基于信息技术提升中小学实验教学与管理水平

引言：

在教育改革持续推进的当下，中小学实验教学与管理面临着新的挑战与机遇。实验教学作为培养学生实践能力与创新思维的关键环节，传统模式已难以满足现代教育需求。信息技术凭借其独特优势，如丰富的资源呈现形式、便捷的交互手段等，逐渐融入其中。如何有效借助信息技术提升中小学实验教学与管理水平，成为教育工作者亟待深入探讨与实践的重要课题。

1. 信息技术提升中小学实验教学的方法

1.1 虚拟实验预习

虚拟实验可让学生熟悉实验仪器与操作流程。通过虚拟现实、增强现实或仿真软件打造的虚拟实验环境极为逼真，实验仪器以 3D 模型呈现。而且对于抽象复杂的实验原理，它能用动画、视频动态演示。在生物“细胞的有丝分裂”实验中，可以通过虚拟动画展示细胞内部变化过程，进而帮助学生理解其基本原理。

1.2 实验导入情境创设

利用信息技术，教师可以创设实验导入情境，进而营造出极具吸引力的学习氛围。

1.2.1 视频导入

通过播放契合实验主题的精彩视频片段，可迅速抓住学生的注意力。比如在地理“岩石的风化”实验课上，播放一段展现大自然中岩石历经漫长岁月逐渐风化过程的视频，视频里高山上岩石的崩裂、海边礁石的侵蚀等壮观画面，瞬间将学生带入神奇的自然现象情境之中，使他们对即将开展的实验充满好奇与期待。

1.2.2 图片展示

在生物“观察植物细胞结构”实验前，展示各种色彩斑斓、形态各异的植物细胞微观图片，如洋葱鳞片叶表皮细胞的规则排列、叶肉细胞中叶绿体的清晰可见等。这些高清、精美的图片让学生直观感受到微观世界的奇妙，激发他们想要亲自通过实验去观察细胞结构的强烈愿望。

1.2.3 创设问题情境

在数学“测量不规则物体体积”实验前，教师可以通过多媒体展示一个装满水的容器和一个形状奇特的石头，提出问题：“怎样才能准确测量出这块石头的体积呢？”这个问题引发学生思考，激发他们的求知欲，促使他们积极主动地参与到后续实验中，寻求解决问题的方法[1]。

2. 基于信息技术的中小学实验教学管理水平提升策略

2.1 建设实验教学信息化管理系统

课程安排模块是系统的重要组成部分。它依据学校的整体教学计划、各学科实验教学大纲要求，结合实验室的实际使用情况以及教师的授课安排，进行智能化的实验课程编排。系统会充分考虑不同学科、不同年级的实验需求，合理分配实验时间和场地。比如说，物理学科的电学实验需要特定的电学实验室，系统会根据实验室的空闲时段，将相关实验课程安排在合适的时间，避免出现实验室使用冲突的情况。而且，课程安排信息会实时更新并展示在系统界面上，教师和学生都能方便快捷地查询到自己的实验课程安排，提前做好准备。

实验资源管理模块对实验教学所需的各类资源进行全面管理。从实验器材的采购环节开始，系统就会详细记录器材的名称、规格、数量、采购日期、供应商等信息。器材入库时，通过扫描二维码或者电子标签识别，自动录入库存信息。在领用环节，教师或学生只需在系统中提交申请，说明领用的器材名称、数量、用途以及预计归还时间等，经过审批后即可领取。归还时同样通过系统操作，确认器材完好无损后更新库存状态。对于实验药品，系统会严格管理其存储条件、保质期等信息，提醒管理人员及时处理临近过期的药品，确保实验的安全性和准确性。

教学过程监控模块借助安装在实验室的摄像头、传感器等设备，实现对实验教学过程的实时监控。摄像头可以全方位捕捉学生的实验操作情况，传感器则能收集实验环境的数据，如温度、湿度、电压等。教师通过手机、电脑等终端设备，随时查看实验室的实时画面，一旦发现学生有不规范的操作行为或者潜在的安全隐患，能够立即通过系统的语

音功能进行提醒和纠正。

教学评价模块为实验教学质量的提升提供有力支持。它综合多方面的数据对实验教学进行全面评价。一方面，收集学生的实验报告，系统可以对报告中的实验目的、实验步骤、实验结果分析等内容进行智能评分，同时也支持教师进行人工批改和点评。另一方面，结合学生在实验操作过程中的表现，包括操作的规范性、团队协作能力、问题解决能力等，通过教师评价、学生自评和互评等多种方式，得出综合评价结果。

用户权限管理模块可以确保系统的安全性和数据的保密性。该模块可以根据不同的用户角色，如学校管理人员、教师、学生等，设置不同的权限。学校管理人员拥有最高权限，可以进行系统的整体设置、数据备份与恢复、用户信息管理等操作。教师可以进行课程安排查询与调整、学生实验情况监控与评价、资源领用审批等操作。学生则主要拥有查询实验课程安排、提交实验报告、参与评价等权限。通过严格的权限管理，保证每个用户只能访问和操作与其权限相符的功能和数据，防止信息泄露和误操[2] 作。

2.2 将信息化技术课程融入实验教学内容

2.2.1 课程内容设计

课程内容设计要依据不同学科实验特点和学生年龄段，巧妙嵌入信息化技术内容。对于小学科学实验，结合简单图形化编程工具，像Scratch。在“植物的生长”实验中，学生能用 Scratch 设计程序，模拟植物生长周期，设定不同条件观察虚拟植物变化，理解植物生长要素。初中阶段，在物理“电路连接”实验里，引入电路仿真软件，学生先在软件搭建虚拟电路，测试不同元件组合效果，再进行实际操作，降低实验风险，提高成功率。高中实验更注重数据处理与分析，在化学定量实验中，让学生用 Excel 或专业化学数据处理软件，分析实验数据、绘制图表，挖掘数据背后规律。

2.2.2 项目式学习法的应用

教师可以采用项目式学习法，布置综合性实验项目。例如在地理学科，以“城市水资源调查与分析”为项目，学生分组收集数据，用GIS 地理信息系统软件绘制水资源分布地图，分析数据撰写报告。过程中，学生不仅掌握实验技能，还学会用信息技术解决实际问题。

2.2.3 师资队伍建设

学校要组织教师参加信息化技术培训，涵盖基础软件操作到专业学科软件应用。邀请专家讲座、组织教师到先进学校交流学习。定期开展校内研讨活动，分享信息化技术融入实验教学的经验与案例。鼓励教师参加相关课题研究，探索更有效的融合模式。

结语：

综上，在信息技术的支持下，教师可以通过创设情境、建设管理系统、融入信息化课程等举措，去激发学生的学习兴趣，进而提升实验教学效果。展望未来，学科教师需应进一步深化信息技术应用，让其更好地服务于实验教学与管理，助力中小学教育事业迈向新高度，进而培育更多具有创新精神与实践能力的优秀人才。

参考文献：

[1] 张海南 ， 刘强 ， 郭晓萍 ， 等 . 中小学信息学科实验教学实践与创新水平研究——基于全国中小学实验教学精品课案例分析 [J]. 中国电化教育 ，2024，（04）：99-104.

[2] 管雪沨 . 基于核心素养的中小学信息技术实验教学 [J]. 中国信息技术教育 ，2020，（07）：11-13.

刘泰兴，1986.2，汉族，四川绵阳，本科 / 硕士，讲师，中小学实验教学、科学教育、教育装备、教育信息化