科學實驗教學與現代教育技術整合的實踐與思考

王秋萍

實驗教學改革是科學課程與教學改革的重要組成部分。隨著科技的發展，現代教育技術在科學實驗教學領域的應用也日益廣泛，現代教育技術與傳統實驗教學整合是時代發展的必然結果。本文從運用“積件”方式建立實驗素材平臺、構建模擬實驗教學模式、構建探索研究性理論教學模式、充分利用網絡資源等方面進行整合實踐。同時，通過實踐研究發現一些問題，并提出幾點思考。

21世紀的科學是一門面向信息社會的課程，必須重視科學課程與現代教育技術的整合。“以實驗為基礎”進行初中科學教學，有培養學生熱愛科學的情感和科學態度的素養等功能，在學習過程中的心理作用是任何其他手段都不能替代的。目前科學教學中普遍存在的問題是，學生學習興趣低下，知識面窄，發現問題、分析問題與解決問題，以及動手操作的能力下降，這已成為科學教學，尤其是科學實驗教學急需解決的問題。科學實驗教學與現代教育技術的整合引發實驗方法和技術的革新，更引起實驗教學理念、方式、方法的變革。加強科學實驗教學與現代教育技術的整合，不僅可以將知識化靜為動、化虛為實、化抽象為直觀，還可以改進傳統實驗教學中的很多弊病，將現代教育技術融入科學實驗教學中，不僅可以提高實驗教學的效果，還能增強學生的實驗能力。筆者根據多年的教學實踐，具體談談如何有效地整合科學實驗教學與現代教育技術，并在實踐后提幾點思考。

運用“積件”方式，建立實驗素材平臺，

尋求整合方法

目前，在計算機輔助課堂教學這個領域，市場上已有一定數量的科學實驗教學軟件，但真正適合教學的卻不多，加上教師自制課件的水平又不是很高，很容易造成低水平重復的現象。因而尋求計算機輔助教學軟件開發和應用的新路子——“積件思想”應運而生。積件“是由教師和學生根據教學需要，自己組合運用多媒體信息資源的教學軟件系統”，是一個完全開放的軟件系統，它包括帶有學科特色的教學平臺和多媒體資料庫，師生可以根據教與學的情境和教學平臺，選用、增刪、修改已有的軟件，或方便地制作新軟件，為教與學服務。運用積件方式，走素材資源庫和教學平臺相結合的新思路，是軟件開發和應用走出目前困境的有效方法，也是實現現代教育技術與課程高層次整合的有效手段[1]。因此，科學教師應根據教學實際，運用積件方式，充分利用現有條件下的網絡、多媒體信息資源庫和教學軟件，從中選取適合自己教學需要的內容來制作課件、實驗，從而適應不同教與學情境的需要，徹底改變傳統的實驗教學的弊端。

構建模擬實驗教學模式，發揮演示實驗、

虛擬實驗室功能

利用現代教育技術，創設模擬實驗，凸顯演示實驗的亮點初中科學是實驗科學，具有很強的實踐性，實驗教學和演示實驗是教學的重要組成部分[2]。但在課堂的學生實驗和演示實驗中，由于受到常規實驗儀器、實驗材料、危害程度等條件的限制，實驗效果不盡如人意。而采用模擬型實驗教學模式，通過多媒體技術模擬實驗的輔助，模擬一些重要的在目前條件下難以完成的實驗，彌補常規實驗的不足，提高實驗的演示效果。

運用網絡技術支持下的虛擬實驗室，激發學生自主探索實驗的能動性在傳統的理科實驗室，由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失，許多實驗中的規章制度對學生進行諸多限制；由于實驗條件的限制，實驗結果往往和理論不一致，甚至出現相反的數據；有些實驗材料的選用和實驗產物的排出，有悖現代環保意識，這一切無不暴露出傳統實驗室的弊端。由于現代教育技術的飛速發展和普及，使得許多以前不可能做的實驗今天已經有實施的可能，并且使實驗教學的成本大大降低。通過建立計算機里的虛擬世界，諸如危險事故、核爆炸、鏈式反應、科學進化、環境保護、疾病傳播、珍稀動物的解剖等不可能真做的實驗能夠在實驗室反復進行。有些事件的真實進行也許需要成千上萬年的時間，也許會造成巨大的損失或付出高昂的代價。然而，通過建立在現代教育技術基礎之上、在新型實驗室里實現的虛擬世界，這些就成為很多普通學校都可以實施的事情。

網絡虛擬實驗是在Web中創建出一個可視化的三維物件環境，其中每一個可視化的三維物體代表一種實驗對象，學生可通過鼠標的點擊及拖動操作，進行虛擬實驗。這種虛擬實驗室為學生提供了全方位的開放性操作環境，使學生在課堂上實現虛擬世界的真實體驗。現代教育技術與科學實驗教學整合能夠培養學生觀察實驗、自主模擬實驗，歸納、總結、抽象成所需知識和技能的能力，并促使學生建立科學的世界觀。學生在網絡技術環境下進行多媒體虛擬實驗操作的同時，還可以通過網上人機對話，一邊操作，一邊網上暢游，或與同學交流、討論，獲取新知。讓學生自主學習、自主觀察，進行虛擬實驗，從而掌握學習方法。

構建探索研究性理論實驗教學模式，

培養學生的創新思維和創造能力

探索研究性理論實驗教學模式依托由現代教育技術支持的網絡環境，網絡為學生提供了豐富的學習資源。在教師的指導下，學生分成若干學習小組，在學習任務的驅動下，小組成員相互協作地收集信息、實驗方案、交流討論、總結歸納、完成學習任務，培養解決實際問題的能力。

利用網絡資源，增進課堂教學效果

進入網絡時代后，網絡環境為師生提供了豐富的資源庫，網絡資源的開發和利用已成為一個信息工作者必備的信息素養。網上資源具有信息量大、更新速度快的特點，提供了同步教學、優秀課件等多種資源，且處于動態的更新之中。通過這些優秀課件、虛擬實驗、音像資料，再作進一步的組織加工，就能設計出適合自己風格的課件、模擬演示實驗，為提高課堂教學效果服務。

整合過程中的一些思考

分清主次，要明確現代教育技術在實驗教學中的工具作用現代教育技術與科學實驗教學的整合并在教學中的應用只能作為科學實驗教學的輔助手段，決不能替代實踐活動。科學是一門重視實踐和創造的學科，科學實驗教學更應重視實踐[3]。

一切能做的實驗絕不能用計算機模擬或仿真來替代，現代教育技術的作用重點放在實驗課的選擇設計、實驗過程的展示分析、實驗數據的處理、微觀宏觀現象的展示方面。通過現代教育技術的輔助作用，使學生進一步理解和掌握實驗原理、步驟、認識常見的錯誤操作方式，糾正學生實驗操作中不規范行為，養成良好的習慣，提高實驗技能素養。同時也迫使教師拓展知識面，以更好地選擇教學內容，設計教學過程，讓學生最大限度地接觸現代教育技術，使其成為一種學習工具，幫助學生主動地獲取知識。

不能讓計算機和網絡的信息量大的優點成為“滿堂灌”的另一種形式信息量大是多媒體技術的一個特點，如果運用不當，課件或鏈接內容過于豐滿，信息量超出學生在45分鐘內的接受能力范圍，那么只能使得多媒體成了現代化的“滿堂灌”。所以，利用計算機和網絡進行課前準備時，一定要遵循“適量”原則，切不可貪多求快。

不能忽視教師在教學中的作用學習者的學習是以教師自始至終的細心設計、組織、指導為前提的。沒有教師對實驗教學過程與實驗教學內容的良好組織和對學習活動的精心指導，學習者的學習只能是盲目的和低效的。

注重學習環境的作用在實驗教學設計中，首先應創設有利于學習者建構意義的情境，讓教師與學生之間、學生與學生之間的協作與交流貫穿整個學習過程，通過教師指導下的學習小組成員之間、小組成員與教師之間的交流，商討如何完成規定的學習任務而達到意義建構的最終目標。

總之，現代教育技術應用于初中科學實驗教學，對傳統教育理念和實驗教學模式的沖擊是非常大的，但它并不排斥傳統的理論、實驗教學模式，實際運用中應把它們辯證地統一起來，最終實現現代教育技術與初中科學實驗教學的有效整合。通過整合激發學生對科學學科學習的興趣，課堂內外參與意識會增強，對知識的理解掌握程度會加深，學生的實驗理解能力、動手能力、創新能力均會取得長足的進步。同時，現代教育技術與實驗教學的有效整合也能鞭策教師進一步構建新的教學模式，完善實驗教學，使教學過程更具有科學性，幫助教師在教學上更合理地掌握和利用時間，吸引學生的注意力，使學生在課堂上接受和掌握更多的知識，發展更多的能力。

參考文獻

[1]王耀村.初中科學教學案例專題研究[M].杭州:浙江大學出版社,2006

[2]楊青云.初中科學——新課程新實驗[M].杭州:浙江科學技術出版社,2004

[3]黃榮懷.信息技術與教育[M].北京:北京師范大學出版社,2008

（作者單位：浙江省溫嶺市新河鎮長嶼中學）