平板電腦在小學科學實驗教學中的應用

謝進

摘 要：小學科學課程提倡探究式學習，學生常要搜集探究證據、處理實驗數據、共享研究成果。本文結合小學科學課堂的現狀探討利用平板電腦在搜集探究證據、處理實驗數據與建立模型、營造學習環境等方面的應用方法。

關鍵詞：小學科學 平板電腦 實驗教學 應用

21世紀是一個高度信息化的時代，互聯網的爆炸式發展對人類生產生活的所有領域都有著前所未有的影響，人們每天都在接收海量的信息，隨著移動網絡的快速發展，移動端用戶激增，便攜式移動終端成為獲取信息的重要手段。平板電腦技術已經被全社會廣泛使用，是先進生產力的體現。隨著信息技術的發展，平板電腦正逐步被應用于課堂教學。平板電腦以其良好的互動性、便攜性、豐富的應用程序和網絡化服務，成為最適宜教育教學應用的智能終端形態之一^[1]。在小學科學課堂中，合理使用平板電腦可增強學生觀察、記錄實驗現象的能力，提高學生搜集、分析、處理數據的速度，提供開放、互動、高效的交流平臺。平板電腦是新時代學習者的必備智能工具，平板電腦支持下的科學課堂也必將成為未來的主流課堂之一。

一、平板電腦助力搜集探究證據

小學科學新課標指出，小學科學課程倡導以探究式學習為主的多樣化學習方式，促進學生主動探究^[2]。搜集探究證據是科學探究的核心環節之一。反思科學課堂中收集證據環節可發現：有些實驗的實驗數據和現象用傳統的搜集手段難以記錄，這類型的數據和現象往往具有可供記錄的時間極短和數值變化劇烈兩大特點。平板電腦擁有多類型的傳感器，能快速完成信息采集，這不僅提高了課堂效率，減低了自然觀察的難度，還為科學探究提供了新的搜集證據方案。

比如，教師在教授低年段的孩子觀察、記錄校園中的生物時會遇到困難：有些小動物的移動速度飛快，又是“隱藏能手”，低年段的孩子憑借紙筆無法詳細地記錄小動物的特征。但是如果給每個小組提供平板電腦，利用拍照、錄像功能，就能夠高效地、準確地搜集探究數據。此后利用Word、美圖秀秀等軟件，可以用文字、圖片補充觀察時所發現的具體內容。另外“花幫主識花君”微信APP小程序、形色等軟件有拍照識別植物的功能，可協助學生識別植物。混合搭配運用上述的應用程序有助于整體提高學生對生命科學領域的認知。

再如，教師在指導四年級上冊“測量心跳”這一內容時，一般做法是利用手測量脈波的方法來記錄運動前后心跳的頻率，比較脈波變化情況，再歸納總結，這樣處理教學環節會忽略心跳的峰值和高原期。如果能把運動時的心跳頻率也記錄下來，三者再比較，無疑能更好地總結歸納。但是受限于把脈這種傳統的記錄方法，學生是不太可能做到邊測脈波邊記錄心跳頻率。這時若運用“我的心跳”APP，利用平板電腦的攝像頭對準使用者的臉部，軟件就能通過捕捉臉部特征來測量心率，進而可以收集多個數據。這既能提高學生對心跳頻率變化的認識，又能多學習一種利用信息技術測量心跳頻率方法，可謂一舉兩得。

二、平板電腦助力處理實驗數據和建立模型

搜集探究證據和處理實驗數據是科學探究活動的重要環節。小學科學新課標提出了對高年級學生的要求：能基于所學的知識，用科學語言、概念圖、統計圖表等方式記錄整理信息，表述探究結果^[3]。將搜集到的數據轉化為數學模型、物理模型，有利于學生得出實驗結論。但是一節課的時間很有限，讓學生整理數據和構建模型都需要較多時間。而平板電腦上的軟件，能通過已經編寫的算法處理數據，把抽象概念具體化，可以達到了事半功倍的效果。

比如，教師在教導六年級上冊《抵抗彎曲》一課“橫梁的抗彎曲能力”實驗中，可以引導學生利用平板電腦上的Excel軟件將所得到的實驗數據轉換為折線圖。利用信息技術處理數據的優勢能讓凌亂的數據直觀展現為數學模型，能更好地讓學生感知橫梁寬度和厚度對抗彎曲能力的影響。

再如，教師在教導六年級下冊《在星空中（一）》一課時，由于學生在日常生活中觀察星座有難度，所以對星座的含義、特征知之甚少，過去教師經常以建立模型的方法授課。除了傳統教學策略外，還能利用平板電腦中天文3D+、虛擬天文館等天文學軟件加深認識。天文3D+APP能通過移動屏幕，觀察在不同方位上的各種行星、星球、星座、星團、星系，并且可通過滑動屏幕在不同的方位進行觀察。甚至可以出示星座中各恒星的位置，滑動屏幕連接各恒星，建構星座模型。

三、平板電腦助力營造全新的學習環境

過去的教學模式以教師為課堂的主體，單向傳遞科學知識、探究技能、情感態度價值觀，學生被動參與預設好的學習任務。學習環境受時間和空間的限制，教具受諸多客觀因素的影響。未來的學習環境需要借助以互聯網、便攜式智能手機與電腦、聲像視頻多媒體工具等為代表的信息技術， 在很大程度上打破了時空地域的界限， 網絡學習、移動學習、微型學習、泛在學習、虛擬學習等一系列數字化學習不斷涌現， 使得“時時能學、處處可學、人人皆學”成為現實， 從根本上營造出了前所未有的全新學習環境^[4]。

比如，在課堂上學生和教師利用微信、QQ等共享平臺及時拍照上傳實驗發現，這能提高學生的匯報效率，豐富課堂生成，更方便選取有代表性的例子做展示，為分析討論提供更多的信息。教師也能利用平板電腦分享動態信息，借助多種的直播軟件、抓屏軟件，將各小組的討論、實驗過程通過屏幕展示給全體學生，促進其他小組的同學互相參考，取長補短。

再如，在課堂后學生可以通過手機將自己的學習心得、實驗發現上傳到興趣小組群或云盤。以云端學習環境為基礎，借助大數據時代相關性研究的便利，激發探索科學世界的主觀能動性，實現“資源共享，家校互動，生生互動”，建立泛學習共同體。如今，學習共同體越來越熱衷于利用多端口同時編輯的在線文檔，騰訊文檔可以與Office軟件同時使用，打開平板電腦或者就在手機上都能在線查閱和修改文檔內容，并且即時存檔，可多端口同時查閱和修改文檔內容。騰訊文檔APP使得協作高度自由，很大程度上打破時空地域的限制。

結語

由于我國青少年近視患病率逐年增高，發病年齡日趨低齡，情況堪憂，《綜合防控兒童青少年近視實施方案》應勢頒布 。《方案》提出， 嚴禁學生將個人手機、平板電腦等電子產品帶入課堂。但考慮到平板電腦對當代教育的深遠意義，《方案》中還明確提出：需科學合理使用電子產品。應引導在校學生正確使用電子產品， 在信息時代下培養規范使用的電子產品學習習慣和科學用眼策略。任何一項技術都存在兩面性，學校和教師的指導與監管，以及家長的通力配合將起到至關重要的作用。

促進平板電腦技術與科學教育融合是構建未來課堂的有效途徑，挖掘可利用的信息技術，整合海量的教學軟件，更新過時的教學手段，加強教師隊伍對平板電腦的研究與創新，促進打造信息化校園。

參考文獻

[1]李玉順，史鵬越，楊瑩等.平板電腦教學應用及其在我國的發展[J].電化教育研究，2015，36（06）：80-86.

[2]王永會，趙敏.小學科學科學標準[M].中華人民共和國教育部，2017.

[3]王永會，趙敏.小學科學科學標準[M].中華人民共和國教育部，2017.

[4]楊宗凱，楊浩，吳砥.論信息技術與當代教育的深度融合[J].教育研究，2014，35（03）：88-95.