信息技术融合小学科学实验教学的模式与效果研究

引言

小学科学课程在“双减”政策与核心素养导向下，正面临从“知识灌输”走向“科学探究”的深度转型。科学实验作为课程的重要组成部分，是学生形成科学认知、建立实证意识和动手能力的关键环节。然而，在实际教学中，实验往往受到器材条件、课时安排和师资水平等多重因素制约，教学形式趋于演示化、符号化，难以实现“亲历—发现—归纳”的科学学习逻辑。与此同时，信息技术在教育领域的应用不断拓展，数字化平台、仿真工具、数据分析系统、互动平台等技术手段，为小学科学课堂带来了结构性变革的可能。信息技术能够重构实验流程，提升操作效率，拓展表达路径，有效缓解传统实验教学的实施瓶颈。本文立足教学实践，通过构建融合模式与案例分析，系统探讨信息技术如何融入实验教学全过程，助力学生在“动手”“动脑”“动口”的统一中提升科学素养。

一、小学科学实验教学的现状与信息技术引入的价值

当前小学科学实验教学普遍面临“目标高、条件弱、效果低”的矛盾局面。许多学校实验器材配备不全，尤其在低年级段，常常只能通过教师示范代替学生操作，学生参与度有限、实践感薄弱。即使在具备实验条件的学校，教学时间有限也常使实验环节被压缩、简化。传统教学手段无法满足观察记录、数据分析、变量控制等多维目标的实现，使实验变成“做做看”而非“探探理”。此外，学生实验技能与思维水平差异较大，在未加引导的情况下，易出现操作混乱、记录失准、理解肤浅等现象。

引入信息技术后，这一状况得到明显改善。例如，借助仿真实验软件，学生可在课前模拟实验流程、预测实验结果，为正式操作做足认知准备；实时投影系统可将关键步骤清晰呈现，帮助全体学生统一观察视角；数据传感设备可量化实验现象，提高数据处理的真实性和精准度；协作平台与记录工具则增强了学生间的交流与成果共享，推动形成合作学习氛围。更重要的是，技术手段提升了教学的“过程意识”，让学生不仅关注实验结果，还能深度参与问题提出、假设构建、操作验证与结果表达的全过程。

二、融合模式建构：以任务驱动为核心的实验流程再造

将信息技术融入科学实验教学，应围绕“任务驱动、探究导向、表达强化”三位一体目标构建融合模式。基本路径包括：情境引入→实验设计→操作实施→数据分析→结果呈现→反思评价。各环节中技术手段应服务于学生科学素养的形成，强化关键能力。

在情境引入阶段，教师可借助微视频、动画或虚拟情境激发兴趣，呈现贴近生活的问题情景。例如讲授“光的传播”时，运用仿真软件展示光线在不同介质中的路径变化，引导学生提出问题并产生探究动因。实验设计阶段，借助交互平台帮助学生明确步骤、列出材料、撰写假设与计划，增强任务感与参与度。操作实施时，教师通过实时投影突出关键环节，学生利用拍照、标注等方式同步记录过程。

数据分析环节，学生可使用统计工具将数据转化为图表，比较不同变量下的实验效果，尝试归纳规律。成果呈现与评价阶段，学生可通过视频、电子板报、实验报告等多种形式展示成果，教师则结合过程记录给予多元反馈。整个流程中，信息技术起到“补短板、促思维、强表达”的作用，为学生打造“可观、可做、可讲”的实验学习空间。

三、教学案例：“植物的生长需要什么”的融合设计与实施过程

在“植物的生长”教学单元中，教师围绕“植物的生长需要什么”这一核心问题设计实验任务，并引入信息技术进行全流程支持。教学初始阶段，教师通过视频短片展示不同植物在阳光、水分、空气等条件下的生长状况，激发学生提出探究问题。随后利用电子平台进行分组管理，每组选择一个变量，如光照、水分或土壤，通过平台表单提交实验计划，包括操作步骤、假设结果与记录周期。

实验周期为 7 天，每组学生每天用平板拍摄植物变化，上传图片至云端记录表，并配以观察说明。平台自动生成生长数据记录表，学生通过平台内置图表工具将数据转化为柱状图，直观展示变量影响效果。在成果呈现阶段，学生制作简报或短视频，汇报实验过程与结论，其他小组同学可通过点赞、留言、提问等形式参与互动。教师在最后评价环节中结合实验数据与学生表达表现进行个性化点评，不仅关注结果，更重视过程中的思维逻辑与表达条理。

通过此次融合实验，学生表现出更强的任务承担感与合作意识。平台功能简化了操作记录过程，降低了非学业负担，同时数据分析工具激发了学生对规律发现的兴趣，使学生由“做实验”向“做研究”转变，真正体现了科学学习的探究本质。

四、融合教学的成效分析与改进建议

综合实施反馈可见，信息技术在小学科学实验教学中的融合能显著提升学生的参与意愿、操作效率与思维深度。一方面，技术拓展了实验表达形式，使“观察—分析—表达”三环节联动成为可能。另一方面，平台化操作提高了实验过程的可控性和记录的系统性，为学生提供了更广阔的表达空间。实验结果不仅体现在知识掌握上，更体现在观察细致、表达准确、合作积极等能力指标上。

但在实践中也出现了新问题。如部分教师存在“技术即革新”的误区，忽视了教学目标与技术手段之间的逻辑关系，导致形式热闹、内涵贫乏。此外，平台功能尚不完善时，操作繁琐易影响教学节奏。还有学生在技术操作中流于模板化表达，忽略对知识的深度建构。因此建议：一是加强教师融合教学能力培训，提升其技术素养与课程理解；二是优化平台功能设计，确保便捷稳定；三是建立学生表达质量与思维深度并重的评价标准，推动学生在真实任务中生成深度认知。

五、结论

信息技术不是科学实验教学的替代品，而是服务教学目标的有效工具，是推动教育理念与学习方式转型的催化剂。其价值不在于工具本身的展示，而在于通过技术手段重构学生与科学知识的联系，提升实验的可达性、过程的清晰度与思维的可见性。实践证明，合理运用技术能优化教学流程，激发学生探究兴趣，增强动手实践与合作表达意识，使其在操作中思考，在协作中成长。未来的小学科学课堂应更加重视技术与课程目标的深度融合，利用技术引导学生发现问题、提出假设、验证结论、表达思维，从而促进科学素养的全面发展。唯有真正做到以融合促生成、以技术促思维，才能实现让学生学会科学、理解科学、热爱科学的育人目标。

参考文献：

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