利用信息技术打造智慧实验室

    乔秀彬

    摘? 要 信息技术能够促进实验教学课程和器材资源的最大效益化与可选择性，能够使教学时空产生更大的拓展与延伸，能够实现学生学习的自主性与主动性，更有利于科学实验室向“学习空间”和“创造乐园”的智慧实验室转化。

    关键词 信息技术;小学科学;数字化科学实验室;智慧实验室;实验器材

    中图分类号：G482? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）09-0046-02

    1 前言

    信息技术的快速发展， 有效促进了小学科学实验教学，促进了科学实验室向“学习空间”和“创造乐园”的智慧实验室转化，有效激发了学生学习的自主性和主动性。

    2 调查了解

    经过调查和访问，发现学校科学实验室的建设和使用存在一些问题。

    科学实验室的器材不实用，补充麻烦? 小学科学实验室中的器材，基本上是按照小学科学教材中的实验内容来配置。配置方式有两种：一部分是直接采用中学的物理和化学实验器材;另一部分是直接采购社会生活用品。小学科学课程和中学的理、化、生课程存在一定的区别，小学科学更浅显，更富有趣味性，更贴近生活，需要用到许多生活中的物品。这些物品很多时候还需要进行一定的改造和加工。

    笔者发现，实验室中配置的许多仪器和材料并不适合小学生使用，或者说根本不实用，而需要的仪器和材料又在实验室中找不到。不仅如此，在目前阶段，许多学校还存在大班额现象，实验室按标准配备的实验器材数量在分组实验中数量就不够。受限于现行采购制度，以及需求信息传递不畅，科学实验室要及时补充材料和仪器是非常困难的。

    科学实验室管理效率不高? 在小学中很少配置专门的实验管理员，很多是由科学教师兼任。但是小学科学教师每周任课的工作量很大，部分科学教师还兼任其他课程的教学，而实验器材的准备和整理会耗费大量时间和精力。无奈之下，有些分组实验只好改成演示实验，甚至一些该做的实验也忍痛割爱，放弃了。

    科学实验室的开放性不够? 在实验教学时间上，为了完成应试目标，教师赶进度，“没时间”放手把“核心处的自由”还给学生，即让学生更多地动手实验。常常见到这样的情景：上课时，学生看见实验室中的实验仪器和材料时，两眼发亮、一片惊呼，他们特别想动手用这些仪器和材料;但是，教师通常会命令“别动”，首先强调一通严格的实验纪律，出于对补充实验器材困难的担心，害怕实验仪器损失，常常对实验加以过多限制，造成学生做实验的时候缩手缩脚，探究的热情和信心受損，实验效率也不高;下课铃一响，这些实验器材就被锁入柜中，学生再也无缘得见。

    在科学探究活动中，师生之间交流不够? 在实验教学的课堂上，传统的交流方式一般局限于我做你看，你说我听，或者我说大家听。由于人数众多，有时我说大家不一定听，也不可能照顾到每个人的表达欲望。教师在实验教学时要达到与全部学生及时交流，几乎是不可能完成的任务。长此以往，学生的内心得不到表达，问题得不到回应，好奇心得不到满足，实验教学的有效性就大打折扣了。

    科学实验室的创新性不够? 因为科学实验室的器材在配备方面存在不实用、不好用、不够用的情况，巧妇难为无米之炊。于是在实验中到了需要拓展学生的创造性思维、训练创新能力的时候，如果需要用到特别的工具，或者一些可以自主选择和组合的材料，实验室便十分缺乏，教师就只有忍痛割爱、不了了之。在科学实验室中，学生只能在教师的指导下勉强完成那几个教材要求的实验，根本谈不上创新和创造。

    3 在工作中的具体做法

    走在校园中，经常可以看到窗明几净、井井有条的科学实验室静静地待在学校的一角，就是不能令人激动，也传递不出创造的勃勃生机。所幸近年来信息技术在教育教学中的运用日益普遍，给学校的实验教学开辟了一条新的路径。

    建立一个数字化科学实验室综合平台，即大数据系统，实现学校和教育技术装备中心之间互联互通? 如同电子图书馆一样，每件实验仪器上都有二维码，学生和教师使用实验仪器的时候，持电子校卡进行扫码，仪器储存柜上的屏幕即显示这种实验仪器的现存数量、使用方法和注意事项，同时将师生取用实验仪器的时间、种类、数量等信息即时回传入服务器平台。归还实验仪器的时候，也需要扫码确定正确的位置。这样做，既减轻了实验管理员的工作负担，也提高了实验教学的效率。同时，这个数据平台可以让区县教育技术装备中心很方便地统计和调取学校的实验仪器材料使用状况，根据回馈的使用情况，及时调配和补充实验器材和材料。

    将学校实验室网络平台链接教育科技企业网站、社会科普志愿者团体网站、资源回收公益团体网站，拓展实验室器材的来源渠道? “问渠那得清如许，为有源头活水来。”想尽办法发动家庭、企业、社会的力量，为学生的创造活动提供一些必备的材料、观察的环境及实践的场所，让学校的科学实验室能走出去、请进来，学校与社会携手，创造一个有利于学生创新教育的开放与共享的社会氛围。让大家关注：少年强，则国强;少年创新，则国创新。经过不懈努力，科学实验室成为一个开放的、互动的、令人向往的、有创造力的探究乐园。

    利用信息技术优化科学实验室器材借用流程，提高使用效率? 有了上述科学实验室仪器管理信息平台，科学实验室就可以像图书馆一样，或者像自助超市一样，让学生根据研究问题来选择和借用实验器材。学生借用实验器材的情况会通过扫码随时载入电子校卡中，方便管理和评价。同时，每个小学生可以配备一个家庭实验箱，实验箱中具备基本的实验材料，在家中也可以做实验，以此弥补在校实验时间和动手机会的不足。

    充分运用信息技术辅助实验教学，不断提高课堂效益如在教科版小学科学四年级下册“认识几种常见的岩石”一课的教学中，学生对各种岩石有感官的认识，但对它们的种类、名称不甚了解，就是科学教师，对一大堆卵石也难以分辨。针对这种情况，笔者在课前布置学生从住处周围搜集一些常见的卵石，在网络上搜索岩石的名称与图片，将不认识的岩石与图片对照，初步辨别这些岩石的种类，记录在专用记录本上，把收集到的岩石资料存入网络文件夹。与此同时，科学实验室中储存了大量的岩石标本，尤其是教师收集的本地常见的石头样品。每个岩石上都贴上了二维码，那是岩石的“身份证”，学生扫码即可了解。引导学生通过实验观察各种岩石特点，再将实验室的岩石照片与自己采集的岩石标本进行对照、辨别，尝试将自己不认识的岩石拍成照片，上传到专门的岩石论坛里向别人请教。弄清楚后，贴上二维码，捐献到实验室陈列，如此学生也加入实验室建设中。

    总之，实验室有了学生的加入，就活起来了！学生利用网络技术在课前进行实验器材准备，为高效率的实验探究提供了便利。

    又如在五年级下册“地球表面的地形”教学中，笔者了解到学生通过观看电视地理节目或者旅游观光，对地形有了不少直观的印象，能说出诸如山区、平原等词汇，但对盆地、高原、峡谷、丘陵等地形的特点和区别比较模糊。为此，课前要求学生事先准备一些自己去过的地方的风景照片，在互联网上查找关于地球上那些有特色地貌的特征资料照片，以及各种地貌的特点和成因，并以书面或者电子文本形式摘录这些资料。

    在课堂上，借助多媒体系统展示师生收集的网络资料。笔者在学生交流的基础上补充介绍，结合学生照片上的地形，出示相关图片和课件，介绍各种地形地貌的特点。笔者用课件展示家乡龙泉驿区的典型地形地貌，打开因特网，运用百度地球对卫星照片与平面地图进行对照。学生在互联网卫星地图中找到自己照片所在的位置，有的学生甚至调出地球上各种典型地形的卫星照片。活动中，学生对此非常感兴趣，充满成就感。

    在课后拓展活动中，笔者让学生收集有关地形地貌发生变化的资料，特别是火山和地震引起的地形地貌变化的资料，最好是文字加图片。让学生把自己的成果存入网上平台，这样一来，学生的实验探究所得也成为实验室“软器材”的一部分，而且是最有生命力的部分，科学实验室在不断地“生长”！

    利用网络交流平台拓展师生交流渠道，把课堂有限的实验活动延伸到家庭生活中，生活处处皆创造? 经过调查发现，学生对信息技术非常感兴趣，建立科学实验QQ群是個不错的方式，如很多学生都乐于与同学和老师在科学QQ群中聊天交流。他们时常在QQ群里发表自己的观察发现，饶有兴趣地随手粘贴一些照片，如种的植物种子发芽、开花的照片，郊游发现的可爱的小动物……科学教师也时常和学生及家长进行交流，如发布准备实验材料的公告，对学生在家里和学校的科学探究活动进行评价。

    在网络平台上，师生之间少了许多拘束，交流像朋友一般平等，学生有更大的自主性。而且学生和教师留下的信息会在网络平台上得到很好的储存和保留，非常利于师生错时交流和延时评价。在线交流时，学生之间的发言不会互相干扰，几乎每个学生都可以获得平等的发言机会。

    如果制作功能更强大的科学实验APP软件，将这种技术运用到辅助实验教学中，学生的实验动手能力及创新能力必将得到大大提高。

    4 结语

    通过以上措施，科学实验室不再是死水一潭，而是充满了活力。在教师和学生的不断使用与补充中，在与社会公益团体的互动中，科学实验室也在更新、生长，成为学生学习和创造的智慧乐园，成为学生科学梦想开始的地方。