小学数字化实验

小学数字化实验（精选12篇）

小学数字化实验 篇1

摘要：《小学科学数字化实验》课程班额小、重实践, 与高校其他公选课程形成鲜明对比。贵州师范学院开设该课程作为大学生公选课, 在全国高校尚属首例。对教学中存在的困惑进行了分析和探讨, 以期对高校实践类公选课教学提供参考依据。

关键词：高校,公选课,数字化实验,小学科学

根据学校教学安排, 从2012年9月开始, 《小学科学数字化实验》作为大学生公选课程向贵州师范学院在校本科生开放选修, 这在全国高校尚属首例。教学过程中对该课程的有关问题进行了初步研究与探讨。

1 课程概况

《小学科学数字化实验》, 是一门借助开放性的数字化实验室的平台, 能够促使学生更好地掌握小学科学基本理论和有关数字化实验研究技术的课程。在贵州师范学院本科生的教学计划中, 《小学科学数字化实验》属素质拓展课程, 共18学时, 记1个学分。素质拓展课程, 即俗称的“公选课”。

2 课程优势

2.1 小班额教学, 易于管理, 效果良好

高校公选课绝大多数采用大班教学, 教师很难关注每一个学生。很多学生纯粹为了拿学分而选课, “选修课必逃”、“选而不修”的现象普遍流行。

而《小学科学数字化实验》, 限于实验室仪器设备的台套数, 每个班选课人数控制在30人左右。实践证明, 这种小班额教学, 教师可以更好地分组教学, 更有利于关注学生个体, 有益于班级管理, 师生互动效益更高, 课堂效率更高, 学生学习效果更好[1,2,3]。整个教学过程中, 学生无一人无故缺旷, 即使缺旷, 都在规定的时间内补做了实验并提交实验报告。实验报告的平均成绩A班80.94分, B班85.12分, 均在良好以上, 而且师生之间在短时间内相互熟悉和了解, 建立了良好的友谊。

2.2 理论联系实际, 更重动手实践能力的培养

大多数公选课不同程度地存在重理论、轻实践, 重知识教授、轻能力培养和重课内、轻课外的“三重三轻”现象[4]。

《小学科学数字化实验》是一门实验课, 要求学生从生活中的现象出发, 理论联系实际, 通过亲自动手操作实验仪器设备, 探求事实背后的科学依据。根据匿名问卷调查的结果显示, 77%的学生认为在这个课上锻炼了动手实践能力, 加深了对生活现象和科学原理的理解, 有61%的学生开始有意识的去关注生活中的科学现象。与其他公选课“空座”、“逃课”现象截然相反的是, 不仅每次满座, 且从第二次课开始不断有非本班学生要求插班学习。授课教师以实验仪器设备台套数有限, 可以下学期再选为由, 才将学生劝回。

2.3 现代化的教室, 数字化的实验设备

所谓数字化实验室, 是采用传感器和数字化实验系统, 通过采集微小或瞬间数据, 并通过计算机实时显示, 来完成定量实验的场所。数字化实验系统包括了专业实验软件和通用实验软件。

虽然早在1978年, 美国就开始在基础教育中推行传感器技术, 但在我国的中学在2005年开始起步[5,6]。贵州省首批数字化实验设备, 则是2012年在贵州师范学院实验教学管理中心投入使用。因本校学生绝大多数来自贵州各县市, 选课的学生在上课之前无一人接触过数字化实验设备。即使是来自物理、化学、生物专业平时经常做实验的学生, 在上课过程中也纷纷感慨, 在校期间与“高科技”设备进行了零距离接触, 开阔了视野, 提升了科学素养。

3 困惑与思考

3.1 困惑

因开设《小学科学数字化实验》在全国尚属初次, 无模板可套, 无经验可循, 教学实践过程中, 难免感到困惑。

小学科学实验涵盖了物质科学、生命科学和地球与空间科学三大领域的内容。如前所述, 《小学科学数字化实验》, 是让学生借助数字化的实验平台, 掌握小学科学基本理论和有关数字化实验研究技术的课程。而授课对象是大学生, 如何教?第一批93名学生来自全校13个学院的32个专业, 学生的专业知识基础和科学思维能力差别非常大。物理、化学、生物三个专业的学生在进行相关实验时, 除了深切体会仪器设备先进外, 对实验项目内容感觉过于简单。但其他专业, 如部分文科类专业的学生, 要求按照既定的实验方案, 照葫芦画瓢, 限于基本完成实验过程, 而对实验探究过程力不从心。在课余交流的过程中, 甚至一艺术学院学生提出“鸵鸟蛋是一个最大的细胞”, 其他同学竟然表示赞同, 该如何应对学生暴露出的这样不同层次的前概念?授课教师该如何制定“以学生为主体”、“面向全体学生”的教学目标?该如何围绕教学目标, 选定实验项目?课堂教学过程该如何进行?

经过教学实践发现, 数字化实验设备的确具有快速获取数据的优点。专业实验软件类似傻瓜照相机, 只要识字就可以根据屏幕提示完成实验, 适合于学生熟悉新的仪器设备和普通演示、验证实验。但是, 学生省去了记录数据、处理数据的时间和过程, 对实验的探究过程印象不够深刻。而且一个周才上一次课, 每次课使用的传感器基本都不同。学生在实验的过程中忙于熟悉数字化实验系统, 不可避免的削弱了实验效果。通用实验软件, 要求师生根据探究实验目的, 编订合适的程序, 更有利于提高探究实验能力, 但通用软件的学习需要耗费较长的时间, 很难在有限的课时内完成。如何调整《小学科学数字化实验》的教学内容, 才能更利于学生的发展, 真正实现高校公选课的教学目标呢?

3.2 思考

面对困惑, 课程组也进行了深入调研和思考, 并拟对课程内容和授课方式进行调整。

3.2.1 课程内容

根据本科教学评估对实验教学要求, 实验项目必须包含创新性实验和综合性实验。第一轮授课过程中, 限于各方面的条件, 实验项目大多是验证型小实验。调整后的实验项目, 对小实验整合为大实验, 涵盖了与生活相关的物理、化学、生物方面的典型定量实验, 并增加了创新设计性实验。实验项目见表1。

3.2.2 教学方法

目前教育部倡导, 小学科学课程实施探究式的科学教育。学生是主动的学习者, 教师是学习过程的组织者和引导者。

新一轮《小学科学数字化实验》, 课程组将根据学生的专业背景特点, 充分挖掘学生在学习过程中的主动性, 发挥学生合作式学习的优势。主要思路如下:第一次课通过“破冰”活动, 增加学生之间的亲和力, 彼此熟悉, 5~6人一组, 原则上每个小组文理科融合, 优势互补。以学习小组为单位完成创新实验的设计、课堂实验及结果的交流表达。课程结束时, 组员之间、组间要根据现实表现相互评分, 以促进大家共同学习和进步。

3.2.3 教学过程

教学过程中, 更关注学生的能力和情感目标的实现。以动物体温调节中“动物冬天为什么会拥抱在一起”实验为例, 从孟庭苇的歌曲《一个爱上浪漫的人》入手, 引导学生找出与温度有关的歌词“两个人的寒冷抱在一起就是微温”, 结合动物冬天拥挤在一起的现象, 引发学生思考, 这是否是个科学现象, 有无科学依据。然后引导学生提出假设, 设计实验并实施, 继而得出结论, 形成科学概念, 最后又回到生活, 思考生活中还有什么现象说明了相同的问题。在学生进行实验的过程中, 播放一段视频, 皇帝企鹅以集体的力量抗拒零下80℃的严寒, 以此对学生进行团结奋进的情感教育。整个教学过程清晰流畅, 知识、能力、情感三维目标完美实现。

3.2.4 考核与评价

新一轮《小学科学数字化实验》课程考核, 课程组拟改变实验报告定结果的单一方式, 而是采取多元化的评价。实验报告成绩仅占总成绩的45%, 课下调研报告和课堂实验报告各占一半, 以期加强学生的课外实践, 改变选修课“进教室睡觉, 出教室什么也不知道”的不良现象。平时出勤和值日情况占总成绩的30%。另有10%由大家互评。还有15%由最后的期末考核成绩决定。期末考试有两种形式, 一种是写课程综述或者学习体会的方式, 根据实际学习过程实事求是的写一篇800字左右的文章, 此种形式满分占总成绩10%;另一种是根据所学知识, 自己选题, 做一个小学科学数字化实验设计, 此种形式满分占总成绩15%, 鼓励学生思维创新。多元化的跟踪考核评价方式能够反映出学生在整个学习过程的的真实表现, 避免公选课“做作业的不如抄作业的分数高”的尴尬局面。

4 结语

数字化技术对于师生双方而言都是一种新型实验工具和教学手段。《小学科学数字化实验》不是让学生学习小学科学实验的知识本身, 而是通过一种现代化的途径和方法, 通过探究式、合作式学习在收集数据, 参与实证、讨论和辩论, 培养和拓展大学生的科学思维能力、动手能力、创新能力和运用科学语言进行表达和交流的能力, 同时学会尊重事实, 尊重和欣赏不同的意见, 养成科学的生活方式, 并养成关注科学技术和社会发展的科学素养, 真正实现大学公选课的教学目标。

参考文献

[1]方征.我国小班化研究现状评估与展望——1998—2009年的文献计量分析[J].西北师大学报:社会科学版, 2010 (4) :78-82.

[2]任小军.高校班级人数与平均成绩的关系[J].杭州电子科技大学学报:社会科学版, 2012 (1) :55-60.

[3]黄媛媛, 李玲.教育资源匮乏下的尴尬:发展中国家“大班额”现象探析[J].外国中小学教育, 2012 (12) :45-50.

[4]张群艳, 姜永芹, 杨金林.开设实验公选课提高学生工程实践能力[J].实验室研究与探索, 2006 (9) :1009-1110.

[5]陈宜强.理科新课程标准和数字化实验技术[J].中国教育技术装备, 2005 (10) .21-23.

[6]马淑平, 李毅.数字化实验室的应用研究[J].中国现代教育技术装备, 2012 (14) :46-47.

小学数字化实验 篇2

高唐县 固河联校 李文虎

小学科学是一门以实验探究为基础的学科，探究实验是培养学生科学精神的重要手段。但由于教材内容的综合性、开放性和灵活性，加上科学探究仪器设备的不足，引起精确程度不高，导致实验效果不明显的弊端。针对这种情况，小学科学引入了数字化实验，以弥补传统实验的不足。

一、数字化实验的特点

数字化实验由传感器和数据采集器、计算机及相关计算软件组成，简称DIS。在使用数字化实验时，由各类传感器探测科学探究实验数据信息，并实时传输到数据采集器，数据采集器将有关信息转化成数字形式传输到计算机，由电脑运行，实验软件包完成对实验过程和结果的实时显示、监控、记录、图像绘制、数据处理与分析，使学生摆脱了繁琐的计算过程，让学生能够将更多的时间、精力用到实验设计、分析和探究上面，为学生创新思维动手能力及探索发现提供了崭新的科学实验探究环境。

二、使用数字化实验的优势

与传统实验精度低、误差大、效率低等不足相比，数字化实验具有以下优势：

1、能即时采集数据，提供精确的数字。

在过去与测量有关的课堂上，有的学生常常因为测量工具的不足，产生错误的数据记录，得出与事实相反的结论。在学习三年级科学《哪杯水热》、《水温的变化》时，需要用红液温度计测量水的温度，在活动过程中，虽然不同的学生用相同的实验器材，但得出的结论差别很大。原因就在于温度计插在水中，需要读数的刻度在水面下，视线不清楚，再加上水的折射等诸多因素的影响。针对这个问题，如果用探针式数显温度计代替红液温度计，就会解决上面的问题。因为数显温度计的探针插入液体中时，数显部分在上端，读数时不需把温度计取出就可即时采集数据，大大提高了数据的准确性。

2、抽象问题形象化，轻松突破重难点。

在小学科学中，有一些内容十分抽象，又不便于实际观察、操作和理解。在传统教学中，通过教师讲一讲，学生画一画、记一记，就算完成了任务。最后 学生知道了什么？了解了哪些知识？最后还是未知数。针对这种情况，教师要发挥数字化技术的优势，让学生充分体验和学习。在教学《心脏和血管》时，借助数字化技术，让学生在屏幕上去看一看心脏是怎样有规律地收缩和舒张及血液在体内的运行路径，这样虚实互补，让学生看到心脏活动规律及血液运行的情景，教师再在重点处进行点拨，这样及其抽象的问题便轻松解决了。既让学生学习了科学知识，又激发了学生对科学知识进行探索的欲望。在《岩石的科学》这一单元中，只有借助数字化技术，引导学生从每种岩石出现的化学反应中认识岩石和矿物质，将无法解决跨越时间和空间的限制，经过漫长时间的变化成各种岩石、矿物质，缩短至几分、几秒，展现在学生面前，从而提高了学生学习的能力。

3、缩短实验过程，使教学重心回归探究。

小学科学课的重心应着力培养学生的思维能力，提升学生的科学智慧。但是在传统的科学实验课上，学生由于实验设备的限制，实验过程复杂，步骤繁琐，往往使学生在实验中扮演了一个参加机械劳动的“机器”，结果常常是刚刚记录完数据，实验时间也已结束，根本没有时间去分析、探究，造成“忙碌有余，思维不足”，根本没有关注到科学教育的核心价值。随着数字技术在科学课中的有效应用，科学教师要充分发挥数字实验室“实时采集、实时处理”的优点，加大学生对数据的分析力度，使实验的重心落在问题的假设及探究活动上。例如，在传统的科学实验《斜面》中学生需要测量三次测量并取其平均值进行比较，所以实验时间长，学生没有探究的机会。引进数字技术设备后，用“传感器”把研究在不同坡度的斜面上物体运动直接转化成电信号，经过计算机运算，可以在萤光屏上显示不同坡度的斜面物体提升的省力规律，而不用进行每个坡度做3次试验，取平均值，学生可以在实验课上节省很多时间，进而提高了课堂效率。

4、打破时、空限制，更显自由性、开放性。

在小学科学课中，有很多实验内容受到时间或空间的限制，传统实验难以进行或根本无法进行实验，而有了数字技术的协助，这些问题就迎刃而解了。例如，教学植物生长这一单元中，由于时间上的限制，学生不可能长时间对植物进行观察和记录，即使多次进行观察，学生也会因为时间过长而失去耐心，进而会产生无所谓懂的态度，影响学生科学素养能力的培养。采用数字化技术后，教师可以利用数码摄像技术和视频采集系统，将植物的生长情况如实地拍摄下来，再 2 运用视频编辑软件，将拍摄的视频进行加工处理，指导学生探究植物的生长。又如讲雨的形成、行星等知识，就可以利用网络技术形象生动地再现给学生观看，这样虚实互补，学生对这类知识就不会只知理论却茫茫然了。

5、数字化实验中的虚拟体验，加深学生对科学知识的理解。

对于小学生而言，对科学知识的理解不会要求过深，传统的科学教学中往往是通过静态的图片或动画以提高学生学习科学的兴趣，尽管这样做看似提高了教学效率，但是由于学生存在很多的科学概念，只通过这样的学习，学生很难真正改变对这些概念的认识和理解。而数字化实验利用数字化虚拟仿真技术可以用造出真实感、交互式体验的模拟实验场景，是传统实验无法实现的。学生在虚拟的环境中不仅模拟实验操作、体验交互过程，通过自主操作，从而理解、掌握科学知识，而且可以在软件智能化的提示下进行科学探究。例如在教学青岛版小学科学五年级下册第四单元《春夏星空》时，用虚拟3D技术真实再现北斗七星、仙后座、猎户座、天蝎座等星座在茫茫天际中的变化规律，引起学生极大的兴趣，并激发学生探究星空的欲望。

6、引导学生认识科学的价值

科学来源于生活，又服务于生活，在生活中处处可见数字化的应用。例如，智能化手机、电视，自动感应门、烟雾报警器、洗手自动出水开关、立体电影等等，实际上都是运用了数字化探究中的传感器。因此，在运用数字化技术的过程中，将探究实验扩展到与生活息息相关的领域，将会使学生认识到科学技术的价值，培养学生的科学素养。

三、数字化实验对教师、学生的影响

1、数字化实验的引入，提高了学生学习科学的兴趣，增强了学生学习科学的主动性，体现了现代教育以学生为本，以学生为主体的教育理念。同时数字化实验更加关注方法、技能的掌握，关注科学事实、概念、原理和规律在日常生活中的应用。

2、为学生提供在玩中做事情的情景，有利于提高学生对于科学实验的兴趣，激发学生学习的内在动力，从而乐于探究、热爱科学。

3、数字化实验是一种教学辅助工具，如何发挥数字化实验的教学功能，关键在教学设计上下工夫，使它成为促使学生有效学习的手段。

4、增加对教师的专项培训，让更多的人关注数字化实验，认识到数字化实验的优势。

四、正确理解数字化实验与传统实验的关系

传统实验能够锻炼 学生的观察能力、动手操作能力及分析思考能力，但同时也有着精度低、误差大浪费时间等不足，而数字化实验正好弥补了传统实验的不足，但这并不意味数字化实验完全取代传统实验，小学科学实验并非全部适于数字化实验。数字化实验比较适合用在那些过程比较复杂，要采集的数据量比较多，数据处理中计算量比较大的实验，同时数字化实验系统对数据的采集、处理都是在幕后进行的，这在实际工作中可能带来很多便利，而在教学中却是一个不足。因此，在实际的教学中，二者应互为补充，教师可根据教学的实际需要，将数字化实验和传统试验相结合使用，提高课堂教学效率。

小学数字化实验 篇3

关键词：数字化；实验；化学

一、引言

在大数据时代，我们需要不断地更新教育理念，依托新的教育技术来进行教育改革。在化学教学过程中，数字化传感技术不仅仅是一种单一的技术手段，而应该成为教学创新的支点。基于数字化传感实验的探究学习过程可以增加学生合作交流的机会，学生利用传感实验得到的定量数据，可以自我建构对化学理论的理解。

二、数字化实验对化学实验教学产生的影响

从总体上讲，数字化实验是以计算机及传感器为核心器件的实验体系，而与传统实验有较大区别，从而使实验教学的设计思想、学生的操作过程和实验中间环节将发生很大变化。

在这种情况下，实验教学将使一些层面相对简化，而使另一些层面更深入。比如，在数据处理上，有明确的处理形式的机械性工作，可以交给计算机来自动完成，使处理数据层面上工作简单化；这样做的目的是否意味我们对数据的关注可以减少呢？答案是否定的。因为我们要求学生转而关注数据之间的化学原理和数据背后更深入层次上的分析，就是说可以引导学生把精力从简单层面上转移到较深入的地方。

数字化实验功能全面增强，为化学实验教学在实验内容上调整带来机遇。很多在传统中学化学实验中不能做或没有条件做的实验，在数字化设备下就可以成功地完成。这样，我们可以设计出各种探究型实验，以适应高中化学课程标准中“化学实验专题”选修模块的需要。

数字化实验将打破传统实验教学的固有模式，使中学化学实验具有高度的自主性、开放性和探索性。一方面，学生可以比较方便地根据不同的目的设计实验，如可以设计某个实验专门为了仔细深入地观察某一过程，研究一些物理量之间的关系，等等。另一方面，对于同一个实验，不同学生之间在学习目的上可以互不相同。实验既可以探究性的，又可以是验证性的，由于数字化实验设备具有便于使用的模块，学生可以更自由设计某个实验来验证他们的想法，为学生大胆创造提供实验平台。

三、信息技术融入化学实验教学模式的探究

1、课件式的信息化实验教学模式。示例：《实验化学》第一单元《从实验走进化学》中，“保证实验安全”等内容的教学可采用课件式的信息化实验教学模式。首先，教师可播放一些国内外的实验或生产事故的录像，引出问题“安全是实验的先决条件，如何预防实验伤害事故的发生”。然后，让学生从试剂、仪器的正确使用、实验操作的规范化、实验操作的先后顺序、尾气处理等角度展开讨论，教师可根据学生的讨论将课件中已有的相关内容播放给学生看，增强学生的感性认识，并在此基础上提炼出安全完成化学实验所必备的条件。最后，教师让学生将一些易错、易忽略的基本操作进行实战演练。

策略：课前教师根据教学内容和学生的特点，选择适合的资源制成课件，并在课堂上演示课件内容。课件设计的重点在于解决化学实验中的难点和盲区。如：对于现象不明显的实验，可利用计算机模拟将“现象”放大；做微型实验时，可利用投影设备将“现象”放大；对于严重污染、较危险或在一般实验室条件下难以完成的实验，可利用多媒体来演示或播放录像；模拟错误的实验操作，起到反面教材的作用等。

2、数字化实验的信息化实验教学模式。示例：《实验化学》中，实验3—4“酸碱滴定曲线的测绘”可以让学生利用pH传感器和数据采集器测定和记录酸碱中和滴定过程中pH的数据，并用计算机将数据进行处理，同时画出相应的滴定曲线。

策略：数字化实验与传统实验方法并不冲突，关键在于教师指导学生如何将两种方法有效结合，取长补短。教师应鼓励学生使用温度传感器、压强传感器、pH传感器等传感设备进行实验，解决传统化学实验方法难以解决的问题。运用数据采集器和计算机的数据处理功能，可以有效降低数据记录和数据处理的难度，教师应引导学生将更多的精力转移至实验方案的设计、实验数据的分析等环节，以期在实验设计和实验能力上有更多的创新和突破。

3、探究式的信息化实验教学模式。示例：《实验化学》第四单元中，实验4—5“综合实验设计实践”等内容可采用信息化探究式的教学模式。每个学生可以根据自己的兴趣确立大致的研究方向，如“气体的喷泉实验装置设计”、“巧用Y型管进行微型实验设计”、“巧用生活中的物品自制实验仪器”，通过上网查阅资料、分析资料将研究的课题进一步明确、细化，并且自愿组合成研究小组，制定研究计划。教师对课题的大小、可行性进行评估，并提出建议。每个研究小组按照计划分工合作，提出假设并设计实验方案，在通过理论的检验论证后进行实验检验。学生在不断的实验中总结经验，形成知识，最终形成实验成果。

策略：在探究式的信息化实验教学模式的教学中，教师应对这些不同小组多加关注。教师要关心各小组的研究进程、研究方案，尤其是实验方案的设计，应从实验的可行性、科学性、简约性等角度对学生进行指导。每个合作小组的实验内容、实验时间不同。不同的实验内容所需的仪器、试剂有所不同。教师应对每个课题小组的实验了然于胸，尽可能作好统一安排。评价角度的不同。不同的课题小组研究的方案和过程不同，教师在最后的集体讲评中，应列举不同的研究方案，从不同角度进行评价和总结。

参考文献

[1] 张玉娟.数字化实验与中学化学教学的整合[D].2010.南京师范大学：学科教学（化学）.

[2] 周良骏.中学化学实验数字化研究[D].2011.南京师范大学：学科教学（化学）.

[3] 夏梅芳，严西平.基于数字化实验的化学探究教学案例[J].化学教学，2013（3）.

小学数字化实验 篇4

一、超越教育——学校进步发展的核心文化

超越是一种积极进取的态度, 也是一种挑战自我的勇气和战胜自我的精神。学校将“超越教育”作为学校精神文化的核心, 将“超越”定位于自我层面, 就是充分认识到学校自身发展的需要、教师自身成功的渴望、学生自身进步的要求, 将这些愿景转化为师生的共同追求, 落实到教育实践中。学校面对传承与发展的问题, 精心梳理办学思路, 依据校情, 审时度势, 将创建“数字文化”作为学校特色发展目标, 开展了数字特色实验, 以数字文化实现了改变和超越。教师依托学校数字化教育和培训活动延伸了学习半径, 扩展了学习的空间与时间, 使得教师与专家无界交流, 与伙伴无界沟通, 跳出学校看教育, 有了大视野、大思维。学生在学校和教师变化发展过程中体验着成长的快乐和学习的进步。“超越教育”让学校、教师、学生在不断完善自我中, 从一个成功走向另一个成功。

二、数字依托——学校内涵发展的核心动力

数字时代的来临, 为知识与文化的传播开创了前所未有的历史阶段, 也为教育教学带来了惊喜与震撼。把学校建设成面向校园, 也面向社会的一个超越时间、超越空间的学校, 是时代的需要, 也是学生成长的需要。铁实小作为和平区信息技术的先行者, 紧紧抓住这一契机, 从学校内涵发展的“课堂、课程、教师、学生”四个维度, 以科研为引领, 通过搭建领先数字文化平台、创建绿色数字文化氛围, 着力数字文化课堂、开发特色数字课程、提升师生数字文化素养等方面促进学校内涵发展。学校先后开展“教师信息化能力的培养→信息技术与学科整合→网络下的研究性学习→如何利用数字化进行学业评价的研究→导助拓教学模式与数字化深度融合”研究;推行i Pad进课堂, 实行点对点教学、一对一辅导;借助翻转课堂理念, 制作微课, 再按教学流程, 设计导学案, 深化课前导学、课上助学, 课后拓学的“导助拓”教学模式。数字技术下的“导、助、拓”课堂, 形成师生之间、生生之间多向交流、多向协作的格局。通过这种课内、课外、线上、线下的混合学习方式, 让每个学生都参与到问题的讨论和对学习的理解中, 使每个学生都有表达自己见解和表现自己能力的机会。同时, 每一个学生不仅仅是课程的学习者, 对于整个学习过程来说, 本身已成为了一种学习的资源, 实现了学习资源的共享。利用IBOOKS软件研发校本课程, 现在已经编写完成的有《媒介素养》课程、《古诗文》课程, 正在应用于课堂教学中, 受到师生的一致好评。教师在学校发展进程中走过了疑惑与不解、历经了探索与磨炼, 最终转变了观念, 提升了素养, 体会到了科技的魅力, 尝到了利用数字化对于提高工作效率的甜头。学生改变了学习方式, 从以教师主讲的单向指导的模式变为一次建设性、发现性的学习, 从被动学习变为主动学习, 由教师传播知识转到学生自己重新创造知识。学校的数字教育文化涵盖了方方面面, 形成了科学的框架体系, 成为超越教育的一张名片, 成为全校师生的共同追求和文化血脉。

三、教育磁场——学校持续发展的核心能源

数字教育文化给教师们带来了全新的教育理念和人才观。教师们开阔了眼界, 教育思想与国际接轨。学生学习的空间更加开放、更加自由, 打开围墙, 校园内外互动, 通过巧妙的系统界面促成人机合一的认知方式, 有效利用信息工具的卓越性能拓展海量知识记忆和快速处理信息, 让学习无处不在, 无时不在。使“一切为了学生发展”成为必然。为了更好地形成教育磁场, 学校与多家企业、公司合作, 如微软、乐教乐学、方正等将数字评价软件引进课堂。学业评价, 一直是课程改革的瓶颈问题, 学校课堂即时评价除了师生之间、生生之间的自评、互评、师评外, 学校将数字化手段融进评价系统, 使评价过程便捷高效。教师可以对学生的学习效果进行直观的分析统计, 测试答案提交后, 系统会即时生成统计分析报表, 使教师全面掌握学生对知识点的掌握情况。数字化手段也可以随时对学生的日常表现进行评价, 通过增减的分数, 激发学生的竞争意识。各班灵活自行设计的评价体系和标准, 通过宽泛、开放和数字化累计数据, 让学生们即时感受评价结果, 同时可以进行大数据累积分析。看似无情的数据统计中, 学校可以科学地分析个体和群体的发展趋向, 及时引导和修正, 进行科学评价。家长可以通过自己的移动设备登录学生账号和学校网站, 随时关注学生们在课堂上的表现和学校的教育情况。几年来, 教育信息化让学校实现了教—研—训一体化、工作研究学习一体化、个人团队学校一体化、教师学生家长一体化、学校家庭社会一体化。学校成为一个教师、学生、家庭及社会都可参与的无边界的“数字化校园”。专家团队与学校研发团队的融合, 既有理论与技术的支撑, 又有脚踏实地的教育实践, 不仅汇聚了教育资源, 同时也形成了多方共同关注教育发展、提高教育效果的大教育场。传播了教育的正能量、也为铁实小的持续发展提供核心能源。

小学数字化实验 篇5

主持人：上虞市城东小学 夏苗锋

小学科学是一门以实验探究为基础的学科，探究实验生动形象，从感性到理性，从具体到抽象，从简单到复杂，符合认识规律、教学规律，是培养学生科学精神的重要手段。学生通过观察、实验、思考，能培养观察能力、分析能力、归纳能力、动手能力和解决问题的能力；学生通过实验能学到实验技能，养成良好的实验习惯，培养科学态度和科学作风。所以说实验探究在小学科学起到了非常积极的作用。但由于教材内容的综合性、开放性和灵活性，与教材配套的课程资源，特别是相应的科学探究实验仪器设备不足，仪器精确程度不高导致实验效果欠佳等矛盾日益突出。因此，我们有意识、有目的地研究开发和利用各种资源，研制便于学生自主探索、合作学习的仪器设备，促进学生的探究显得应用非常迫切和重要。

第一部分：生成背景

一、传统实验方法分析

现在小学科学探究实验主要以传统的实验仪器来完成的，如果我们为了研究开发和利用新的实验仪器设备，而否定了原来传统的探究方法，这是不科学的，传统的实验方法在探究实验中举足轻重。

（一）传统实验方法的优势

1.亲自读数、记录数据，能锻炼学生的观察能力。2.实验时要自己组装实验器材，能够锻炼动手能力

3.利用原始数据作图并判断分析图像，能锻炼学生的分析思考能力。

（二）传统实验方法的不足

但是随着新课程改革的不断深入，有些传统的实验探究方法仅很难满足学生发展的需要，有些还成为阻碍实验教学质量提高的瓶颈：

1．部分传统实验手段的存在着操作技术上的许多障碍。

现有实验仪器普遍精度低、误差大、可重复性差，影响学生对小学科学实验现象规律的深入理解。如在上小学科学的过程中运用到的计时器、弹簧秤、温度计、压强计等实验仪器，学生存在着不会用、用不好、用不准的问题，而导致实验效果大打折扣。

2．部分传统实验存在着探究花时间，实验效率不高的问题

传统的科学探究实验因为过程复杂，步骤繁琐，往往使学生在实验中扮演了一个参加机械劳动的 “机器”，学生在实验操作过程中必须把大量的精力和时间花费在操作过程上，没有足够的时间来观察现象、思考问题和提出问题。如，在研究小学科学六上《斜面》一课中斜面的省力规律的实验中，学生每个坡度做3次实验，取平均值，如何更快更准地得到实验数据，节省许多宝贵的探究时间，把更多精力集中在对探究过程的分析和研究上，提高小学科学探究实验的效率？这是我们应该考虑现实问题。

3．部分传统实验在在观察微小实验现象时受到限制

小学科学探究的成功经验表明，把探究实验现象和规律纳入学生可视化范围，让学生“看到现象”是实验成功的关键。在小学科学探究实验中涉及声学、光学、力学、磁学实验所要求的基本数据较难获得，靠虚拟或者仿真替代的也是纸上谈兵。如何将微小现象放大化、实验过程直观化，增强实验可视性，这是也是传统实验应该克服的。

4.部分传统实验得出的数据的误差较大，造成实验分析的错误

有时在探究过程中数据存在很大的出入，最终虽然勉强能得出结论，但从部分学生的表情来看，还是不能很好地信服。这样不利于培养学生获取数据分析数据的能力。也不利于培养学生的科学探究精神。

二、解决方法

以传感技术、计算机技术和通信技术为基础的信息技术在最近的二十年内迅速发展，其广泛应用不仅显著改变了人类的生产、经营甚至生活形态，而且也逐步进入到学校的教学应用，我们看到多媒体教学、计算机仿真、互联网应用、教学软件管理等等，传统教学只要和信息技术结合，就会迸发出空前的生机和活力。在小学科学实验探究中引入数字实验系统，使一些传统实验无法想象的变得可视、可听、图文并茂，这是实验的革新，为学生的亲自探索、亲身体验提供了一个很好的平台。

小学科学探究数字实验系统是由传感器、数据采集器、数据分析处理软件、实验教程构成的一套完整的实验辅助系统。

三、引入数字实验系统的现实意义

（一）基于课程改革背景下的小学科学实验探究需要

我国的基础教育课程改革的启动以2001年颁布《基础教育课程改革纲要（试行）》为标志，到2005年秋季，已进入全面的推广应用阶段，全国中小学阶段各起始年级的学生基本都进入了新课程。本次小学课改的一个明显特点是首次明确强调培养学生科学素养、探究能力、问题解决能力的目标，并在在小学三--六年级设立科学课和综合实践活动课。其中小学科学课的改革与设立最为彻底，基本保持了与全球发达国家和地区小学科学教育的一致性。

在此背景下，原来小学的自然实验室已经不能满足新的小学科学课程标准下的科学教学的需要，建设小学科学探究实验室，已经成为实施小学科学教学、培养学生科学素养和探究能力的配套措施。

基于数据实验系统的科学探究实验室已在英国、美国、日本、香港、台湾等先进国家和地区推行多年，例如在香港，数据实验系统已经列入小学科学实验室的标准配置目录。

（二）数字实验系统是建设小学科学探究实验室重要装备内容

2009年11月，浙江省教育厅在宁波和温州正式启动“小学科学探究性实验室工程”，以全面加强实验室建设，培养学生的创新思维和探究精神，提高学生问题解决能力和实践操作技能。截止2010年4月底，浙江省建成首批80个小学科学探究实验室。浙江省教育技术中心已制订《小学科学探究实验室装备方案》，小学科学探究实验室系统包含能源之道、生命之秘、力热之奇、声音之妙、电磁之奥、光影之魅、地理之谜、综合探究等8个科学探究主题的教学仪器及配套设施，充分满足小学阶段科学课程和拓展需要，体现源于教材、高于教材的系统特色；仪器设备注重与生活实际相结合，与现代科技相联系；在这8个科学探究主题的教学仪器及配套设施中很多内容涉及到数字实验系统。但是这些实验系统与教材不配套。

数字实验系统更能激发学生的探究兴趣，体现合作交流和自主探究理念，适应学生观察实验和动手操作，满足科学教育素养和技术技能培养要求。是现代化教育的一个窗口，是创新教育的一个抓手。

（三）数字实验系统是改进实验材料重要手段之一

早在2006年，上虞市科学教研组就研究的课题《基于科教版小学科学（3-6年级）教材中活

动材料改进的研究与实践》就提到了活动材料准备影响探究实验有效性的问题。在上虞市小学科学教师中进行了一次专题问卷调查。通过回收的120份调查表分析，发现：92％的小学科学教师认为上科学课最大的苦恼是材料准备工作;46.15％的教师有经常碰到材料准备困难的情况;62.5％的教师在实际的课堂教学中，材料的使用达不到探究活动预期效果。而84.6%的教师想过材料改进的方法，15.4% 的教师有过材料改进的经验，所有的教师都想参与材料改进和研究工作。

教科版小学《科学（3-6年级）》教材编写的基点设置在活动上，用活动统整科学知识、过程、方法以及情感、态度、价值观三维目标，用活动的方式展示小学生科学探究学习。在强调学生亲身经历以探究为核心的学习活动中，就离不开赖以开展活动的实验材料，提供什么样的材料在一定程度上影响着活动的质量与效率。

数字实验系统的引入，对于教学一线的小学科学教师而言，降低了实验材料准备的繁杂性，为师生提供了更加直接、更加有效的实验探究方法，将会大大方便一线科学教师课前的工作量，同样会更精细地满足学生探究的需要，增强实验探究有效性。

（四）对小学信息技术与科学探究整合的尝试

数字实验系统要求运用信息技术作为工具，使科学实验的呈现方式、学生的探究方式、教师的教学方式和师生的互动方式实现全新的变革，促进小学科学探究过程中的各个要素和环节实现全面优化。将数字实验系统有效融合于小学科学营造一种新型的探究环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的实验探究的方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使学生的创新精神和实践能力的培养真正落到实处。

数字化实验系统是一种全新的软硬件一体化的实验系统，它具有多类型的传感器、多通道的数据采集器，实现了实验手段数字化、测量呈现实时化、现象规律可视化、操作测量简单化，在真实实验的基础上实现了信息技术与小学科学探究的整合，在延续传统的同时超越传统。

第二部分：进展情况

一、召开项目实施论证会

2011年12月21日，项目组全体成员在城东小学召开论证会，参加项目论证会议的有城东小学校长、上虞市电教馆技术人员、浙江省胜昔科技公司经理。浙江省胜昔科技经理介绍目前中学配置数字化实验系统的情况，小学数字化实验系统研制迫在眉睫。我们项目实施的目标是基于教材，改进教材中的实验器材，最好研制数字实验工具箱，受老师欢迎，利用胜昔科技现有的传感器可以做哪些实验，结合现有传感器可以研制哪些数字实验器材。胜昔科技公司、电教馆表示全力配合课题实施，并提供必要的帮助。会议对与会成员布置了任务，分组落实，按年级落实到人，哪些实验可以结合实验项目，提出数字研究项目方案。

二、考察数字化实验系统

2012年3月9日上午，项目组全体成员考察上虞市东关小学由省电教馆配置的科学探究实验室，项目实施组成员一一实践研究。下午，课题组全体成员参观胜昔科技工厂，公司领导介绍公司的主打产品“传感器”，并示范传感器应用于小学科学实验所看到的放大的实验效果：用传感器放大声音的波段效果，用计算机直观的显现，公司领导提出装备小学科学探究实验室的设想，并提出了传感器应用于小学科学实验室探究的具体项目。

三、整理科学课本中运用数字技术的实验

项目组全体成员对小学科学课本所有探究实验进行整理，八册教材中共整理出可以运用数字化技术的实验20个。

四、编写数字技术运用于实验的器材制作脚本

现在正在着手编写具体的方案（实验器材制作脚本），包括：应用传感器类别、应用情境设计、教材中具体应用的内容、应用功能、建议及意见。

下步打算与厂家联系生产数字化实验设备，开出数字化实验研讨课，成果总结，完成产品，进入实验室装备。

第三部分：遇到的困惑

首先，教改项目研究前期投入较大，经费的投入制约着项目的进一步研究。浙江省胜昔科技有限公司虽然愿意为项目实施扎实推进和成果转化提供资金和技术保障，但商人往往有利的话才

会投入。如果在试验阶段，投资的积极性不高。

其次，要用数字化手段来进行某一探究实验，选择实验课题时就应该考虑采用数字化手段来进行这个实验的必要性。在实验课题的选择上，数字化实验比较适合用在那些过程比较复杂的，要采集的数据量比较多的，数据处理中计算量比较大的实验。

第三，在制定实验的要求时，设计的实验过程和方法，也要尽量体现数字化实验的特点。用数字化系统进行实验时，突出的问题是数据的采集、处理都是在幕后进行的，这在实际工作中可能带来很多便利，而在教学中却是一个不足。因此，在实验设计中要尽可能把这些幕后的操作移到前台来。

小学数字化实验 篇6

【关键词】高中物理 教学 传统实验 数字化实验 优化整合

前言：信息化技术的发展实现了对人们生活、思维和教育模式的 改变，在课程改革中，对信息技术的广泛应用是教育领域面对关键问题。在高中物理教学中，要重视信息技术在物理实验中的应用，注重相关软件研究、开发和利用。因此，要关注高中物理传统实验和数字化实验的有机集合，进行优化和整合，实现教学方式和手段的改进，提高教学效率。

1对物流实验在物流教学中主要功能的介绍

1.1有利于培养学生对物流学习的兴趣

对于物理实验而言，彰显形象、直观、真实以及生动的特点，有效激发学生学习的兴趣和好奇心，能够增强学生的探索意识和欲望，提高学生在学习方面的集中和专注力。物理实验的实践操作性较强，能够满足学生对于教学行为参与的心理需求，学生在动手实验的过程中，感受到一种成功的满足感，有助于提高学生学习的信心。

1.2有助于协助学生获取更加科学的方法

对于物理实验，能够协助学生更好地将理论知识应用在实践中，进行更加合理的展示，使得学生在动手操作中，有效发现事物之间的联系，探索规律和变化，促使学生掌握更加科学的方法和模式，激发学生的创造力和想象力。

1.3有助于提升学生的综合能力

在物理实验中，学生需要进行全面的思考和分析，在完成实验之后，进行有效的分析和总结，这一系列行为有助于提升学生的综合能力。例如，在实验开始之前的准备工作，有助于提高学生对于科学的严谨观念和态度。在实验的进行中，学生需要进行全面、认真的观察，加以推理，这样，学生的逻辑思维能力和综合分析能力得到增强。在实验结束之后，学生要针对实验进行总结，积极反馈实验成果，这样，学生的语言组织能力得以提高，深刻认识到实施求是原则的意义。

2对数字化实验自身优势的介绍

2.1实现了数据精度和速度的提升

对于数字化的实验，能够突破传统实验中误差较大的不足，降低测量精度误差方面的问题。例如，在传统的实验中，主要借助秒表、弹簧秤以及安培表进行实践、力以及电流的测量。但是，在数字化实验中，能够实现实验数据和信息的快速获取，在计算机的辅助作用下，进行全面分析和处理，缩短传统实验中在数据处理方面耗时太长的问题，实验速度被提升，为学生赢取更多的时间进行科学规律的探索。

2.2实现对传统实验不足的有效弥补

对于传统实验无法进行全面呈现的内容，借助数字化的实验，发挥传感器的作用，促使实验更具直观性与可视化，有助于加深学生对理论知识的理解和掌握。例如，在进行弹簧振子实验中，对于恢复力以及加速度等很难进行直观的感受，但是，在数字化实验中，借助传感器、位移器等，将振动图像更加直观地展现出来，形成对规律的总结。

2.3实现了教学模式和方式的转变

应用主旨实验，有利于教师在教学行为中营造更加优质的教学环境，使得学习氛围更加浓厚，同时，数字化实验实现了信息渠道的拓展，加大数据支持的力度，实现知识在深度和广度上的延伸和拓展，发挥了计算机在实验教学中的作用，激发学生对物理学科的兴趣和爱好。

3如何进行高中物理教学传统实验与数字化实验的有效整合

数字化实验与传统实验相比，优势更加突出，但是，作为实验的方式，其自身也彰显不足和问题。例如，物理实验之前的准备阶段，需要大量的教学软件，使得教师所担负的责任和负担更重，同时，在实验过程中，学生需要了解大量与其他方面的知识，增大了学生的压力。因此，在进行教学的时候，要对教学目标进行切实分析，了解教学内容，实现二者的有机整合，优势互补，提高物理教学水平。

3.1加大对实验仪器的整理力度

当前，虽然数字化实验得到一定的发展，很多领域都替代了传统实验，但是，仍需要借鉴传统实验的优点，将二者进行有机的结合，发挥整体优势的最大化。例如，在进行牛顿第二定律实验的时候，传统的实验器具为钩码和量尺，在反复试验之后，得出相应的速度和质量，得知加速度与合外力之间的联系。在数字化的实验中，借助传感器和力传感器，实现对原有量尺等仪器的代替，借助数据采集器和分析软件，进行加速度、质量与合外力的关系的呈现，使得学生对于试验重视涉及的各种关系更加清楚和明确。

3.2对实验方法进行有效整合

对于物理知识的学习，在进行掌握的过程中，具有一定的规律，要发挥感性作用，将抽象变为形象。因此，对于传统实验而言，在很多方面的优势更超数字实验。例如，在电学实验中，采取传统和数字化两种实验方案。在传统实验中，主要是按部就班地应用磁铁穿过线圈的方式，实现对检流计指针偏转情况的有效观察，而后发现其中的规律。在数字化实验中，对于试验的过程不会进行改变，只是需要介入传感器以及计算机等，实现对电流情况的分析。传统实验的突出优势是直观性较强，更加形象，能够加速对知识的理解和掌握，同时，数字化实验科学性较强，二者的有机融合，强化了学生对实验的掌握。

3.3对实验能力进行整合

在物流实验中，实践操作能力不容忽视，这也是学生需要掌握的基本能力。在传统实验中，需要多类型的仪器，操作过程复杂，过程需要耗费较长的时间，重复性较强，要进行大力测量和计算，能够较大程度上培养学生的观察能力，增强他们的细心或者耐心，增强对计算机知识的掌握。在数字化实验中，操作较为简单，增强了学生的计算机操作能力，有利于学生掌握信息技术，实现数字与形状的有机整合，建模水平提高。

结束语：综上，数字化实验与传统实验的有机结合，能够实现彼此之间的互补，提高教学效率，增强综合能力，二者的优化整合是提高物理实验教学的根本。

【参考文献】

[1]陈燕.应用数字化实验平台优化高中物理教学的实践研究[D].苏州大学，2010.

[2]杨爱明.高中物理教学中的传统实验与数字化实验的优化整合[J].考试周刊，2013，81：151.

[3]贺明月. 信息技术促进高中物理实验教学创新的研究[D].东北师范大学，2013.

小学数字化实验 篇7

2013 年是沈阳铁路实验小学课堂教学改革的关键年, 历经四年的“导学助学拓学”教学模式实现了与数字化的对接与融合, “变化”与“成长”成为课堂教学改革的关键词。

课堂之变一:教师去哪了

改变, 教师是根本。课堂教学与信息化深度融合, 开放式的学习空间, 自由学习的无边界渗透, 使教师所面对的不再是以往能够提前预设并准备的问题, 而是一群思维火花不断碰撞的生命, 这对教师的教育理念、知识储备、专业素养提出了更高的要求。

1.教师理念在改变, 走上了研训反思的学习之路

行为方式的转变首先依赖于理念的跟进, 技术的提升。领导层面, 学校分成了两个梯队:校长率先做培训、学技术;中层领导懂技术会指导, 每学期承担一次“命题讲座”。教师层面, 构建了“开拓”“探究”与“基础”三个团队。人人有位置, 各自有研究的主体和方向, 这些团队还可以动态地调整和整体交流。教师们的观念转变是不能仅仅靠一两次讲座就解决的, 亲历和实践中尝到甜头才会逐步推进。所以研、训、做同步展开, 信息部提供个性化线上和线下的全方位服务, 教师可以不受时间和空间的限制, 随时进行网上跟帖, 网络备课, 让不同层次的教师得到相应的指导和提升。

2.教师行动在改变, 成为学生学习与情感的陪伴者

教师一词的定义, 对于学生来说, 不再仅是课堂教学的引领者, 也可以是自己、同伴、书本、生活……学习活动, 不再是学生与教师的双边活动, 而是由多人参与、多元形式的泛在活动。教师的任务是成为学生学习的好伙伴, 在课堂上同学生共同探索, 获取知识, 通过师生之间的教学相长, 走向师生共同学习的道路。

(1) i Pad进课堂, 思维在奔跑

数字化在课堂教学中最大的优势是实现了学习的个性化。i Pad进课堂, 私人定制式的学习方式以其不可替代的优势, 打开了教与学新思路。在助学环节中, 学生在生生、师生的帮助下, 利用i Pad等辅助手段完成对课本重难点知识的深度学习, 如即时上网查阅资料, 拍照, 录像等功能使学习的方式更加多样化。教师可以根据学生在i Pad上的答题速度、准确度实时判断学生知识点的掌握情况, 随时监控和掌控学生的学习进程, 教师就可以根据学生的不同特点和需求进行教学和提供帮助。信息技术手段, 使以移动, 链接, 创造为特征的个性化学习成为现实, 为学生提供了更加多样化的学习选择, 更为宽松自由的学习氛围, 做到了因材施教。

(2) 评价变数据, 教师为辅助

软件系统, 使评价的专利不再是教师, 而是数字平台。学生可以在课堂上利用评价软件即时感受评价结果, 同时系统可以进行大数据累积分析, 柱形统计图让人一目了然看到自己及班级的优势及问题所在。老师可以将最终结果提供给家长。家长能够通过自己的移动设备随时关注孩子们在课堂上的表现。

教师去哪儿, 新的课堂架构出现了多元的出路。实践中我们感到:教师成为学生学习的伴随者和情感的陪伴者更会得到他们的喜爱和认可。 混合多元的学习方式成为学习的新常态。

课堂之变二:教室去哪了

信息技术在教学中的广泛应用, 打破了学校与教室的围墙和局限, 使学习的空间和方式更加宽泛和多元。课堂教学, 借助信息技术, 实现了空间和时间上的延展, 可以线上、线下, 可以课前、课后, 可以无处不在。学生可以在任何时间、任何地点, 以同步或者异步的方式, 获取学习信息, 进行个性化、互动化的学习活动。信息技术, 使学习的内容更加丰富, 学习的时间更加自由。教室变成了研讨室, 课堂成为教师与学生之间, 学生与学生之间的互动平台。

1.课前导学, 学习无边界

在导学环节中, 信息技术使学生“不待老师教, 自己能自学”的自主性学习变成了可操作的程序。学生根据上传到云空间的微课、电子书、教师设计的学力单等相关的学习资料, 尝试自己解决问题, 发现规律。其中在线学习是导学与数字化相融合的特色亮点, 所有的微课都由学校教师自己录制。除了微视频之外, 电子书也为学生提供了丰富的学习资源, 学校e课堂工作室成员自主研发出了1~6 年级古诗电子教材, 国家课程通过数字技术校本化。学生在经历“阅读—辨识—选择—成文”的过程中, 对自己获取的知识也记忆得格外牢固, 受到学生的极大欢迎。

2.课后拓学, 知识变能力

四十分钟的课堂教学, 既不是开始, 也不是结束。在课后, 通过对文本内容的总结拓展, 完成了知识的运用和再创造, 培养了学生的探究精神和创新能力, 为学生的全面发展创造条件。

在内容的设置上, 重点是让学生主动探究一些开放性题目, 将知识转化为能力。开展一些力所能及的社会调查和实践活动, 让学生在课后从小课堂走进社会大课堂。学生可以将拓展学习的资料、心得体会发到“人人通”空间, 资源共享。

信息技术打造全媒体交互空间, 所有的场所变成教与学的场所, 使教学环境、学习的空间更加宽泛。

课堂之变三:学生去哪了

课堂变化的最终的落脚点是学生的变化, 没有这样的终极目标, 一切教育行为都是无源之水、无本之木。借助软件平台上课, 内容的丰富性、形式的新颖性、参与的主动性、理解的诊断性与释疑的即时性同时并存。新鲜、交互、主动、即时和数据的存储分析让学习变得好玩而高效。这样的一个学习过程, 让学生可以在课上, 可以在课外, 泛在的学习环境中获得知识, 有利于培养学生时时学、处处学的意识和能力。

1.创新——点燃学习兴趣

游戏学习软件进课堂使学生更有兴趣地参与到学习活动中。如英语学科的“一起作业在线学习平台”, 得到了教师、学生及家长的广泛关注与好评, 三方负担均得到减轻。学生们可以在家里用电脑或其他终端完成英语口语、语法、记忆单词的学习, 轻松的游戏和互动中, 枯燥的学习变得生动有趣。美术课, 使用App在i Pad上做沙画, 学生可以利用信息技术为图片涂上各种颜色, 图片的效果也可以随时更改。学生可以将完成的作品推送到大屏幕上, 和全班同学进行共享。综合实践学科, 利用现代信息技术将课堂与社会无线链接, 给学生们创造了接触社会的机会。

2.实践——创意成为现实

同传统的教学方式相比, 倾向于动手操作实践的活动解放了学生的头脑, 使思维更加活跃。学校成立了“数字开拓小组”。将志趣相投的学生组织起来学习FLASH、scratch等软件。例如:3D打印实验室, 学生通过自己设计建模, 打印出3D立体图形;“scratc团队”, 在老师的帮助下, 研发自己喜欢的游戏, 如大家熟悉的“塔防游戏”;再如高年级学生自己编程的“键盘练习——打苹果”已经应用在低年级的信息课上;小组成员还帮助老师制作教学课件 (相遇问题、植树问题) 应用在课堂中。利用Garage Band, 学校成立了i Pad乐队, 经过一段时间的训练, 已经可以利用这些“统一的乐器”演奏出不同的音色, 乐队在多次展演中获得好评。

3.分享——合作走向内生

目前教育界认为未来“学生的学习伙伴是网络上的小圈子, 他们互相学习, 乐于帮助别人, 分享自己的学习成果”。借鉴网络资源, 学校领导班子自主研发和编写了校本教材, “媒介素养”课就这样诞生了。在课程中教学生如何去用媒介、做媒介和甄别媒介, 体验小主播、美编、摄影等媒体人的工作, 做校园电视台的小记者和小主持人。这一平台, 给了学生更多地表达与合作的机会。

小学数字化实验 篇8

关键词：数字实验,科学素养,实验误差,实验设计

《全日制义务教育科学 (1-6年级 ) 课程标准》( 送审稿 ) 指出:全面提高每一位学生的科学素质是科学课程的核心理念。科学素质一般包括:对自然现象的好奇心和求知欲,运用基本的科学知识和技能认识自己和周围世界的能力,具备进行科学探究所必需的科学思维和方法,与自然界和谐相处的生活态度等[1]。国际学生评价项目 (The Programme International Student Assessment,简称PISA ) 对科学素养的界定:科学素养是应用科学的知识来确定问题,得出 ( 或提出 ) 基于证据的结论的能力,以便理解并帮助做出关于自然世界的决定,并且通过人类的活动做出调整[2]。可见,科学素养的内涵是丰富的,比较核心的内容有探求事实的能力和态度等。随着信息技术的发展 , 具有灵敏度高、可视化等优点的传感器等数字技术进入小学科学课堂 , 笔者对如何应用数字实验促进学生科学素养的发展进行了探讨。

一、应用数字实验探求事实,激发学生的求知欲

兴趣是最好的老师,探求事实是科学素养的灵魂, 包括传感器在内的数字系统可以帮助我们探求到某些传统实验无法获得的事实,尤其是一些微小的、不易见的事实。这些“隐形世界”的发现,为学生打开一扇一扇探求世界的窗口,激发起探索的兴趣和求知的欲望。

很多人都有体会:在灯光下阅读眼睛容易疲倦,而在阳光下(非直射)阅读眼睛没那么容易疲倦。这是为什么呢?有学生认为阳光是复色光,是由红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫这七种不同颜色的单色光综合而成,是自然光, 而灯光只是白色单色光。事实是什么呢?使用光强度传感器和数据采集器就可以清晰直观看到放大后阳光的信号是一条直线(如图1),灯光的信号是一条曲线(如图2), 表明阳光是稳定的,灯光是波动不稳定的、经常在变化, 所以在灯光下阅读眼睛更容易疲倦。

这次实验后,学生发现就在自己身边就有这么多“看不见”的秘密,更有兴趣去开展探究活动了。有学生提出假设:爸爸妈妈不同意自己长时间使用电脑,是不是因为电脑屏幕发出的光信号是不稳定的呢?为了验证自己的猜想,这位学生用一张黑色不透光的布罩住电脑, 将光强度传感器罩在黑布里面,测定了电脑屏幕的光信号,发现电脑屏幕的光信号也是一条直线。另外有学生测定了手机屏幕的光信号,发现也是一条直线。这两位同学不知道该如何解释结果,他们把这个问题抛出来给大家。经过查找资料、请教专业技术人员和再次实验, 发现老式CRT显示屏的光信号是一条波动的线,现在的液晶显示器是直流供电,其光信号是一条直线。手机和现在的液晶屏幕的光线确实不会波动,它产生的眼睛疲劳主要还是距离过近,特别是手机屏幕小、距离近、眼睛聚焦的注意力特别集中,时间长了会产生视觉疲劳。 分享感受时有学生感叹:难怪看手机屏幕或电脑屏幕时间长了眼睛会觉得很干,看来我们要控制使用手机或电脑的时间了,还要提醒爸爸妈妈不要长时间看手机或电脑。还有学生骄傲地说:下次爸爸妈妈提醒我不要长时间看手机时我要问他们为什么,要是他们回答不出来, 我就给他们讲讲今天的实验。

在电脑屏幕、手机屏幕实验的启发下,又有学生提出想研究自己家里的“护眼台灯”是否护眼。经过光强度传感器的测定,学生发现有的“护眼台灯”的光信号是直线,而有的 “护眼台灯”的光信号是曲线,表明有些 “护眼台灯”并不护眼。经过交流,大家发现真正的护眼台灯价格都较贵,也有学生提出下次购买台灯时要先用数字仪器去测一测。

从阳光和灯光到电脑屏幕、手机屏幕,再到“护眼台灯”是否护眼,再到购买台灯时先用数字仪器测一测, 在数字技术的支持下,学生不断经历发现问题、猜想假设、实验测量、结果分析、运用于实践(对生活的启发) 的科学探究过程,前一阶段的成果激发了后一阶段的开展,使得学生的探究兴趣和求知欲望持续上升。

二、关注实验误差,修正学生科学探索的方法

实验误差是实验测量值(包括直接和间接测量值) 与真值(客观存在的准确值)之差。实验误差永远不等于零。不管人们主观愿望如何,也不管人们在测量过程中怎样精心细致地控制,误差还是要产生的,不会消除, 误差的存在是绝对的。小学科学课程虽然浅显,但只要有实验数据统计和测量活动,误差问题就无法回避[3]。 如何处理误差问题关系到学生对待事实的科学态度 , 不能为了获得“标准答案”刻意忽略误差,也不能将误差作为遮羞布,对于学生的错误实验结果当误差处理,科学教师需要引导学生正确对待误差,如检查测量方法减小系统误差、严格控制实验条件减小随机误差、学会观察异常数据等。

在应用光强度传感器测定室内外光的强度时,在同一地点学生测得的结果不相同(见表1),学生争吵起来,都说自己的数据才是对的。笔者首先组织学生检查自己手中的光强度传感器是否有损坏,回忆刚才测量光强度时是否严格按照实验步骤、方法操作,检查完毕后每位同学再在同一个地点测量3次,结果见表2。这次学生都沉默了,自己在同一个地点测量3次数据都不相同,结果究竟是什么呢?这时笔者开始给大家介绍实验误差,即使我们使用灵敏度高的光强度传感器,实验误差依然存在。但我们可以多进行几次实验求平均值,用平均值来做结果,这样可以减小误差。科学上一般进行3次重复实验,没有明显偏离的异常数据就可以求平均值了。这次学生都满意了,忙着去求平均值了。还有学生发现小组每位同学都测一次,将4个同学的结果取平均值也比较接近一个同学测3次取的平均值。

反思这次小实验,在没有传感器等数字仪器时, 对室内外光强度的研究只能停留在定性和感性的层面, 比如桌面上光强些、桌面下光弱些。而有了光强度传感器和主机,可以定量地测定桌面上某地点的光强度是多少Lux。从科学史来看,定量研究是科学从哲学中独立出来的标志,传统的实验教学由于测量条件限制,很难得到准确的实验数据,定量研究也难真正开展。可以通过定量研究的意义与学生分享技术进步与科学研究的关系、探求如何运用技术手段去获取事实,探索科学的探究方法。同时,有了传感器等实验仪器后,有学生会认为传感器灵敏度高就测得准,而不注重实验过程设计, 不注意实验方法,却对自己的数据充满自信。这时教师需要科学引导,比如关注误差、基于证据的推理、实验过程设计等。对于小学生的认知水平,没必要搞清楚系统误差和随机误差、绝对误差和相对误差,但需要知道误差的大概含义,如何减少误差使得结果更接近真实值, 这些做法将有益于学生科学素养的提升。

三、鼓励学生自主设计实验,提高学生探求事实的能力

学习科学对于学习的研究表明:学习是个体头脑内的认知加工活动。数字实验进入小学科学课堂,将定性实验转变为定量实验,对于一些不方便直接测量的参数, 可以通过变量转换得到结果,为科学探究提供了广阔的空间。教师需要鼓励学生自主设计实验,切实提高学生探求事实的能力。

前段时间辅导一个兴趣小组的学生做实验研究不同颜色的光(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、黑)照射对蔬菜保鲜的影响。对于蔬菜保鲜的界定有外观情况、叶绿素含量测定、水分损失测定等,其中叶绿素含量测定是比较核心的定量测定项目,但因需使用离心机、分光光度计等设备需要送到校外检测,叶绿素含量测定步骤也比较繁琐, 包括研磨、离心等,小学生独立操作起来很困难,每次都需要专业技术人员帮忙。这时笔者引导学生思考可否用自己的仪器设计自己可以操作的实验,经过几天的思考,有学生发现光透过新鲜的蔬菜和不新鲜的蔬菜后剩下的光是不同,于是学生设计了叶片透光强度的实验。为了公平, 几位学生固定了同一个灯、实验盒和光强度传感器的位置, 选择了一片叶子做好标记,每次都由同一个同学去测量, (如图3所示)。在取样测定叶绿素含量的同时,测定被标记叶片的透光强度。实验数据出来后(见表3、4),发现随着时间的推移,叶绿素含量呈下降的趋势(如图4), 叶片透光强度呈上升的趋势(如图5)。目前正在进行蔬菜保鲜状态、叶绿素含量、叶片透光强度之间的相关性研究,寻找叶片透光强度与蔬菜新鲜程度之间的关系,尝试建立通过测定叶片透光强度来检测蔬菜新鲜程度的方法, 制作一个蔬菜保鲜度简易测量盒。

同时一些学生设计了实验:准备探究蔬菜从新鲜到不新鲜的过程中微小环境中氧气、二氧化碳、水分等因素的变化情况,将会使用到氧气传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、数据收集器、数据分析软件等。这些过程都有益于提高学生探求事实的能力,促进科学素养的发展。

小学数字化实验 篇9

传统条件下, 小学科学探究实验中相当一部分探究过程使得学生的探究需求受到限制, 如:操作技术上的障碍;探究花时间, 实验效率不高;实验数据的误差较大, 造成实验分析的错误等。可以进行科学探究实验的内容相对较少。但在科学教学中, 教师往往又需要通过探究实验再现科学发现的过程, 从而让学生体验到“猜想——验证——归纳”的科学探究过程, 这就形成了教与学需求与设备的矛盾。将数字传感器技术引入科学探究实验, 给解决这些问题带来了契机。传感器以其操作简单、实验数据精确、效率高等优势, 为提升小学科学实验的科学性, 激发学生学习科学的兴趣, 培养学生的探究能力、创新能力以及科学素养提供了良好的技术保障。结合笔者自己的课堂实践, 本文探讨在小学科学探究实验中应用传感器促进学生发展的几点做法。

二、数字传感器应用于小学科学探究实验的探索

(一) 降低实验难度, 利于学生完成对新知的自主建构

“小车下山的速度”实验传统的做法是学生分工合作: 一位学生手动放小车, 一位学生用秒表计时, 然后再对测得的数据进行分析与比较。实验的弊端主要有两个环节:一是手动放小车因为人的原因不能做到小车完全自然下滑;二是手动秒表计时, 车子下滑的信息由眼 (耳) 传到大脑, 再由大脑发出指令按下计时键, 不同学生的反应时间不同, 也易犯错, 导致数据误差大。设备的限制导致测量不准确, 可能引起学生对实验设计和初始判断的否定, 对学生探究未知形成障碍。

在以往的教学中, 解决的方案是加长斜坡, 使运动时间增加, 从而相对减小实验数据误差。但这种方法在实验室中却较难实现, 且较大的误差依然存在。以测量同一小车经过倾斜度相同的同一块粗糙木板的时间为例, 每次同一辆小车从相同位置释放, 手动测量记录数据如表1 所示:

而如果引导学生利用“光电传感器”对 “小车下山的速度”进行测量, 效果却很好:在小车经过的地方两侧架设光电传感器。小车经过时, 光就不能传过去。此时就开始计时。小车过去之后, 光又能射过去, 这就获得了时间差。再量出小车的长度, 就可以算出小车的速度。每次同一辆小车从相同位置释放, 光电传感器测量记录数据如表2 所示:

利用“光电传感器”, 这既降低了实验难度, 又提高了实验准确性, 一组组精确的实验数据, 为学生进一步的思考、计论、各抒己见提供了科学的依据, 学生获得的探究结果更真实、更准确。

(二) 拓展实验内容, 更好地满足学生的好奇心和求知欲

探究式科学教育的第一步就是“提出问题”, 教师将学生引入情境, 让他们观察和获得有关的信息, 逐步聚焦话题[1]。从学生原有的概念和实际理解出发, 由教师或在教师帮助下由学生归结出将要进行探究的问题。学生对原有概念和实际理解各异, 产生的研究需求也是多样化的, 在需求和条件之间往往会产生矛盾, 只有积极创造条件, 才能进一步拓展探究内容, 尽可能满足学生多样化的探究需求。

热水变化不仅仅只有“温度变化”这一方面, 还包括“重量变化”。在研究“热水变凉”这一内容时, 由于受制于设备的限制 (天秤的精度不够, 操作难度又非常大, 容易出错) , 在传统教学中, 通常只能让学生用温度计进行手动测量, 而刻意回避会引起学生关注“重量变化”。 但即使这样, 有时在探究过程中数据还是存在很大的出入, 如“热水变凉”温度变化测量统计表 (测量仪器:温度计, 测量间隔时间:2 分钟, 如表3)

最终虽然勉强能得出结论:热水在自然状态下由热变凉, 温度下降的规律是:均匀下降。不过从学生的表情来看, 还是不能很好地信服。这既不利于培养学生获取数据、分析数据的能力, 也不利于培养学生的科学探究精神。

但如果将重力传感器和温度传感器结合使用:将重量为250g (其中烧杯50g, 85。C热水200g) 热水放在精度为0.01g的数字电子秤上, 将温度传感器的测热棒放入热水中 ( 因传热棒的加入, 此时重量为265.58g) 。将传感器连DIS数据收集器, 接电脑USB接口。传感器测量到的重量、温度的变化将通过数字屏显示出来, 如“热水变凉”温度变化测量统计表 (测量仪器:温度传感器, 统计间隔时间:2 分钟, 如表4) 。

实验既容易操作, 数据也能很直观地读取。并能生成温度变化曲线和重量变化曲线, 学生能很轻易地分析和归纳出热水温度的变化规律及重量的变化, 直观、生动形象, 可信度也高。实验后很多学生都连呼意外:没想到温度降低的同时水的重量也发生了轻微变化。少了的0.40g水去哪了?这又引发了学生浓厚的探究欲望。

(三) 提高实验效率, 让学生有更多的时间和精力交流、反思

郁波老师曾在题为“科学探究与人是如何学习的”讲座中提到:如果仅仅让学生经历探究活动, 这还不能帮助他们学会如何学习。让学生运用批判性的眼光对自己和同伴的探究过程和结果进行监控和评价, 可以使他们不断明白自己在做什么, 以及为什么这么做[2]。这就要求教师在组织科学探究实验过程中, 既要保证亲历、体验的过程, 又要确保学生有足够的时间思考和交流。

例如, 在研究小学科学六年级上册《斜面》一课中有关斜面的省力规律的实验, 学生每个坡度做3 次实验, 取平均值。如何更快更准地得到实验数据, 节省许多宝贵的探究时间, 把更多精力集中在对探究过程的分析和研究上, 提高小学科学探究实验的效率?这是应该考虑的现实问题。而如果在实验中使用数字传感器, 就能快捷准确地得到实验数据, 节省许多宝贵的探究时间。

又如在学习 “测量呼吸和心跳”一课时, 学生进行心跳的测量实验费时费力。原因有三:一是用手摸心脏部位测量心跳, 既费时也易错;二是运动后, 学生注意力不能马上集中, 测量准确性不高;三是要测多个 “一分钟”。整个一节课时间, 被测量、纠错活动占去了大半, 探究的重心完全放在了“做”, 而学生的“想”和“交流”的时间和机会被迫减少甚至忽略。应用心率传感器, 学生就可以即时测得不同状态下的精确心率数值, 既节约学生的时间, 又排除了其他因素的干扰, 提高了数据准确性。让学生的注意力从“摸心跳”“数数”等转向对“呼吸和心跳”关系的深层分析与探究, 有更多的时间交流、分析、概括实验现象和数据, 实现“思”“做”“说”等各个环节时间的灵活分配, 提高探究实验效率。

(四) 创新实验方法, 让学生拥有更多实验的机会

当前小学科学教材上的科学实验大多是以简陋、不精确、定性为特征的, 很少有定量研究。其中主要原因是小学科学实验仪器配备标准已有多年未更新, 旧的实验器材依然是主流。传感器的引入, 不仅仅是实验工具的更新, 更重要的是它为定性实验转变为定量实验提供了现实的可能, 这必然带来实验方法的新变化。探究活动中, 定性的描述与推理减少, 以某种数值或数量间关系为证据揭示现象背后的奥秘增多。

例如研究“不同物体的反光能力”, 传统的方法靠眼睛感觉做出主观的定性描述, 在反光能力相差较大的物体之间学生凭借自己的主观判断能形成共识, 而对反光能力相差不大的物体往往容易产生分歧。如果用光线传感器, 反光能力细微的变化都会被传感器捕捉到, 通过数值反映出来, 在这个过程中, 学生需要做的不再是仔细分辨, 而是创新性地设计各种合理的实验方法, 严格控制实验中的变量, 大胆实验, 小心求证, 用证据揭示物体反光能力的强弱规律。

三、结束语

数字传感器的优势, 使科学探究实验更丰富、更规范、更科学、更有效, 更有助于学生科学素养的培养与发展, 但同时也应该认识到, 传感器的应用也有些不足:例如, 虽然使数据的获得更加直接和直观, 却弱化了学生在实验过程中的计算、作图、操作等重要能力的培养[3]。而这些明显不利于学生科学思维的培养及科学素养提高。

参考文献

[1]韦钰.探究式科学教育教学指导[M].教育科学出版社, 2005.

[2]郁波.科学探究与人是如何学习的.http://www.zjxxkx.com.

小学数字化实验 篇10

在取得一系列阶段性成果的同时, 我们也发现诸多的问题, 特别是围绕教育发展主流业务, 破解进一步深化教育改革热点、难点问题上, 数字校园的地位和作用如何规划, 成为我们当前必须首要解决的基础性问题。在此, 有必要对数字校园的发展脉络和趋势进行梳理和反思。

数字校园从广义上讲就是指学校的信息化。数字校园通过建设多媒体信息网络、校园信息系统等基础设施平台, 整合学校信息资源, 建立电子校务、电子教务、远程教育保障等信息系统及信息化班级, 最终形成一个体系完善、功能健全、组织有序的数字信息体系, 逐步实现校内育人环境和部分社区教育环境的信息化。数字校园是在深层次上实现计算机科学、信息科学、教育科学、系统科学的有机融合, 开拓一系列全新的研究、发展与应用领域, 为学生、家长和教师提供全新的教与学的数字化平台与服务, 是现实学校的增强和补充, 是丰富教育供给, 实现发展模式转变的重要尝试。

源自教育机会均等的第一代数字校园

第一代数字校园发展阶段大约从20世纪90年代到20世纪末, 核心特征是“建路、建车、建货和建人”, 实现目标是“从无到有”, 填补空白。建路:第一代数字校园建设首先面临的问题是学校如何联入Internet, 这个问题被形象地称之为“建路”。20世纪90年代的学校, 虽然对Internet的强大冲击力有所感受, 但是对Internet给学校教育教学所带来的影响还没有清晰的认知。通过合理的布线设计, 学校中平均使用的人数增多了, 教师都愿意尝试这种新鲜的技术, 上网成为时髦词汇。建路是Internet冲击教育领域后, 现实校园做出的一种应对措施, 是建设数字化校园环境的基本条件。建车:建车和建路在第一代数字校园建设中几乎是同时进行的。建车即建设校园的硬软件, 公共机房是当时数字校园建车的焦点。一大批与之配套的多媒体教室、语音室相继建设, 生机比成为衡量数字校园建设的一个重要指标。公共机房建设的数量和质量、教师用计算机、学生教室用计算机等指标的划分越来越细致。建车是数字化校园适应信息化浪潮的必然结果, 也是信息技术应用到教育教学的必要前提。建货:建货是建设资源的形象简称。师生在教育教学中使用互联网和计算机, 必须有相应的教与学资源的支持。第一代数字校园中的资源都非常简单, 最常见的是CAI课件。CAI课件的需求带动了课件制作工具的产生。课件对于改变教师的教学方式、学生的学习方式、促进学生的学习动机和提升学生的学习兴趣方面已经有着非常重要的影响。建人:第一代数字校园选择学校的信息技术教师进行培训, 主要目的是为了让信息技术教师快速掌握一些基本的办公软件和教学软件, 教会学生使用信息技术工具的基本技能技巧, 培养学生的信息技术基本素养。

第一代数字校园产生的最大价值在于, 对什么是数字校园有了一个明晰的定位。从本质上而言, 反映了当时的时代要求和现代化进程对教育公平的一种期望, 是一种最低水平的教育公平观的体现。利用信息技术的手段, 相比传统教育而言, 提高了同等情况下学生接受先进教育的机会, 增加了课本知识扩展的机会, 增加了获取知识途径的机会。这些机会的增多, 也就意味着教育机会平等的理念付诸实施并找到了可以寄宿的母体。

源自教育机会均等和质量提升的第二代数字校园

第二代数字校园的引入主要基于四个事实:一是互联网技术从10M到桌面迅速发展到百兆到桌面、千兆到桌面, 主干光纤从百兆到千兆甚至到万兆光纤;二是CPU从单核发展到双核、四核, 甚至是八核、十六核, 一台服务器原来只能带100台左右的终端数量跑应用系统, 现在能带几千台终端跑应用系统;三是不仅仅信息技术教师懂技术、信息技术课程使用计算机, 学校中任何一门学科的任课教师都需要懂技术, 任何一门学科都要将信息技术与课堂教学整合起来, 这是时代发展的必然趋势;四是传统教育质量的提升需要重新找到突破点。在这四个事实中, 前两个事实为教育机会均等提供了物质技术, 因为技术越发达, 为更多人提供服务机会的可能性越大;后两个事实为教育质量提升提供了契机, 因为技术最终是为师生服务的, 学校中教育质量提升是学校教育教学的生命线。

相比第一代数字校园建设而言, 以“建用一体”为特征的第二代数字校园同样是建路、建车、建货和建人, 但是方式、规模、速度不一样了, 明显渗透了质量提升的内涵。

首先是城域网。网络是开放的, 建设网络的主要目的之一是资源共享。城域网解决了区域内相互联通的计算机之间、学校之间、教师之间、学生之间的资源共享问题, 通过一站式登录的方式解决了学校教育教学、行政报文、班级班务、后勤、财务等一系列功能的集中管理。

其次是多种终端。随着智能手机、PAD等多种终端的不断涌现, 学校中的移动学习逐渐在课堂教学中显示出比较强的优势。移动设备的便捷性、价格低廉和可移动性, 给学校教育教学变革带来新的模式与方法, 并且逐渐延伸到了课外学习以及家校互通方面。一些城市将会建成覆盖全市的无线WIFI网络, 这使得随时、随地、随需的学习成为可能。从这个意义上讲, 以往公共教室的概念、生机比的概念基本上都受到了不同程度的冲击。

再次是资源库。第二代数字校园中的资源库不但有内容, 而且有标准, 更为重要的是将这些资源库继续细分到每一个学科、每一门课程、每一个知识点, 达到知识点的全覆盖, 让每一个知识点下面都有可供教师和学生选择的资源。此外, 第二代数字校园的资源库还有三个明显的特征:一是资源库中的资源有比较明显的层次体系, 这些层次体系附加了功能强大的搜索引擎, 实现了用户想找的资源和实际存在的资源之间的信息推拉; 二是资源库不再单独成为学习者的学习支撑系统, 资源库和学习者的学习工具、学习策略、参考资料等链接起来, 形成一个学习活动, 通过学习活动的统整, 促进学习者的学习;三是资源不再是一个铁疙瘩, 四处封闭, 而是一个开放的、能和外界进行信息交换的系统, 可扩展性使得资源库具有了非常强的弹性, 为师生存储、加工、整合、应用资源提供了支持。

最后是信息化教研。第二代数字校园中的信息技术培训不但面向信息技术教师, 更重要的是通过信息技术与学科教学整合, 形成一个信息化的教研氛围, 培养一批在信息化环境下成长起来的、能够熟练驾驭信息化课堂教学的、高素质、创新型的现代化教师。通过信息化教研, 不仅将资源共享联通, 同时也将教师的显性知识、隐性知识以及智慧共享联通, 改变以往集中式的教研模式, 代之以分散式的、正式和非正式相结合的、更能针对教师在实际工作中存在的问题并解决这些问题的教研模式, 这才是信息化教研的本质所在。这种对教研真谛的提炼, 只有在第二代数字校园这样宽带、高配、高压缩比的信息化环境中才能顺利完成。

信息技术对教学的影响始终是第二代数字校园建设过程中探讨最多的一个问题, 信息化教学设计、信息技术与课程的深层次整合、建构主义、联通主义、电子课本都已经成为标志第二代数字校园发展的关键词汇。

源自教育质量提升的第三代数字校园

与第一、二代数字校园建设完全不同的是, 第三代数字校园不完全依靠独立建设, 主要是靠服务, 更为集约化、规模化的服务, 直面用户的需求。由于这样的转型, 第三代数字校园的建设已经转化成为了一种服务租赁的关系, 通过租赁解决用户在硬件基础设施、应用平台、教学软件等方面的需求。换句话说, 为每一位用户提供的交流机会、学习机会、资源获取机会、服务机会大幅增加了, 对教育机会均等的供给水平提升了。这些高水平的教育机会均等已经由学校层面提供“转嫁”到了国家和市场层面提供, 教育机会均等成为了一种社会性的公共服务, 学校所主要关心的事情就是提升教育教学质量, 促进教育教学的变革。第三代数字校园发展是从21世纪的第二个10年开始, 核心特征是“用为优先, 建为选择”, 实现目标是实实在在地提升教育质量, 为学校师生的和谐发展服务。相比第一、二代数字校园建设而言, “用为优先, 建为选择”为特征的第三代数字校园同样是建路、建车、建货和建人, 但对提升教育质量的集中指向是明确的, 也是唯一的。

1.可租用的网络环境

第三代数字校园中的网络环境是一种服务, 是通过租赁关系保证的, 可以租用带宽、个人存储空间、服务器以及相应的计算能力, 也可以租用各种应用服务与程序。与前两代数字校园建设不同的是, 前两代数字校园提供的网络环境的性能是固定的, 用与不用, 都正常供应。低值时性能完全可以满足, 高峰时几乎面临系统崩溃。第三代数字校园中, 这些可租用的网络环境是按需供应的、灵活有弹性的。当你需要百M带宽时, 你就租用百M;当你需要百K带宽时, 你就租用百K。这种网络环境使用方式的转变, 是第三代数字校园建设中需要应对的关键问题。

2.多样智能的学习终端

这里的智能体现在多个方面, 比如终端接入的智能化、学习评价的智能化、事务管理的智能化、应用程序定制的智能化、学习环境识别的智能化, 等等。第三代数字校园中的学习终端迎合了“学习无处不在”的终身学习观, 可以让学生将课前、课中和课后三者统一起来。典型的应用案例就是电子书包。在电子书包中, 有供学生学习的电子课本, 有各种作业、试题、练习, 也可以随时随地查阅图书馆等各种信息源, 还可以与同学、教师进行交流讨论, 集学习、考试、管理、作业、交流等功能于一体。

3.生成性资源

随着用户生成内容的不断递增, 利用已有资源所延伸出来的各种生成性资源已经逐渐成为教师和学生外化知识和思想的重要载体, 比如, 很多教师将自己的教学经验发表到博客、微博上, 供更多的教师分享, 很多学生针对某个话题进行协作讨论, 形成了大量的能够表达学生真实意图的观点或想法等。生成性资源有四个明显的特征:一是资源可以随时生成;二是资源的形式倾向于片段化;三是资源是完全开放且可编辑、多次加工的;四是资源更多的是支持学习者的个性化成长过程。

生成性资源是第三代数字校园和前两代数字校园的主要区别所在。在生成性资源的支持下, 教师和学生的角色边界、地位边界是模糊的, 是可以穿越的。教师和学生以往处于“一上一下”的消费层级, 在第三代数字校园中完全可能互换位置。海量资源中需要计算机智能化地提取备授课资源, 给教师提供教学设计理念、教学策略以及案例方面的引导, 而不是推送一个实体的资源库系统;需要计算机给学生提供最优的、能解决现实问题的个性化资源, 并提供这些问题的解决思路和思想, 而不是只提供正确答案。用户需求的变化和扩展, 使得资源实体以及资源的供给方式面临挑战, 以生成性资源的积累和数据挖掘为背景的资源组织方式是未来资源研究的重要方向。资源不是越多越好, 技术不是越先进越好, 资源和技术都是越合适越好, 越能解决用户的现实需求越有价值。

4.协同教研

第三代数字校园中的教研不会仅仅局限在教师教学中的技能与策略方面, 也不会仅仅局限在班主任工作管理、课堂教学管理等方面, 更为重要的是提供给教师一种能够持续发展的氛围和条件。在这种氛围和条件下, 教师可以建立个人的工作室, 可以和社区中的教师进行文字、视频等各种形式的交流, 可以更多地与优秀教师进行心与心的交流, 相互传递隐性知识。协同教研聚集的不是内容, 而是教师与教师之间以社会资本为核心的网络, 是教师与教师之间同构或异构的一种思维方式方法, 一种思想。这种思想的交流, 受到了信息技术的强力支持, 但是教师是感觉不到的, 是融解在教师的举止行为之间的。此外, 协同教研更加关注处于技术应用弱势的教师群体, 这些教师群体由于年龄、身体等各方面的因素, 对于信息技术的接受能力有限, 搜集、筛选、整理、加工信息资源的能力有限, 但是他们有着强烈的教育热情、责任心, 教学基本功非常扎实, 对教学的理解和感悟独到, 学科功底强。如果协同教研中的技术力量足以让这些教师感受不到技术这个障碍的存在, 那么这些教师同样在协同教研中是生力军, 是信息技术与学科教学整合中不容忽视的一股力量。

我们认为, 第三代数字校园体现出了三种新型理念。

新型的环境观。数字校园的硬件环境是一种服务, 可以通过租赁服务的方式进行建设。服务的租赁减少了数字校园建设中的障碍和阻力, 更能将数字校园建设的焦点指向教学质量提升。

新型的资源观。资源是生成性的、个性化的, 资源汇聚是为了更好地解决个体面临的实际困难, 生成性的资源成为支持个性化学习需求的重要手段。

新型的应用观。应用是一种高水平的服务的实现, 应用的过程就是一个社会化的过程, 一个培养21世纪所需人才的过程。

数字校园建设的展望

纵观数字校园建设的发展历程, 我们可以看出, 数字校园的建设是和教育公平的发展一脉相承的。第一代数字校园受到技术条件的限制, 但是教育公平要求必须让更多的学习者拥有教育机会的均等, 拥有这种可教育机会的可能性, 所以数字校园的建设特征是路、车、货、人都建。第二代数字校园的技术设施和应用软件发生了质的飞跃, 但是教育公平要求不单单是技术的发展, 更主要是回归到人的发展上。但是由于各种原因, 全部回归还不可能完全实现, 所以一种双重的资源观、双重的环境观、双重的应用观指导着数字校园的建设。第三代数字校园以租赁为主要特征, 建设成为了数字校园发展中的可选条件, 教育机会均等已不再是主要矛盾, 提升教育质量成为首要任务, 成为实现教育公平的更高层次, 也成为指导数字校园建设的基本思想, 三代数字校园建设与教育公平层次之间的关系对应见下图。

数字校园的终极目的是促进师生的和谐发展。数字校园的推进是以数字环境为前提的, 而数字环境是以信息技术的发展为前提的。信息技术的发展往往是跃升式的, 而并非线性的。数字环境基本上每五年淘汰一批, 设备就要老化一批, 这种老化的速度和现实学校的发展并不是重合的。数字校园建设需要深入了解中小学教育教学的主旨, 回归到教育实践中, 回归到教育的本质上来, 这不仅是数字校园的归宿, 也是教育公平的归宿。

数字化微格教学实验室管理探讨 篇11

关键词 数字化；微格教学实验室；管理

中图分类号：G482 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)27-0030-02

Management of Digitized Microteaching Lab//Lai Ting

Abstract The digitized microteaching lab scientifically management is the important guarantee of the teaching carries on. We analyzed the situation of digitized microteaching lab management，and made a number of suggestions about it.

Key words digitization; microteaching lab; management

Author’s address Hanshan Teacher’s College, Chaozhou, Guangdong, China 521041

数字化微格实验室承担着实验教学、录制精品课程、会议直播等任务，并且随着其进一步普及，其还将承担越来越繁重的任务。因此，为使其功能得到更好的发挥，获得较好的效益，必须做好其管理工作。然而，在实践过程中，数字化微格教学实验室的管理工作仍然存在一些不容忽视的问题。

1 数字化微格教学实验室管理现状

1.1 管理制度不完善

不少高校的微格教学实验室管理制度比较匮乏，仅有《微格教学实验室管理制度》，虽然其涉及任课教师、管理员职责、学生管理、实验室卫生多项管理内容，但是这些管理制度的内容并没有细化，造成它在操作上弹性较大，实验室管理有些地方无章可循。一部分高校虽增设了《微格教学实验室管理人员岗位职责》，但也不全面，对于设备维护等细节问题都未涉及。有的高校把《微格教学实验室管理制度》划分为几部条例，但这些条例对不少细节问题都未涉及。也正是这些相关的管理制度不详细或匮乏，导致部分管理工作难以进行，已经严重影响数字化微格教学实验室的管理质量。

1.2 任课教师和学生对设备使用生疏，给管理工作造成困难

此类课程一般由拥有丰富教学经验的教师担任，他们大部分年纪较大，对运用现代化的教学仪器设备开展教学不熟悉，因而对使用实验室的设备比较生疏。另外，绝大部分学生在进行微格教学训练以前从未接触过实验室内的大部分设备，因而他们对使用实验室设备十分生疏。也正是任课教师和学生对设备使用生疏，造成实验开展过程中常常出现失误，这给实验室管理工作造成困难。

1.3 实验室管理人员工作量大

1）做好拍摄安排与准备工作。数字化微格教学实验室作为全校的公共实验教学等工作平台，如何安排具有不同拍摄要求的众多实验任务，需要管理人员做好拍摄安排与准备工作。

2）实验开展过程中的管理工作。不少高校的微格教学实验室仅有一名专职管理人员，他必须承担常规的实验教学管理工作，有的还需承担录制精品课程、会议直播等其他相关管理工作。另外，随着实验室功能的拓展和开放制度的引进，实验室管理人员还将承担越来越繁重的管理任务。

3）做好设备和软件日常维护管理工作。为了使实验活动能够顺利开展，实验室管理人员必须做好设备和软件日常维护管理工作，及时为出故障的仪器设备做登记，并及时排除简单的故障；数字化微格教学实验室的复杂故障通常得联系相关仪器设备企业方能排除，管理员应注意跟进其排除故障的进度，以便做好维护管理工作。

2 数字化微格教学实验室管理对策

2.1 完善实验室管理制度

为了做好数字化微格教学实验室的管理工作，必须建立一系列实验室管理制度。设立《微格教学实验室管理制度》，作为实验室管理制度总则；在实验室管理人员和任课教师管理方面的制度，可以分别制定《微格教学实验室管理人员岗位职责》和《微格教学实验室任课教师工作职责》；学生管理规定方面的制度，可以制定《微格教学实验室学生守则》和《微格教学实验室学生违纪处罚条例》；在设备维护管理方面的制度，我们可以制定《微格教学实验室设备检修制度》；在安全卫生管理方面的制度，可以制定《微格教学实验室安全卫生制度》。通过建立上述规章制度，数字化微格教学实验室的管理工作就有章可循了，它使教师、学生、实验室管理人员能够明确自身的职责，这也有助于实验室管理工作科学化、规范化。

2.2 对任课教师和学生进行必要的培训

为了使任课教师和学生熟悉实验室的设备使用，数字化微格教学实验室管理人员有必要在实验课开始之前对任课教师和学生进行必要的培训，培训的内容包括设备基本构造、设备基本操作流程、常见设备使用误区、如何利用现有设备进行实验训练。通过这些培训使他们熟悉设备的基本操作，以便减少他们在实验课程开展过程中的操作失误，从而降低管理员管理工作的难度。

2.3 提高实验室管理人员的工作效率

为了应对拍摄安排与准备、实验过程中的管理、设备与软件日常维护管理等各种工作，实验室管理人员必须提高工作效率。

1）注意学习先进的专业知识和管理知识。在知识更新换代的今天，实验室管理人员更应该注意学习教育技术、计算机等专业知识，运用专业知识更新管理方法，提高管理质量。另外，管理人员还应该注意学习先进的管理知识，以便提高数字化微格教学实验室的管理效率。

2）利用先进技术，提高工作效率。数字化微格教学实验室内安装的摄像头以及录播系统可以对实验室情况进行监控，通过这些设备实验室管理人员可以随时对实验室的情况进行监控，及时了解实验室的情况。借助这些先进技术进行管理，有助于提高管理效率。

3）与同行进行定期交流，了解其优秀管理经验。实验室管理人员可以定期与本校或其他学校的微格教学实验室管理人员进行交流，了解其他同行的管理经验，从而可以取长补短，进而提高其管理效率。

4）与实验课任课教师和学生定期交流管理问题。实验室管理人员应定期与实验课任课教师和学生进行交流，了解他们对其管理工作的建议，并及时根据他们的建议改善管理工作，从而提高实验室管理工作的效率。

3 结束语

数字化微格教学实验室管理工作，不仅是一项专业性很强的工作，而且也是一项繁琐的工作。然而，数字化微格教学实验室管理得好坏直接关系到实验效果。因此，如何高效管理数字化微格实验室对于管理人员至关重要。那么如何做到高效管理呢？这就需要实验室管理人员不断充实自己，更新自身的专业知识，了解其管理研究进展，善于总结管理经验，方能管理好数字化微格教学实验室。

参考文献

[1]吴全洲.基于校园网的数字化微格教学系统构建[J].中国电化教育,2009(2):112-114.

小学数字化实验 篇12

课题申报流程

填写《实验课题申请·评审书》 (一式四份) →交相关部门审核、盖章→快递或邮寄至课题管理办公室 (同时email一份电子版) →课题管理办公室交总课题组审核盖章→课题管理办公室向申报单位返回《实验课题申请·评审书》二份及相关批复文件一份→申报单位交书面《实验课题开题报告》一份 (同时email一份电子版) 、组织开题。

1. 申报单位需逐项填写总课题组发布的《实验课题申请·评审书》, 注意学校填写“实验基地”版;教研室酌情选择“实验区”版。一式四份原件, 必须是电脑打印, 以免出现成员姓名错误。课题负责人签章为本人手写, 打印无效。

表格可在翼课网 (www.ekwing.com) 、新课程英语教育网 (www.ncneedu.cn) 下载;或通过Email向课题办公室 (ktbgsh@126.com) 索取。

注:实验基地 (实验校) 需附上《实验课题申报单位基本信息登记表》一份。

2. 实验基地 (实验校) 必须在单位盖章之后, 再报当地教育局或教研室审核并签章;实验区报上级教研主管部门签章。

3.《实验课题申请·评审书》各项内容要逐项认真填写, 论证要严谨、充分, 表达要明白、准确。

4.每个实验课题组研究人员不得超过16人, 负责人 (组长、副组长) 不得超过2人。

5. 课题管理办公室收到《实验课题申请·评审书》后交总课题组审核批复。立项后课题管理办公室留存两份申报材料, 其余材料寄回申报单位和主管单位存档。

6. 申报单位收到课题管理办公室返还的《实验课题申请·评审书》及相关批复文件后, 方可开展研究工作。课题批复之后两个月内, 递交书面《实验课题开题报告》一份 (同时email一份电子版) , 并组织开题。

7. 为避免重要文件遗失, 课题证书及通知等相关重要文件一律采用快递方式寄达课题实验单位, 相关成本费用由课题单位承担。

翼课网、学生双语报社课题管理办公室联络方式:

地址:北京市北京经济技术开发区西环南路26号院30号楼A座805室

邮编:100176电话:010-87163329传真:010-87163269

联系人:董老师

网址:www.ekwing.com (翼课网) www.ncneedu.cn (新课程英语教育网)