讓科學實驗教學插上信息技術的翅膀

浙江省余姚市子陵中學教育集團世南校區 朱姚芳

初中科學實驗教學不僅能夠培養學生的科學精神和學習品質，還能夠豐富學生的知識儲存，擴寬他們的眼界，提高他們的知識水平素養。近年來，隨著教育改革的不斷深入，信息化技術不斷發展，學校對初中生的要求越來越高，初中生所接觸的知識范圍也越來越廣，傳統的教學模式已經無法滿足初中生的思維成長，不能夠有效的幫助初中生在學習中取得良好的學習效果。基于此，教師需要根據科學學科的特點來構建創新課堂。因此在信息技術的環境下，教師要根據學生的學習需求和成長特點創新實驗教學，讓學生在實踐操作和合作探索的過程中提升創新意識，通過與信息技術的整合構建創新教學模式，引導學生實現自主學習，培養學生的綜合能力。

一、信息技術能彌補科學實驗教學之短板

初中科學教學本身就是一門具有創新性的學科，所以需要通過創新實驗教學的方式來幫助學生更加深入地了解科學知識，掌握科學學科學習的特點，讓其可以通過日常生活的觀察和實踐發現更多的未知知識，促進其深入探索和研究，讓其意識到科學這一門學科的魅力，從而提起他們對科學的興趣和求知欲，進而提升初中生的綜合能力。而信息技術的利用可以豐富學生學習的方式，拓寬學生的知識視野，在利用信息技術資源的過程中能夠優化教學模式以及實驗設計，提高學生的積極性和主動性，促使學生能夠全心全意的將注意力投入到課堂學習中。從而促進學生自主發現問題并探討問題，形成科學的思維模式和知識系統，提高學生的思維能力和主動學習能力，以激發學生的思維，提升學習的能力。

信息技術可以構建針對性的教學課堂，在創建實驗的過程中提高實驗真實性，通過引入仿真軟件、數據處理系統等信息技術，不斷完善實驗設計和數據反饋，從而優化實驗教學方案，加強重難點知識的教學，進而為學生構建一個有效果的教學課堂。在初中科學教學中，有許多物理以及化學類的實驗無法用現實環境和工具來實施，導致學生所學的理論知識不能有效地運用到生活實踐中，而信息技術軟件可以解決這些問題，信息技術軟件可以提供更加充足的實驗器材，讓學生能夠在課堂中親自去利用實驗器材將理論知識運用到實踐中，而且可以利用計算機系統和仿真軟件對實驗的參數進行設置，按照實驗的需求構建符合條件的實驗環境，提高實驗情境的真實性和準確性，使學生所學的理論知識與生活實踐緊密的聯合到一起，充分的發揮信息技術的應用價值，真正提高實驗教學的價值。

在科學實驗過程中，教師要為學生詳細的介紹實驗器材，了解實驗器材、觀察實驗現象是幫助學生明白實驗原理的重要過程，在實際實驗的過程中，可能有的實驗器材無法滿足實驗條件，或者在實驗過程中，難以準確地記錄到實驗現象和變化，導致學習實驗的效果并不好。而利用信息技術時可以通過計算機系統來完成實驗設計和過程，學生可以對實驗過程中的任何環節進行放大、暫停等操作，學生可以更加細致的對實驗現象進行觀察，可以擁有充足的觀察和思考空間，所以能夠幫助學生更好地了解實驗的原理，保障了實驗的可視性，有利于提高學生的理解能力，提升學生的實踐能力和自主觀察能力。

二、信息技術在科學實驗中的應用

1.信息技術在定量實驗中的應用。

將信息技術融入到科學實驗教學課堂中，可以有效的將教材內容與實踐進行結合，使學生獲得更加準確的實驗教學，教師還可以讓學生在課下自行運用先進的計算機軟件，讓學生將獲得的實驗數據以表格的形式呈現出來，進而將實驗現象更直觀地呈現給學生，使學生得出的科學結論更加準確。例如，教師在為學生進行《冷熱與溫度》這一課教學時，教師首先要讓學生課下自主對其進行預習，在上課前給學生提出問題：“這杯熱水的溫度將會怎樣下降？”引發學生的猜想，讓學生大膽發表自己的想法，隨后可以在課堂中，選一位同學，進一步的對水的溫度進行測量并按時記錄測量的結果，最后可以讓學生說出自己從測量水的溫度中有什么新的發現。教師還要為學生留出討論的空間，讓學生利用計算機將數據以表格的形式呈現出來，并進行交流與討論，進一步的激發學生的學習興趣和動手的操作能力，使其所學的科學知識能夠有效地運用到生活實踐中，提高其實踐能力。將信息技術應用到科學實驗教學中，可以顯著的提高實驗教學的效果。尤其是在定量實驗教學中，信息技術與實驗教學的融合，可以幫助學生獲得更加準確的實驗數據，更能將實驗結論直觀的呈現給學生，方便學生理解，引導學生理性分析，培養學生的思維能力，提高學生的科學思維。

2.信息技術在科學模擬實驗中的應用。

科學是十分神秘的，它能夠充分地引起學生對學習的興趣，在教師教學的過程中，教材中往往會有一些較難理解的科學知識和科學內容，此時，教師就要充分的利用信息技術幫助學生對科學知識進行理解與掌握，為學生豐富科學知識。科學教材中有很多受到時間與地點的限制的內容，在傳統的教學課堂中，教師往往只是通過一味的講解教材內容，讓學生對其進行死記硬背，這種教學方法很難讓學生真正地掌握教材內容，對科學知識也掌握的并不牢固，將信息技術應用到科學模擬實驗中可以有效的幫助學生掌握教材內容，使實驗更具有價值，提高學生的實踐能力，加強學生對科學的興趣，進一步培養學生的科學素養，促進學生全面發展。

三、信息技術能助推科學實驗教學之創新

1.用信息技術模擬探究環境，提高科學課堂的具體性。

在初中科學課本教材中，有一些學生比較陌生的知識，概念和定理也比較陌生，許多教材內容的基礎知識比較復雜、抽象。如果采用死板灌輸式的教學模式，初中學生的學習效果降低，甚至會對科學教學課堂產生抵觸心理，也不利于學生思維能力的提升。而且科學學科是一門探究性的學科，教學的目的不僅僅是引導學生認識概念性的知識，而是需要從學習知識的過程中促進學生進行探索和思考，促進學生實現主動學習，加強學生的實踐操作能力和主動思考能力，拓展學生的思維方式，拓寬他們的視野。所以在教學的過程中，一方面教師要加強知識概念教學的具體性，通過有效的引導方法將抽象的知識變得生動，利于記憶理解，讓學生樹立信心，為學生未來的科學學習打下堅實的基礎。另一方面，教師要促進學生對科學理論知識進行探索，使其通過深入地探究和理解來強化學習效果，鞏固基礎知識和理論概念，幫助學生在初中科學上建立強大的自信心，從而促使學生熱愛科學，真正的領悟到科學的魅力。

在信息技術環境下，教師就可以充分利用信息技術軟件去模擬一些抽象的現象和原理，將肉眼和感官無法覺察到的原理和動態用模擬環境展示出來，提高知識的具體性，豐富教學的內容和形式，同時可以促進學生思維不斷發展。比如在學習華師大版八年級下冊第五章《電與磁》時，學生需要理解電磁感應、電流的磁效應這些原理，由于《電與磁》所涉及的知識是看不見摸不到的，學生在生活中也對電與磁沒有一個清晰的認識，因此，如果運用傳統的物理教學方法去進行教學，不利于學生進行感性認知，難以理解其中的奧妙，不能夠熟悉的掌握相關教學內容基礎的知識概念。教師可以用現代信息技術來模擬電流中磁效應的動態變化，通過展示電與磁產生的關系和實驗現象，讓學生充分理解電流作用下電磁產生的原理，并且可以模擬探究的全過程，讓學生可以通過觀察探究方式、結果等來提高學生的理解能力，同時也可以進一步培養學生的思維和感知能力。

2.利用多媒體模擬演示情境，激發學生深入思考。

在初中科學教學的創新中，教師需要通過構建有效的問題去激發學生思考，在思考和探索的過程中引導學生用實驗去驗證，而不是毫無目的地投入實驗。在引導學生去進行實驗探索時，應該讓學生明白其中的原理，讓學生可以真正了解實驗的本質，理解實驗的目的，從而才能保證實驗的科學性和嚴謹性，培養學生的科學態度。因此教師可以利用多媒體來構建演示情境，通過演示實驗先加強學生的理解，將無法進行實驗操作的內容用多媒體展示出來，再啟發學生進行實驗創新和改進，為學生構建一個具有科學性、合理性的演示情境，進而去激發學生深入的思考。

比如在學習華師大版八年級下冊第二章中《眼的成像原理 視力的矯正》時，教師可以利用多媒體工具展示眼球的具體結構，通過不同顏色的標注和對結構的放大，讓學生能夠清楚地看到眼球結構中的晶狀體、角膜等重要部分，讓學生能夠充分的了解眼球的內部構造。然后用信息軟件模擬完結物體反射來的光線經過角膜、房水，由瞳孔進入眼球內部，再經過晶狀體、玻璃體的折射作用，最后匯聚在視網膜上，形成物體的像。在這個過程中，通過信息技術軟件的模擬，能夠讓學生清楚地看到視網膜成像的過程。此時教師要趁熱打鐵的去向學生進行提問：眼睛中的瞳孔有什么作用？視網膜有什么作用，相當于什么？晶狀體和角膜組成了一個什么？接著教師可以給學生準備一些平面鏡、凹凸鏡等工具，讓學生根據多媒體的展示情景來設計和模擬視物原理的實驗，幫助學生將所學的理論知識有效地運用在實驗操作中，這樣不僅可以促進學生探究意識的提升，還可以幫助其形成科學的思維模式，學生的實驗操作能力也能得到進一步的提高。為其以后在科學的學習上奠定一定的思維基礎。

3.利用網絡環境豐富學習內容，促進實踐探索。

初中科學課程的教學不僅僅是為了培養學生的科學探索精神和能力，更是為了讓學生通過對科學知識的學習去了解我們的生活、社會和自然，從而能夠樹立積極的生活觀念，培養學生的社會責任感，幫助其樹立自然保護意識，提升初中生的綜合素養。因此在信息技術環境下，教師可以充分利用網絡環境豐富學生的學習內容，拓寬他們的眼界，同時利用網絡資源和生活素材的整合，為學生提供生活中常見的一些自然環境，引導學生關注我們身邊的自然和水，拓寬科學教學的深度和廣度，打造具有意義的實踐探索活動。比如在學習華師大版七年級下冊第一章《水資源的利用和保護》之后，教師可以為學生播放一些有關自然水資源遭到破壞的視頻資料，然后組織學生對學校周邊的河流、水塘等自然環境資源進行走訪，查閱相關的資料了解本地區水資源變化情況，讓學生對自己所生活的周邊環境有一個詳細的了解。在引領學生對生活周邊自然進行調查的過程中，教師要鼓勵學生利用所學的科學知識去解決相關問題，同時還可以將保護水資源的問題延伸到整個環境問題的探討中，比如如何緩解水污染的情況，如何消減空氣污染，如何對保護水資源進行有效的宣傳，如何降低能源的損耗等，潛移默化的為學生灌輸保護環境的思想，讓其意識到保護環境的重要性。一方面提高學生對自然的保護意識，加強他們的環境意識，從而培養他們的科學品質。另一方面也能夠幫助學生認識到科學學習的重要性，幫助其從科學的角度了解自然保護的重要意義，提升學生的責任感，培養社會責任感。

4.信息技術讓科學知識動態化。

學生具有較強的好奇心，對許多自然科學都比較感興趣，因此，教師在教學的過程中要緊抓學生的年齡特點，牢牢地抓住學生的興趣愛好，盡可能讓教材的內容變得更加生動起來，讓學生從主動的學習變為被動的學習，信息技術可以有效的使科學知識更加動態化，使學生對其更加的感興趣。例如，教師在為學生介紹水資源的時候，可以利用多媒體為其尋找一些資料，并根據學生的年齡階段設計課堂問答，教師在學生觀看，隨時可以提出問題：“水是怎樣變化的？”并讓學生自由回答，大膽發表其觀點，教師再給出學生正確的答案，一步一步引導學生走入課堂，將注意力集中到課堂的學習中，讓學生從以往被動學習變為主動學習，進一步提高學生對科學的興趣，提高科學課堂教學效率。

綜上所述，在信息技術環境下，初中科學教學具有眾多優勢，要想在初中科學教學中有效地運用信息技術進行教學，教師首先需要樹立明確的教學目標，結合教材的內容和學生學習的需求，發揮信息技術軟件的各方面優勢，創新課堂活動和實驗課程，幫助學生深入了解更多的科學知識，提升學生的綜合素養。