在科學課堂使用傳感器的感與知

谷凝華

古時，一尺一桌一夫子就是課堂，而現在的課堂不僅僅只有粉筆、黑板，還增加了隨著科技發展而產生的傳感器等數字化實驗裝備。教育的信息化使教育環節數字化，提高了教育質量和效率，形成了適應信息社會要求的教育新模式。融入傳感器的數字化課堂讓科學實驗教學呈現得更加豐富、直觀，進一步提高了實驗的科學性。本文主要以有限的數字化傳感器裝備使用經驗交流感受，表述在小學科學實驗教學中使用傳感器的新感知。

陶行知先生說過;“教而不做，不能算是教;學而不做，不能算是學。教與學都以做為中心。”科學知識抽象、復雜、廣泛，現在科學實驗室又加入了新成員——傳感器。在體驗過融入傳感器的科學實驗后我才發現，原來實驗課還能這么多元化！這么炫酷！利用傳感器可以在多方面彌補普通實驗的局限，凸顯學生在科學課堂的主體地位，使其成為真正的知識發現者和構建者。

一、傳感器的定義

傳感器是一種檢測裝置，能將感受到的被測量信息，按一定規律轉換成電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、顯示和記錄等要求。傳感器使科學實驗有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活起來。通常包括聲、光、電、熱、磁、力和運動類傳感器。它們可以自動生成實驗報告，包括實驗數據和圖像等。

二、使用傳感器的感與知

（一）對于老師來說

1.使用傳感器有利于提高學生實驗操作水平和科學專業素養

傳感器的應用改變了傳統動手實驗的要求，不再局限于用實驗記錄單去記錄數據，也不再只用畫圖、填表去分析比較，而是利用數據采集器自動獲取并分析數據。這就要求老師在掌握基本實驗操作的基礎上，充實信息化知識內容，豐富信息化操作，學會使用信息化工具——傳感器來進行實驗，記錄和分析數據。老師使用傳感器教學有利于改善傳統動手實驗的不足，提高老師的實驗素養，開闊眼界，更好地創新性教學。

2. 使用傳感器有利于節省指導學生實驗方法的時間

大部分科學課都包含實驗，可以說，實驗教學活動是科學課的重要組成部分。一堂科學課老師往往要花大量時間在實驗方法和操作規范的指導上。比如，在學習蘇教版科學四年級上冊第二單元《冷熱和溫度》一課時，涉及測量一杯水在不同時間的溫度。利用溫度傳感器可以簡化實驗操作，實時地測量出一杯水在不同時間里的溫度，并且在數據采集器上會顯示出有關溫度變化的曲線圖。這簡化了老師對學生的實驗指導，大大節省了課堂時間。

（二）對于學生來說

1.提升學生的科學實驗興趣

小學生好動且好奇心很強，對科學知識充滿求知欲。興趣是學習的內在動力，促使他們渴望自己動手做實驗。傳感器的應用在一定程度上增加了實驗的難度和趣味性，可以滿足學生的挑戰心理和好奇心。在實驗中使用傳感器教學可以激發學生的探究興趣，突出學生的主體地位。老師可適當引導學生自己動手利用傳感器去實驗、去操作，在親身實踐中感知信息化技術帶來的便利，提高學生收集信息和分析信息的能力。

2.鍛煉學生實驗探究能力

組織一堂實驗課，不僅僅是讓學生完成實驗那么簡單：實驗前，需要規范學生的操作習慣;實驗中，要加以指導;實驗結束后，要求學生有良好的整理實驗器材的習慣。傳感器使用的前提是，學生必須具備一定的實驗操作規范。例如，在使用溫度傳感器時，學生就需要學會調節正確的參數等一系列操作，在訓練操作的同時，也鍛煉了學生運用信息化技術的能力，鍛煉了學生的動手探究能力。

（三）對于實驗教學來說

1.突破實驗教學的局限

小學科學中實驗眾多，很多實驗在課堂上開展存在很多局限性。比如，蘇教版科學五年級上冊第三單元“電磁鐵”一節中，學生需要動手實驗去探究影響自制電磁鐵磁力大小的因素有哪些。書上是用做好的電磁鐵去吸引回形針，但我們在實際操作時發現，如果電磁鐵磁力過小，即使改變電源大小或繞線圈數，實驗現象也不明顯，哪怕是換成重量更輕的大頭針，實驗現象也不直觀。后來利用磁力傳感器就解決了這一問題。傳感器很靈敏，數據會精確到小數點后兩位，所以即使磁力強度不大，傳感器也能實時檢測到精確的數據，進而通過數據采集器上形成的圖表，可以很直觀地看到磁力大小的變化。

2.提高實驗教學的效果

在五年級探究“呼出氣體和吸入氣體成分不同”時，書上的實驗只能證明吸入和呼出的氣體成分是不同的，還需要老師結合氣體成分的圖表，才能讓學生明確吸入空氣中氧氣多二氧化碳少，呼出氣體中氧氣變少二氧化碳變多。這樣學生就處于一個被動接受知識的狀態。但是利用氧氣濃度傳感器和二氧化碳傳感器后，能明顯提高學生的興趣與理解程度。這兩個傳感器只需學生吹一口氣，就能立刻測出氧氣或二氧化碳的含量。學生通過觀察數值的變化，可以直觀地感受到，這兩種氣體的含量在呼吸過程中是在不斷變化的。

三、結語

科學應該怎么教？我想這是一個科學教老師經常會聽到、會思考的問題。科學不僅要學知識，更要學方法。科學知識豐富且抽象，利用傳感器技術來輔助實驗教學是行之有效的教學手段和方法。信息化技術與傳統實驗手段相結合是一個不可忽視的趨勢。吳非老師說過：“老師為什么要接受‘繼續教育’，乃是因為我們的知識是有限的，而且隨著社會的發展，隨著教學工作的不斷變化，老師必須不斷地提高專業技能，多讀書，建構個人的知識體系。”在這樣一個信息化普及的時代，老師只有自己先適應信息化帶來的改變，才能更好地給學生呈現出信息化課堂體驗，打開科學課上的信息通道。