数字赋能下小学科学实验教学的实践探究

引言

小学科学实验作为培养学生科学素养、创新能力和实践技能的重要途径，面临着数字化浪潮带来的机遇和挑战[1]。作为新时代教育工作者，小学科学教师也要积极应对数字化改革的步伐，创新优化实验教学策略，构建良好教学环境，并调动学生自主学习和互动探索能力，通过合理评价和指导，让他们全面认识自己。这种数字化教学形式，有利于激发学生学习兴趣和动力，加深他们对知识的掌握和应用，发展创造能力。

一、构建数字化实验教学环境

数字技术极大地丰富小学科学实验教学资源[2]。具体教学实践中，教师可以通过视频、图片等形式对实验步骤、方法和现象进行可视化呈现，并对相对复杂的实验过程和步骤进行放大和针对性演示，这有利于强化学生对相关知识和实验步骤的理解。除此之外，教师还可将实验内容制作成短小精悍的实验微课，讲解实验原理、步骤与注意事项，指引学生于在线学习平台中进行观察和思考，随时提问、分享心得。这有利于学生自主学习意识的激发，使他们建立起完整的知识体系，为后续主动实验操作奠定坚实基础。

例如，教师围绕人教版三年级上册《电路出了什么故障》展开授课，本节课主要是让学生在“电路故障”情境中查出原因，掌握“做一个电路检测器”的新方法，从而培养推测-验证的解决问题的逻辑思维能力。教师借助互联网技术的支持，利用“学习通”APP发布微课视频，将“家中台灯突出熄灭”的案例引入其中，让学生思考“电路为啥出故障？怎么找出问题？”初步启发他们思维。然后教师借助在线电路搭建模拟平台，搭建电路、制造故障，同步到班级共享屏幕，让学生借助平台纠错与原理解析，尝试制作电路检测器，对比推测与检测结果，上传分析报告。这样既可以增强学生的自信心，又可以让他们更好地理解实验操作步骤，保证到学生的实验安全。

二、优化数字化实验教学设计

数字技术辅助下的小学科学实验操作，可以促使学生进行有效的思考，使其不断地完善自己的实验过程和方案。教师应该根据实验内容和学生的实际情况，选择合适的数字化实验设备和软件，设计具有针对性和趣味性的实验操作任务，让学生以小组的形式完成互动交流。与此同时，数字设备将实时监控学生实验操作过程，及时发现问题和疏漏之处，给予示范演示和指导建议，使得学生及时改正。以此激发学生对科学实验的浓厚兴趣与学习热情，激活他们对科学的热爱和探索精神。

例如，教师围绕人教版三年级下册《凤仙花的一生》展开授课，借助3D虚拟软件模拟实验器材，组织学生亲历播下一粒种子、长出一株植物、结出多粒种子的过程，使其更好地理解“繁殖”的意义。该平台可提供交互的虚拟花盆、凤仙种子、浇水壶、阳光调节器等，学生进入虚拟场景可自主选择器材和种植条件，经历植物生长模拟之旅。幼苗生长阶段，虚拟植株会实时显示出茎的伸长、叶的数量与形态变化，学生通过点击叶片便可查看气孔开闭、水分运输路径。如果两个对照小组植株生长情况不同，平台会聚焦“繁殖”核心，带领学生分析差异原因，总结植物繁殖的共性与特性。如此，培养学生的观察能力和逻辑思维能力，为提高小学科学实验教学质量提供有力支持。

三、完善数字化实验教学评估

实验投屏、汇报评价是检验小学科学实验教学效果的重要环节，也能帮助学生从中积累丰富学习经验，巩固实验知识与技能。教师巧妙利用各种数字技术，将实验过程中的典型问题放映出来，让学生进行自我反思和相互交流，从中提出改进思路。据此，教师对整个教学过程做出客观评价，并分别从整体与个体的角度对学生进行指导，在积极肯定的基础上提出恰当建议，促使他们明确改进的方向。如此，将保证科学实验教学和学生学习的协同发展，升华学生科学意识与态度。

例如，教师围绕人教版四年级上册《认识与设计乐器》展开授课，该实验要求学生结合对乐器的观察和探索设计一个乐器，并画出结构清晰的设计图。学生在实验操作过程中，在线实验平台会记录学生设计乐器的整个过程，自动生成操作轨迹，评估他们能否依据声学知识优化设计；针对最终乐器设计图，图像识别技术会识别设计图的结构标注、绘图逻辑、原理契合等，判断是否具有独特发声结构和材料运用。据此，教师针对“多数小组忽视材料对音色影响 ”，借助“豆包”APP为学生推送“材料声学特性科普文”，拓宽学生视野，深化他们认知。这将实现“教”、“学”、“评”的协同发展，突显数字技术在教育领域的应用优势。

结束语

总而言之，数字技术赋能小学科学实验教学，有利于调动学生求知欲和探索欲，促进学生能力的全面发展。实际教学中，教师强化学生主体地位，借助各种数字技术更好地服务他们成长和学习，实现其学习潜能的逐步释放。随着数字技术的不断完善，教师更要在教育实践中反思和调整，充分发挥数字技术的教育优势，丰富教学内容、创新教学方法、设计教学评价，推动小学科学实验教学的改革和发展，培育出更多具有创新精神与实践能力的优秀学生。

参考文献

[1]徐莉.数字化实验赋能小学科学实验教学的区域探索与实践[J].教育传播与技术,2024,(02):59-65.

[2]尤春来.数字化实验设备在小学科学探究中的应用解析[J].中小学信息技术教育,2022,(11):73-74.