智慧課堂助力小學科學實驗教學研究

張煜

摘要：

在智慧課堂環(huán)境下改進小學科學實驗教學方式，可以促進學生對科學知識的深入理解和培養(yǎng)學生的學習興趣。本文以月相變化為例，探討了基于智慧課堂的小學科學實驗教學方式改進的意義，并提出相關建議和改進措施，以期為廣大同人提供參考。

關鍵詞：智慧課堂? 小學科學實驗? 教學方式? 月相變化? 互動性

引言

科學實驗教學在小學教育中具有重要的地位，它不僅可以幫助學生鞏固理論知識，還可以培養(yǎng)他們的觀察、思考和實踐能力。然而，傳統(tǒng)的實驗教學方式存在一些限制，如實驗設備不足、教學資源有限等。隨著智慧課堂的發(fā)展，我們有機會改進傳統(tǒng)的實驗教學方式，提供更豐富多樣的學習體驗。本研究以月相變化為例，旨在探究如何在智慧課堂環(huán)境下改進小學科學實驗教學方式，以提高學生的學習效果和興趣。

一、傳統(tǒng)實驗教學的局限性

在小學科學教育中傳統(tǒng)的實驗教學方式存在一些局限性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.傳統(tǒng)實驗教學通常依賴于教師的指導和演示，學生的參與度和實踐能力發(fā)展受到限制。學生往往只能作為觀察者和記錄者，缺乏積極的實踐體驗和思維參與。

2.傳統(tǒng)實驗教學往往實驗設備和資源有限，限制了學生的實驗操作和探索空間。

3.傳統(tǒng)實驗教學容易受到時間和空間的限制，無法滿足學生的個性化多樣化學習需求。

智慧課堂技術在教育領域具有廣闊的應用前景。智慧課堂技術可以提供豐富的教學資源和工具，如多媒體教學材料、在線實驗平臺、虛擬實境等，為小學科學實驗教學提供了新的可能性。通過智慧課堂技術，學生可以進行虛擬實驗、模擬操作，實時觀察和分析實驗數(shù)據(jù)，加強對科學現(xiàn)象和原理的理解。智慧課堂技術還可以促進學生的互動和合作，通過在線討論和共享平臺，學生可以互相交流和學習，拓寬視野和思維。

二、基于智慧課堂的小學科學實驗教學方式改進策略

（一）教學資源的數(shù)字化和虛擬化

教學資源數(shù)字化，是指將大量的實驗教學內(nèi)容、資料和資源以數(shù)字化的形式進行存儲和傳播，這樣學生可以通過智慧課堂平臺隨時隨地學習，擴展學習空間和時間。

教學資源虛擬化可以提供豐富多樣的實驗場景和模擬實驗環(huán)境，為學生提供更多實踐操作的機會。通過虛擬實驗，學生可以進行多次實驗嘗試，觀察和分析不同情境下的實驗結果，提高其實驗技能和科學思維。

（二）實驗數(shù)據(jù)的實時采集與分析

小學科學實驗教學方式改進的另一個重要策略是基于智慧課堂實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)的實時采集與分析。在智慧課堂技術的支持下，學生在進行實驗時，可以通過傳感器和數(shù)據(jù)采集設備獲取實時的實驗數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過智慧課堂平臺進行分析和可視化呈現(xiàn)，幫助學生更好地理解實驗現(xiàn)象和規(guī)律。實時采集和分析實驗數(shù)據(jù)有助于學生進行數(shù)據(jù)處理和推理，培養(yǎng)學生的科學思維和數(shù)據(jù)分析能力。

（三）促進互動性和個性化學習

實現(xiàn)互動性和個性化學習是基于智慧課堂改進小學科學實驗教學方式的重要策略之一。在智慧課堂技術的支持下，學生可以實現(xiàn)與教師、同學之間的互動和合作。學生可以通過智慧課堂平臺與教師進行實時互動，提出問題、討論實驗過程和結果，并獲得即時的反饋和指導。智慧課堂技術還可以根據(jù)學生的個性化需求和學習特點，為學生提供個性化的學習資源和學習路徑。學生可以根據(jù)自己的興趣和學習進度選擇適合的實驗內(nèi)容和學習方式，提高學習效果和自主學習能力。

三、以月相變化為例的實驗教學方式改進實踐

（一）設計和實施基于智慧課堂的月相變化實驗

在以月相變化為例的實驗教學方式改進實踐中，設計和實施基于智慧課堂的月相變化實驗包括以下步驟。

步驟一：確定實驗目標

在這個實驗中，我們的目標是讓學生能夠觀察和理解月相的變化規(guī)律，探索月亮的不同形狀和陰影的形成原因，以及月相與日出日落時間的關系。

步驟二：制訂實驗方案

實驗方案應包括具體的實驗步驟、所需的實驗材料和設備，以及實驗過程中的注意事項。例如，實驗步驟包括觀察月亮的形狀和亮度、記錄月相變化的時間和日期、觀察月相與太陽位置的關系，等等。實驗材料和設備包括投影儀或電子白板，用于展示月相變化的圖像和視頻；實驗箱中的傳感器，用于數(shù)據(jù)采集；筆記本，用于記錄；等等。

步驟三：準備實驗材料

在實施實驗之前，我們需要準備好所需的實驗材料。這包括月相變化的圖像和視頻素材、實驗箱中的傳感器，以及學生使用的記錄表格和筆記本等。確保所有實驗材料都備齊并處于良好的工作狀態(tài)。

步驟四：實施實驗

在實驗過程中，教師可以利用智慧課堂技術，通過投影儀或電子白板展示月相變化的圖像和視頻，引導學生進行觀察和記錄。教師應該提醒學生注意月亮的形狀、亮度和位置的變化，并鼓勵他們提出問題和進行討論。同時，學生可以利用實驗箱中的傳感器進行數(shù)據(jù)采集，記錄月相的變化時間和日期等信息。

步驟五：數(shù)據(jù)分析和討論

在實驗結束后，學生和教師共同進行數(shù)據(jù)分析和討論。學生可以對采集到的實驗數(shù)據(jù)進行整理和分析，觀察月相的變化規(guī)律和與太陽位置的關系。學生還可以比較不同時間段的月相變化情況，探索月相周期和變化的原因。教師引導學生進行討論，促進他們對實驗結果的理解和思考。

（二）數(shù)據(jù)收集和分析

在以月相變化為例的實驗教學方式改進實踐中，數(shù)據(jù)收集和分析是一個重要的環(huán)節(jié)。學生可以利用智慧課堂平臺或?qū)嶒炘O備收集實驗數(shù)據(jù)，如月相、溫度、天文數(shù)據(jù)等。通過數(shù)據(jù)的收集，學生對月相變化的規(guī)律和影響因素進行分析和探討。例如，學生可以分析月亮的形狀變化與月相的關系，探索月相變化的周期和原因。同時，學生還可以將實驗數(shù)據(jù)與其他相關數(shù)據(jù)進行比較和分析，如月相變化與日出日落時間的關系、月相變化與地球與月球的位置關系等，從而深入理解月相變化的科學原理。

（三）教學評估和反饋收集

在以月相變化為例的實驗教學方式改進實踐中，對學生的學習成果進行評估是必要的。教師可以通過觀察學生的實驗操作、聽取學生的討論和觀點，以及檢查學生提交的實驗報告和數(shù)據(jù)分析，對學生的學習成果進行評估。同時，可以利用智慧課堂技術收集學生的反饋意見，了解他們對實驗教學方式改進的感受和意見。通過評估學生的學習成果和反饋，了解實驗教學方式改進的效果，并根據(jù)學生的需求和意見進行進一步的調(diào)整和改進。

四、改進實驗教學方式的意義

（一）加深學生對科學原理的理解

教師應跳出傳統(tǒng)實驗教學方式的束縛，尋求更具創(chuàng)新性和實踐性的教學方式，以更好地激發(fā)學生對科學的興趣和深刻理解。

傳統(tǒng)實驗教學中學生處于被動的地位，只是簡單地接受知識，缺乏實際參與和動手操作的機會。這阻礙了學生對科學原理的真正理解。我們需要尋找全新的途徑，讓學生成為實際的科學實踐者，通過親身參與探究過程，真實感受科學的樂趣和價值。

正是在這樣的背景下，智慧課堂引起了人們的廣泛關注。人們逐漸認識到，將這些先進技術引入小學科學實驗教學中，將會為教育帶來巨大的改變。智慧課堂不僅僅是一種簡單的教學方式的變革，還能更好地滿足學生多樣化的學習需求，激發(fā)他們的好奇心和探索欲望。通過互動性和個性化的實驗教學，學生能夠更主動地參與學習過程，成為科學實踐的積極參與者，從而更加深入地理解科學知識并實際應用。

舉例來說，在學習月相變化的實驗中，傳統(tǒng)上學生只能通過課本和教師的講解來理解月相變化的原因。基于智慧課堂，學生可以在虛擬環(huán)境中親身體驗，模擬地球、月球和太陽的相對位置，更直觀地理解月相變化的規(guī)律。這種先進技術使得學生可以更深入地參與實驗，培養(yǎng)實踐操作和探究精神。

同時，學生可以將理論與實踐有機結合起來。學生不僅可以了解月相變化的原理，還可以通過實際操作模擬月球的軌道運動，觀察月相變化的過程。這種實踐與理論相結合的教學方式有助于加深學生對科學原理的理解，培養(yǎng)他們將理論應用于實際問題的能力。

（二）實現(xiàn)個性化教學

在傳統(tǒng)的實驗教學中，學生通常充當被動觀察者的角色，局限在教師的演示中，難以積極地參與實踐操作。隨著智慧課堂的引入，學生在實驗中獲得了更多的自主權。以模擬月相變化的實驗為例，學生不再是僅僅簡單地觀察月相的變化，而是可以通過調(diào)整模擬參數(shù)來探索不同條件下的結果。這種積極參與的實驗方式培養(yǎng)了學生自主設計實驗和解決問題的能力，讓他們通過實際操作更深入地理解了相關的科學知識，

同時激發(fā)了學生對科學的好奇心和探索欲望，讓他們更渴望深入了解天文學的原理。從被動地接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥靥剿骱屠斫庵R，有助于他們更深刻地吸收科學概念。

在傳統(tǒng)實驗教學中，學生的學習路徑常常是統(tǒng)一的，學生的個性化需求難以滿足。而智慧課堂為個性化實驗教學提供了新的可能性。通過智慧課堂平臺，教師可以根據(jù)學生的興趣和學習進度，量身定制實驗內(nèi)容和學習資源。以模擬月相變化的實驗為例，對天文學充滿熱情的學生，可以深入探究更復雜的天文現(xiàn)象，而初學者可以從基礎知識入手。這種個性化的學習路徑讓每個學生都能夠在實驗中找到適合自己的學習方式，提高了學生學習的效果和滿意度。

（三）培養(yǎng)學生的興趣和自主學習能力

傳統(tǒng)的實驗教學方式往往將所有學生置于同一標準化的教學空間中，忽視了他們的個體差異和興趣特點。智慧課堂環(huán)境為個性化學習提供了寶貴機會，教師可以充分發(fā)揮這一優(yōu)勢，為每個學生量身定制實驗學習路徑，更好地激發(fā)他們的學習興趣和參與熱情。

在智慧課堂環(huán)境下，教師可以更加精準地了解學生的學習興趣、學習風格和學科偏好。以模擬月相變化的實驗為例，教師可以根據(jù)學生的興趣將實驗內(nèi)容與他們感興趣的領域相結合，例如地球科學、太空探索等。這種個性化定制的學習路徑能夠滿足學生的好奇心，使他們更加愿意投入學習，并從中獲取更多的知識和樂趣。

教學方式的改進還能培養(yǎng)學生的自主學習能力。在智慧課堂環(huán)境中，學生可以根據(jù)個人的喜好和需求，自主選擇適合自己的學習資源和學習路徑，這種自主選擇過程本身就是自主學習能力的體現(xiàn)。

在這一過程中，學生被賦予了更大的自主權，需要自己做出選擇并制訂學習計劃。舉例來說，某個學生在模擬月相變化的實驗中遇到了難題，他沒有急于尋求他人的幫助，而是通過自主學習，查閱資料、嘗試不同的方法，最終找到了解決方案。這種自主學習能力不僅有助于他在實驗中獲得成功，也會在其他學習和生活場景中發(fā)揮積極作用。

五、研究結論

通過對智慧課堂環(huán)境下小學科學實驗教學方式改進策略進行研究，我們得出以下結論：

（1）利用智慧課堂技術和教育資源可以極大地豐富小學科學實驗教學方式，提供更具互動性和實踐性的學習體驗。

（2）基于智慧課堂的實驗教學方式改進策略，能夠有效提高學生的學習效果和興趣，學生在知識掌握、實驗操作和思維能力等方面都取得了顯著的進步。

當然，在實踐中還存在一些挑戰(zhàn)，如教師培訓和指導不足、實驗設備和資源老舊等。因此，今后應當進一步探討如何克服這些挑戰(zhàn)，推動智慧課堂環(huán)境下小學科學實驗教學方式的進一步創(chuàng)新。

參考文獻：

［1］馬新瑞.對智慧課堂環(huán)境下的互動教學的思考［J］.陜西教育（綜合版），2022（Z1）：106107.

［2］李青青.小學科學實驗教學存在問題及改善路徑研究［J］.新智慧，2019（22）：114.

［3］時曉慧，邵燕.小學科學實驗教學有效提高的策略性研究［J］.吉林教育，2017（37）：86.

［4］楊海明，郭瑞勤，王小英.探究小學科學課程的教學現(xiàn)狀及改進策略［J］.天天愛科學（教學研究），2021（5）：155156.

責任編輯：黃大燦