数字化赋予小学科学实验教学“科学”新维度

小学科学课程作为培育学生科学素养的起始课程，实验教学占据着核心地位。随着信息技术迅猛发展，数字化手段逐步融入教育领域，为小学科学实验教学注入新的活力，带来深刻变革。数字化不仅扩充了实验教学资源、创新了实验形式，更在提升实验成效、培育学生科学素养方面意义重大，为小学科学实验教学赋予了全新的“科学”维度。

一、数字化丰富实验教学资源

（一）虚拟实验资源拓展实验边界

传统的小学科学实验常常受实验器材短缺、场地空间有限以及时间安排紧凑等因素制约，致使诸多实验难以开展，即便开展也难以达到理想效果。而数字化虚拟实验资源的问世，有效化解了这一难题。以“模拟火山喷发”实验为例，在现实课堂中，要真实呈现火山喷发那波澜壮阔的场景以及复杂的过程几乎是不可能的。但借助虚拟实验软件，学生仿佛身临其境，能够全方位观察火山喷发的整个过程，包括岩浆在地下的涌动、喷发瞬间的剧烈景象，以及对周边环境造成的影响等。学生通过操作虚拟实验，能够自主调整诸如岩浆温度、压力等实验参数，进而观察在不同条件下火山喷发呈现出的变化，深入理解火山喷发背后的原理。

（二）网络科普资源补充实验知识

互联网蕴含的丰富科普资源，为小学科学实验教学提供了强有力的支撑。教师可引导学生在实验前后，借助网络搜索相关科普文章、科普视频等资源，深入探究实验背后的科学知识。在开展“种子发芽实验（一）”之前，教师可布置任务，让学生自主上网查询种子发芽所需条件的资料。学生能够在各类科普网站、专业教育平台以及热门视频网站上，找到内容详实、图文并茂的科普文章，这些文章详细阐释了种子发芽离不开适宜的温度、充足的水分和空气等关键要素；还能观看到生动直观的科普视频，视频通过动画演示或者真实记录，清晰展现种子从吸收水分开始，内部细胞如何逐步活跃起来，胚根又是怎样突破种皮等一系列神奇的过程。这不仅拓宽了学生的知识面，使他们对即将开展的实验有更全面、更深入的认知，还能极大地激发学生对实验的兴趣和期待，为实验教学的顺利推进奠定坚实基础。

二、数字化创新实验教学形式

（一）利用多媒体创设实验情境

多媒体技术集文字、图像、音频、视频等多种信息元素于一体，能够为小学科学实验教学营造出生动有趣的实验情境。在“种子发芽实验（二）”的教学过程中，教师可运用多媒体播放一段关于种子在不同环境中发芽情况的视频。视频中，展示了种子在温暖湿润的土壤里茁壮成长，在干旱的沙漠环境中难以萌发，以及在寒冷的冰原上陷入沉睡的场景。逼真的画面与生动的音效，瞬间将学生带入奇妙的种子世界，让他们直观感受到环境对种子发芽有着至关重要的影响，从而使学生对本次实验要探究的变量，如不同温度、湿度等，产生强烈的好奇心和探索欲望。

（二）借助互动式电子白板开展互动实验

互动式电子白板融合了传统黑板与现代多媒体技术的优势，为小学科学实验教学带来了全新的互动体验。在“光是怎样传播的”实验教学中，教师可利用互动式电子白板展示光在不同介质，如空气、水、玻璃等中传播的动态模拟图。学生通过触摸电子白板，能够自主操作模拟实验，随意改变光的入射角度、介质类型等参数，实时观察光传播路径的变化，并及时在白板上记录实验现象以及自己的思考。教师还可以在白板上设计一些趣味性十足的互动问题，例如“光在弯曲的水管中能直线传播吗？”让学生分组展开讨论，之后上台在白板上通过操作模拟实验来验证答案。这种互动形式极大地激发了学生的参与热情，促使学生从被动接受知识转变为主动探索知识，有效提升了学生的学习积极性和主动性。

三、数字化提升实验教学效果

（一）数字化仪器精准采集实验数据

在传统的小学科学实验中，数据采集环节往往存在误差较大、效率低下的问题。数字化仪器的应用，有效改善了这一状况，显著提升了实验数据采集的精准度和效率。以“测量力的大小”实验为例，以往使用弹簧测力计测量力时，学生读数容易因视角偏差、弹簧测力计本身精度限制等因素而产生误差，并且读数过程相对繁琐，在一定程度上影响了实验效率。而运用数字化力传感器，它能够将力的大小转化为电信号，并通过与之相连的电子设备，如电脑、数据采集器等，直接精确显示出力的数值，精度可达小数点后两位甚至更高。学生只需将力传感器与被测物体连接，施加力后，数据便能即刻准确呈现，大大降低了人为读数误差。

（二）数据分析软件助力实验结果分析

实验数据的分析与解读是科学实验教学的关键环节。借助数据分析软件，能够将复杂的实验数据转化为直观的图表、图像，助力学生更好地理解实验结果，发现数据背后隐藏的科学规律。在“物体在水中是沉还是浮”的实验中，学生通过实验记录下不同物体在水中的沉浮状态以及它们的相关属性，如质量、体积等数据。教师引导学生将这些数据输入到数据分析软件，如 Excel 等中，软件能够快速生成柱状图，直观展示不同物体质量与沉浮状态之间的关系；还能生成散点图，清晰呈现物体体积与沉浮状态的关联。通过观察这些图表，学生能够一目了然地看出，一般情况下，质量较大、体积较小的物体在水中容易下沉，而质量较小、体积较大的物体在水中容易上浮，从而总结出物体沉浮与质量、体积之间的初步规律。

四、结语

综上所述，数字化在小学科学实验教学中具有不可忽视的重要价值。它通过丰富实验教学资源、创新实验教学形式、提升实验教学效果，为培养学生科学素养提供了坚实保障，为小学科学实验教学赋予了全新的“科学”维度。在教育信息化持续推进的大背景下，小学科学教师应充分认识到数字化的优势，积极探索数字化与科学实验教学的深度融合，为学生打造更加优质、高效的科学实验学习环境，助力学生科学素养的全方位提升。

参考文献：

[1]李文娟,李胜男,赖洲扬.信息技术在小学科学实验教学中的有效应用研究[J].科技风.2023,(3).

[2]曹海永,宋尚琴.数字化转型:小学科学实验教学的新样态[J].上海教育科研.2022,(9).