带来的“生长点”，摒弃原来“不会用”“麻烦”“不会选择用”的认识，发挥数字化实验器材的真正价值。

生长点一：方法便捷化——实验方案做得到

在传统课堂中，我们有技装科统一配备的实验器材，可以解决大部分日常教学的实验。但我们每一个实验需要我们自己去搭配，并且根据器材来设计实验方案。但是很多实验需要的器材要很多，操作起来麻烦，测量也需要花费很长的时间，并且需要合适的环境，有很大的局限性，降低了实验效率。

在数字化课堂，我们不需要去搭配器材，都有配套的实验器材针对特定的科学问题，体现出专业性。对实验现象数据的收集也显得快速、直观，并且实验过程简单便捷，提高了实验效率。

比如小学苏教版科学四上第二单元中“不同颜色的吸热实验”的研究。在“传统课堂”中学生先准备两只同样大小的纸盒，接着各剪一块同样大小的纸板，涂上不同的颜色，然后把纸板放在纸盒上，再把它们放在阳光下晒，等待10分钟后用温度计测量盒子里的温度，看看哪个纸盒温度高，从而得出不同颜色的物体吸热性能不同。但这个实验会受天气影响，因为需要阳光的照射，并且要等待10分钟去测量温度上的差别，实验效率不高。

在“数字化课堂”中，学生只要组装实验器材，按步骤连接电脑，记录数据，生成曲线图，分析得出结论。此实验当中，数字化实验器材可以自己加热，同时开始加热，同时结束，测量也是同时进行。数据之间没有了时间差的问题，数据可靠性高，实验现象明显，并且实验数据和曲线绘制自动生成，方便直观，操作简单，提高了效率。

生长点二：过程精准化——变量控制办得到

科学实验中，对实验变量的控制非常苛刻，直接关系到实验的成功与否。而传统实验中，很多的实验变量由于条件的限制，只能人为地尽最大努力去控制，有的时候不够客观，显得不够“科学”，从而让实验有所误差。这些误差让实验结果失之毫厘差之千里，学生就没有办法得出相应的结论，影响学生的认知。

数字化实验能够相对好地控制变量，操作过程由机械自主完成，所有的实验步骤以我们最理想的状态进行，可以把原来会有的误差尽量排除在外。并且数据收集更精确，减少主观干扰，所得数据更“科学”，提高实验成功率。

以苏教版四年级下册第四单元研究“摩擦力大小与接触面光滑程度的关系”的实验为例，“传统课堂”中，我们自己找合适的材料改变“接触面光滑程度”，通过手动拉测力计拖动滑块，测量拉力大小。这个过程中看似简单，但测量拉力大小时误差很大，特别是匀速拉测力计的技巧，学生很难掌控;另外“克服静摩擦的力”和“运动中的摩擦力”的交叉干扰，对孩子读取测力计上的数值有难度。

“数字化课堂”学生组装实验器材，按步骤连接电脑，后面物体的拉动与测量都由实验器材自动完成，并且自动记录实验数据，学生直观地分析数据就能得出摩擦力大小与接触面光滑程度的关系。

生长点三：结果显性化——关键证据看得到

在小学科学学习中，我们在课堂中经常要让学生经历“提出问题——做出假设——寻找证据——得出结论”四个环节，从而认识科学知识，建立科学概念。这四个环节中寻找证据就显得尤为重要。此过程需要学生动手去探究，通过实验来收集数据，但这些数据更多的是学生实验过程中观察到的现象。换句话说是要在有证据的前提下让学生完成此实验，并且看到相应的实验结果。但是很多时候我们的传统实验很难或者无法完成实验，更何况让学生看到实验结果。

现在有了数字化实验仪器，我们就可以很轻松地完成实验，数据也可以很快地被测出来。实验中需要的数据已能直接显示在电脑上，学生一目了然，很方便地就能分析看到的实验结果。

例如苏教版四年级上册第一单元《空气中有什么》，这节课要探究空气里面二氧化碳和氧气的含量。“传统课堂”我们会先把固定蜡烛的玻璃片轻轻放进水槽中并点燃蜡烛，接着用去掉底的饮料瓶罩在蜡烛上，然后立即盖上瓶盖，拧紧。做完这些后让学生仔细观察蜡烛及瓶中水位的变化。学生可以看到蜡烛熄灭了，瓶内的水面上升了。学生根据这个现象可以知道蜡烛燃烧时燃烧了瓶内的一部分空气，约瓶子内空气的五分之一，这些空气是支持燃烧的。这样的结论看似有用，但是学生还是不知道这些消耗的空气是什么，占了多大比例。剩下的空气又是什么，学生也没有办法知道。

“数字化课堂”中，学生根据说明把数字化实验器材安装好，接着点击开始测量，电脑上就会显示出空气的成分及其所占比例。而且通过测量，学生还会发现氧气和二氧化碳的含量，在不同的环境中（甚至还能测水中的含氧量）含量都是不一样的，不是教科书中描述的那样氧气一定就占到空气成分的21%的标准答案。

结语

在用“科技”工具来研究“科学”的探索改革路上，数字化实验教学还在探究和尝试阶段，并已经有了一些成效。但使用先进技术的同时，也应注意到它的局限性，在比较中才能辩证地看到其问题。因此，数字化实验还有很长的路需要走，我们一线老师要主动学习新技术以适应未来不断更新的教学要求，同时在自己的课堂上勇于创新与实践，认真思考和反思实验教学的优化，不论是传统实验还是数字化实验，都应用“科学”的方式研究科学。符合学生认知，有利于提升学生科学素养的實验才是有效的实验教学，才是值得推广的实验教学，让我们为了这个目标继续努力吧！

【作者单位：南京市琅琊路小学  江苏】