数字技术支持下初中科学实验教学的设计探究

引言：将数字技术应用到初中科学实验教学中，能够为学生实验营造一个安全、环保的实验环境，教师引导学生在虚拟环境下进行实验操作，既可以避免安全隐患，又可以减少实验原料消耗，符合可持续发展思想。而且采用数字实验技术，还可以使初中物理教学更具互动性和趣味性，提高学生的参与性和学习兴趣。由此可见，初中科学实验教学中运用数字技术的意义[1]。

一、整合数字资源，丰富实验素材

教材是教师教学的依据，教材中的内容是有限的，教师需要在有限的基础上不断向外拓展。为此，教师可以利用网络平台搜集各种各样的科学实验资源，比如实验微课、动画演示、虚拟材料等等，将抽象的知识以比较具象化的方式呈现出来，深化学生对科学知识的理解。与此同时，教师还可以整合不同来源的优质资源，制作成精美的 PPT上传到学习平台上，和学生共享资源，提高学生自主实验能力。

例如：在学习“探究物质组成的奥秘”相关内容时，可以实施如下教学活动：首先，教师可以从资源库中选择水分子分解的3D 视频让学生观看，直观展示水分子分裂成氢原子和氧原子，再重新组合成氢分子和氧分子的过程。其次，使用虚拟实验软件，让学生模拟调整电极、电流强度等参数，观察不同条件下气体产生的速率变化。如此一来，学生能够利用这些数字资源弥补传统实验教学的不足，帮助学生构建完整的知识体系脉络。

二、创新实验形式，虚实结合互补

传统实验受各种因素的限制，比如时间、空间、材料等，部分实验难以开展或者取得的实验效果不佳。但有了数字技术就可以创设虚拟实验，虚拟实验的优势主要体现在它能够模拟危险系数高、成本高而且难以操作的实验，而且虚拟实验可以重复进行，为学生营造安全实验环境的同时能够在不断反复和训练过程中掌握科学原理，提高学习能力、丰富实验经验，提高实验技能。

例如：在学习“金属的化学性质”相关内容时，可以实施如下教学活动：首先，在教师的带领下学生需要通过虚拟实验软件对多种金属与不同酸、盐溶液等的快速反应状态，初步掌握金属的化学性质。其次，在进行真实的实验操作，为学生准备好实验所需的器材和工具，让学生在操作过程中注意实验安全，观察实验现象，记录实验数据，并将虚拟实验和真实实验进行对比，说一说不同形式实验的优势和不足，为后续实验活动的开展奠定基础，增强对知识的理解与记忆，提高实验教学效果[2]。

三、利用数字工具，增强教学互动

数字工具的应用为科学实验活动的开展提供了多重便利。在课堂上，教师可以利用互动平台设计趣味实验小游戏，比如问题抢答，也可以组织学生进行在线讨论。教师根据平台自动得出的反馈结果灵活调整实验实施模式。课后，利用在线学习平台为学生布置实验拓展任务，学生需要上传实验报告、提出问题、说出感想，与教师和其他同学交流，答疑解惑，是实验思维共享的重要渠道，也拓宽了主体沟通渠道。

例如：在学习“植物的生殖与发育”相关内容时，可以实施如下教学活动：首先，教师可以借助在线协作平台为学生布置“种子萌发条件”这一探究任务。学生需要以小组为单位设计实验方案，通过平台共享实验设计图、每日观察数据和照片。在课堂上利用互动白板展示各组实验进度，学生通过弹幕功能实时点评不同方案的优缺点。课后教师在平台发布植物扦插、嫁接的实操视频，学生上传自家种植的花卉繁殖过程记录，形成跨时空的实验交流社区。

四、转变评价方式，借助数据反馈

传统实验教学评价以教师主观为主，具有片面性的特点。而数字技术的应用可以站在客观角度对学生的表现进行综合评价，比如在虚拟实验中将学生实验操作步骤、完成实验以及错误次数等数据记录下来，对学生实验操作技能进行精准评估，并将最终的评估报告上传到教师系统中，教师以这些数据为依据把握学生实验情况，提供针对性的指导，将评价的激励和促进作用充分发挥出来。

例如：在学习“电路分析与应用”相关内容时，可以实施如下评价教学活动：首先，教师可以应用智能实验测试评价系统。学生在平台上完成连接串联、并联电路后，系统会自动记录学生接线错误的次数、电路故障排查的时间等数据。实验完成后，学生需要在线提交包含电路设计图、电流电压测量数据等的报告，而系统会通过 AI 算法分析报告的逻辑性和数据的准确性。而教师则结合系统生成的评估报告对学生“电路设计创新性”“故障诊断效率”等的维度进行更细致的点评，让学生明白自己学习的优势和不足，调整学习计划，不断进步、成长。

结束语：综上所述，通过对数字技术支持下初中科学实验教学的设计探究可以发现数字技术教学的重要性，符合时代发展变化，顺应当前教育教学趋势，对学生学习能力，教师教学水平，课堂教学效率的提升产生重要影响。作为初中科学教育工作者，要将实验教学摆在重点位置，丰富实验内容，创新实验形式，为学生今后的学习和发展奠定基础，推动核心素养的形成，促进全面发展。

参考文献：

[1] 孙文峰, 孙晋芳.基于智慧课堂的初中科学数字化工具的应用[J]. 天津教育,2025,(18):53-55.

[2] 陈 晓 岚 . 初 中 科 学 教 学 中 数 字 化 实 验 的 实 践 研 究 [J]. 中 国 新 通信,2024,26(23):230-232.