小学科学实验教学中虚拟实验与传统实验深度融合策略的探究

引言：随着信息技术发展虚拟实验作为科学教学重要手段逐渐进入小学课堂，而传统实验则以其真实性成为科学教学基础。在小学科学课程改革背景下如何将虚拟实验与传统实验进行深度融合，成为提升科学教学质量关键问题。探究以冀教版小学科学课程为例，结合认识蜗牛、消化与吸收等典型课例探讨两类实验深度融合策略，期望能够为小学科学实验教学提供参考。

一、小学科学实验教学中虚拟实验与传统实验融合现状，存在问题

小学科学实验教学中虚拟与传统实验融合呈现出多元化发展趋势，众多学校开始尝试将模拟软件应用于科学课堂，辅助传统实验教学。以冀教版小学科学课程中认识蜗牛为例，教师一方面让学生通过实物观察蜗牛生活习性，另一方面利用计算机模拟展示蜗牛生长过程，使学生获得更为全面理解。然而融合实践中仍存在诸多问题：实验资源配置不均衡城乡学校间差距明显，部分农村学校基础设施薄弱无法满足虚拟实验基本需求，融合方式较为简单，多数学校仅将虚拟实验作为传统实验补充缺乏系统性整合思路。教师专业能力参差不齐，部分教师计算机应用水平有限难以胜任虚拟与传统实验融合教学，评价机制不健全缺乏科学评估标准，难以客观反映融合教学效果。

小学科学实验教学中存在问题还表现在课程实施层面，实验设计缺乏创新性多照搬教材原有实验，未能结合学生实际需求进行调整，实验指导方式单一，教师习惯于提供固定步骤忽视学生自主探究能力培养。实验资源利用率低学校已有实验设备使用频率不高，而计算机辅助教学设备闲置现象普遍，实验场地限制，传统实验需要专门实验室增加教学组织难度。实验时间安排不合理，课时压力导致教师无法充分开展实验活动影响教学深度，跨学科融合不足，实验教学往往局限于科学学科内部缺乏与其他学科有机联系。教学评价滞后，对实验过程关注不够过分强调实验结果正确性，学生参与度不均衡，部分学生实验机会较少难以形成完整实验能力。

二、小学科学实验教学中虚拟实验与传统实验协同设计，优化路径

小学科学实验教学中虚拟与传统实验协同设计应遵循学科特点与学生认知规律，构建多层次实验体系，基于教学目标分类设计，根据知识性、技能性、情感性目标选择不同实验方式，按照学习阶段差异化设计，低年级以直观感知为主侧重传统实验操作，高年级以探究能力为重加强虚拟实验应用。依据实验类型互补设计，观察类实验以传统为主虚拟为辅，探究类实验虚拟传统相结合，验证类实验则根据条件灵活选择。以消化与吸收教学为例传统实验中学生通过简易实验验证唾液对淀粉作用，而人体内部复杂消化过程则通过计算机模拟展示，让学生清晰理解食物在消化道中变化过程，两种实验方式相互补充，形成完整知识体系。

小学科学实验教学优化路径还应注重教学情境创设与实验流程重构，一方面创设问题导向情境，将实验设计融入现实生活场景激发学生探究兴趣，另一方面重构实验教学流程，打破传统线性教学模式构建预习 - 实验 - 讨论 - 拓展循环式学习路径。学生课前通过虚拟实验平台预习基本知识，课堂上进行实物操作验证假设，课后通过模拟软件拓展应用场景。强化教师指导作用，培养教师掌握虚拟实验技术应用能力优化实验指导方式，通过集体备课、专题培训等方式提升教师融合教学水平，同时加强实验安全教育，利用虚拟实验模拟危险情境，培养学生安全意识与应急能力。并注重学科间实验融合，将科学实验与数学、语文等学科知识相结合促进学生形成综合思维能力，这些协同设计与优化路径将有效提升小学科学实验教学质量增强学生科学素养。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率，更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观，为学生的未来发展奠定坚实基础。

三、小学科学实验教学中虚拟实验与传统实验资源整合，评价机制

小学科学实验教学中资源整合应构建多元共享平台，实现虚拟与传统实验资源有效配置，建立校本实验资源库收集整理各类实验案例，形成结构化资源体系，打造区域共享平台促进优质资源跨校流动，缓解资源分布不均问题。开发校本实验教材将虚拟与传统实验有机融入教学全过程，以四季形成教学为例将地球运动模型观察与电子沙盘模拟结合，编制包含实物操作指导与模拟软件使用说明实验手册，让学生在不同环节获得完整认知。整合社会实验资源拓展校外实践渠道，与科技馆、自然博物馆等单位合作为学生提供更为丰富实验体验，创新实验课程设置开发综合实验活动课程，打破学科界限培养学生综合应用能力。

小学科学实验教学评价机制应立足全面发展构建多维评价体系，第一建立过程性评价标准关注学生实验全过程表现，设计实验准备、操作规范等评价指标全面反映学生实验能力，第二实施多元主体评价，整合教师评价、学生自评等多种评价方式。第三开发智能评价工具利用信息技术辅助实验评价，通过电子评价系统记录学生实验操作轨迹自动生成评价报告，第四注重实验思维评价考查学生科学思维发展水平，设计开放性问题评估学生实验设计能力、问题解决能力与创新思维能力。构建成长性档案袋记录学生实验学习轨迹，收集学生实验作品、记录表等材料形成完整成长记录，优化评价反馈机制及时将评价结果反馈给学生与家长，指导学生改进实验学习方法。这些资源整合与评价机制将有效促进小学科学实验教学可持续发展，为培养创新型人才奠定基础。

结论：小学科学实验教学中虚拟与传统实验深度融合是提升科学教学质量重要途径，通过分析现状问题提出协同设计优化路径与资源整合评价机制，能有效解决当前实验教学困境。实验融合应遵循学生认知规律创设问题导向情境，重构实验教学流程，同时构建多元资源共享平台完善过程性评价体系。未来实验教学应进一步加强虚拟与传统实验深度融合，促进学生科学素养全面提升为创新人才培养提供有力支持。

参考文献

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[2] 王惠怡 . 小学科学融合数字技术教学提升学生科学观察能力与思维发展水平 [J]. 2025.

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