淺談利用信息技術(shù)優(yōu)化課堂實驗教學(xué)

周桂獻

信息技術(shù)在科學(xué)課堂中的運用，不僅給科學(xué)教學(xué)提供了空前的便利與支持，給教與學(xué)帶來了革命性的意義，同時也帶來了挑戰(zhàn)?？茖W(xué)課堂包括的內(nèi)容非常豐富，有物理的、有化學(xué)的、有生物的、也有天文地理的，很多科學(xué)知識單憑教師口頭講解或板書講解是很難講清楚的，教師雖花了很多時間也很盡力，但講解的效果不佳，可謂事倍功半。利用信息技術(shù)包括利用計算機、傳感器、Flash課件、模擬實驗室等技術(shù)把聲、光、電、磁等信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，或把語音、文字、圖像等信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字編碼以高速微型計算機為核心的數(shù)字編碼、數(shù)字壓縮、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)等信息處理技術(shù)，教師只要短短幾句話的點評就可以達到事半功倍的效果，幫助學(xué)生理解，提高教學(xué)質(zhì)量和課堂效率。在課堂教學(xué)中大力開展信息技術(shù)與課程的整合，目的就是要充分體現(xiàn)教學(xué)中以學(xué)生為教學(xué)主體的理念，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，在發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢的同時，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

現(xiàn)就在科學(xué)課堂教學(xué)中如何利用信息技術(shù)優(yōu)化科學(xué)課堂實驗教學(xué)作如下闡述。

一、利用計算機投影技術(shù)，化小為大，提高實驗演示效果

在平時的科學(xué)教學(xué)課堂中，很多教師演示的實驗由于距離學(xué)生都比較遠，而且很多實驗的可見度都很小，很難照顧到班級里的每一個學(xué)生，導(dǎo)致很多學(xué)生即使很認真地觀察也幾乎看不到什么實驗變化或結(jié)果，這在很大程度上影響了科學(xué)教學(xué)的教學(xué)實效。

例如在進行電流表和電壓表讀數(shù)的實驗時，由于教師手里只有一個電壓表，學(xué)生很難看清楚指針的變化，這時，教師若借助多媒體將表盤放到足夠大，投影到大屏幕上，然后再讓學(xué)生來練習(xí)讀數(shù)，課堂效果就會明顯提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)和參與積極性也會得到提高。

同樣的，比如在磁感線等磁場的教學(xué)實驗中，教師都是在一個平面上給學(xué)生進行演示實驗，對于看不清楚的學(xué)生，教師會叫他們到前面進行觀察，但這樣不但會影響教學(xué)進度，浪費大量時間，而且會導(dǎo)致很多學(xué)生注意力不集中，課堂紀律也會被打亂。這時，如果利用多媒體投影的方式來放大磁感線、通電螺線管等方式，既能節(jié)省教學(xué)時間，又能使每個學(xué)生都能仔細觀察到實驗現(xiàn)象。教師在進行演示的時候，只需要將磁體放到視頻的展示臺上，然后再在磁體上部放一塊玻璃板，在上面撒上鐵粉。教師輕輕震動玻璃板，學(xué)生就都能清楚地看到通電后的磁感線的分布情況。利用多媒體放大教學(xué)實驗?zāi)軌蚴菇虒W(xué)生動活潑，教學(xué)效果明顯，既節(jié)省了課堂教學(xué)時間，也使學(xué)生在仔細觀察實驗現(xiàn)象的情況下對教學(xué)內(nèi)容有了更直觀的感受和理解。

教師在課堂教學(xué)中利用多媒體等手段，將實驗化小為大，可以提高可見度較小的課堂演示實驗效果，幫助教師順利地完成教學(xué)目標(biāo)，提高課堂教學(xué)效率。

二、利用傳感技術(shù)，放大實驗現(xiàn)象

在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)很好地啟發(fā)學(xué)生的探究精神，讓學(xué)生體會到科學(xué)的巨大魅力，提高學(xué)生的求知欲。比如做電磁感應(yīng)實驗時，課本的演示實驗是利用靈敏電流表來顯示產(chǎn)生的感應(yīng)電流的，但即便教師如何規(guī)范地演示操作，還是不能讓電流表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，甚至根本看不出來，教師此時若直接利用課本的結(jié)論，草草了事，學(xué)生會覺得索然無味，失去對實驗的熱情。引入微電流傳感器，效果會很好。從良好的實驗效果展示科學(xué)自身的魅力，從而進一步激發(fā)學(xué)生探究新知識的欲望和學(xué)習(xí)的熱情。又如在做焦耳定律實驗時，通過液柱升高的高度來定性測量電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，如能引入靈敏溫度傳感器，由學(xué)生讀出升高的具體溫度，就會既成功地完成了實驗操作，又加深了對知識點的理解。在初中科學(xué)課堂中巧妙地引入數(shù)據(jù)采集器、聲音傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、微電流傳感器、溫度傳感器、時間傳感器、靈敏溫度傳感器等，對幫助學(xué)生理解和掌握比較難理解的知識，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手能力具有重要的促進作用。

三、活用Flash媒體模擬，幫助理解新概念

1. 模擬反應(yīng)時間較長的實驗，提高觀察效率

在許多生物實驗中，因變化的速度比較緩慢，或者產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象不是很明顯而導(dǎo)致實驗失敗的現(xiàn)象屢見不鮮，這嚴重影響了學(xué)生對實驗的興趣，使原本想通過實驗加深學(xué)生印象的目的變成了學(xué)生對科學(xué)知識的信度降低。如果采用Flash技術(shù)進行某些實驗演示，將大大加深學(xué)生對實驗的理解和記憶。例如：在八年級上冊《神奇的激素》“達爾文向光性實驗”中 ，在研究光照對植物胚芽生長的影響時，發(fā)現(xiàn)胚芽在受到單側(cè)光照射時，會彎向光源生長；如切去胚芽尖端，胚芽就不生長，也不彎曲；如果將胚芽的尖端用一個錫箔小帽罩起來，胚芽則直立生長；如果單側(cè)光只照射胚芽尖端，胚芽仍然向光源彎曲生長。這個實驗如果實際去操作完成，至少需要兩三天的時間。為此，設(shè)計一個Flash課件，學(xué)生就能很快觀察到胚芽的向光性生長的有關(guān)情況，從而達到實驗教學(xué)的目的。

2. 模擬難以完成的實驗，仿真實驗效果

在七年級上冊的內(nèi)容中，如日食和月食現(xiàn)象，月相，地球繞太陽公轉(zhuǎn)，宇宙的起源等，這些科學(xué)內(nèi)容在課堂上無法用實驗或模型來講解，只能借助圖片、文字來表述或口頭介紹，教學(xué)效果很差。利用Flash課件則可順利再現(xiàn)其動態(tài)過程、壯觀的場面，讓學(xué)生有更多的感官刺激，能清晰有效地完成教學(xué)任務(wù)，順利地突破教學(xué)重點和難點，使科學(xué)課堂變得豐富有趣。

3. 建立并發(fā)揮虛擬實驗室的作用

初中科學(xué)課是一門實驗科學(xué)，實驗教學(xué)和演示實驗是教學(xué)的重要組成部分。由于受條件的制約，實驗效果不盡如人意。通過利用信息技術(shù)輔助實驗，模擬一些重要的在目前條件下難以完成的實驗，彌補實際實驗的不足，提高實驗的演示效果，有助于學(xué)生獲得新知，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在實際的科學(xué)實驗中，由于怕造成實驗儀器的損壞或是怕發(fā)生意外，教師往往對學(xué)生進行實驗的限制；或是因為實驗條件不足，使得實驗結(jié)果和理論有偏差，這是實際科學(xué)實驗存在的不利因素，嚴重影響學(xué)生的認知。利用信息技術(shù)組建一個可視化的三維立體動畫課，讓學(xué)生自己操作進行實驗，自主學(xué)習(xí)、自主觀察，可彌補實際的不足。

四、巧用網(wǎng)絡(luò)資源，提高學(xué)生認知興趣，促進課堂教學(xué)效果

網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)收集信息、交流討論、總結(jié)歸納、完成學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

例如在《空氣污染與保護》的教學(xué)中，教師可以給學(xué)生布置任務(wù)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動下利用網(wǎng)絡(luò)去收集資料并進行交流，通過學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會關(guān)心環(huán)境、關(guān)心未來的意識，并就人類資源問題大膽地進行合理設(shè)想，使學(xué)生在收集和處理信息的過程中，培養(yǎng)創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力。

同時，由于網(wǎng)絡(luò)資源具有信息量大，更新速度快等特點，也給實驗教學(xué)提供了豐富的教學(xué)資源。教師可以借鑒網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀課件來補自己之短，在深入分析和加工的基礎(chǔ)上給學(xué)生呈現(xiàn)出一個具有自己教學(xué)風(fēng)格和特色的課件，以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為教學(xué)服務(wù)。

比如，在《月相》的教學(xué)中，學(xué)生理解起來比較抽象，教師可通過下載課件進行教學(xué)，以活潑的動畫效果、直觀的圖形的形式表達知識，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到很好的教學(xué)效果，這是傳統(tǒng)教學(xué)難以達到的。讓學(xué)生在生動、形象的環(huán)境中進行學(xué)習(xí)，能起到事半功倍的作用，達到提高課堂教學(xué)效果的目的。

五、利用網(wǎng)絡(luò)掌握學(xué)科動態(tài)信息，增進教師間交流，以提高教學(xué)水平

通過網(wǎng)絡(luò)可以了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)，緊跟形勢，及時做出調(diào)整?？梢猿浞掷镁W(wǎng)絡(luò)資源，從網(wǎng)站的試題庫中下載最新試卷，這些題目題型新穎、信息準(zhǔn)確，對提高學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)有很大的幫助。

教師還可以通過網(wǎng)絡(luò)參與網(wǎng)上教育網(wǎng)站的教育論壇。發(fā)表自己對學(xué)科教學(xué)改革的看法，與其他的教師進行交流，發(fā)現(xiàn)自己的不足，從而改進自己的教學(xué)，以達到提高自己教學(xué)水平的目的。

信息技術(shù)優(yōu)化科學(xué)實驗教學(xué)離不開計算機知識，因此要求教師運用信息技術(shù)教學(xué)的能力更高，知識面更廣。根據(jù)整合的要求，教師應(yīng)具備PowerPoint， Author ware，F(xiàn)lash，電子表格，網(wǎng)絡(luò)，仿真技術(shù)，攝影技術(shù)等信息技術(shù)知識制作課件。

總之，多媒體技術(shù)的多維性、便捷性、直觀性等特點在科學(xué)課堂實驗教學(xué)中可以得到較為完美的彰顯，是當(dāng)前科學(xué)課堂實驗教學(xué)中不可或缺的重要輔助工具，能有效地優(yōu)化課堂教學(xué)過程，提高科學(xué)課堂教學(xué)實效。