探究数字化实验引入初中科学教学的有效性与可行性问题

李伟波

（浙江省奉化市尚田中学）

初中科学主要是一门以实验为主的学科，在实验中培养学生发现问题、解决问题与创造的能力，实验类型较为多样化，同时内涵较为丰富且具有较强的实际操作性。在进行科学实验时为学生提供一个较为广阔的提问空间，这样学生可以进行思考与讨论，从而获得实验原理，很大程度地激发了学生的学习兴趣。由此可见，在进行科学教学的过程中，数字化实验具有重要的意义，也可以说数字化实验是提高科学教学效率的根本。本文针对数字化实验对科学教学的有效性与可行性进行分析与探讨。

一、何为数字化实验系统

数字化实验系统DIS-Lab 是一种将传感与计算机结合的科学实验研究平台。这种系统主要以对传感器的使用为主，可以与计算机、数据收集器等相关仪器进行连接使用。连接后可以帮助学生进行物理测量、自动设备监控、实验数据记录、实验数据分析等。

二、数字化实验仪器在教学中的功能

科学在初中课程中主要是一门以实验为核心的基础学科，这就意味着进行科学实验时应当对实验的思想、方法、手段与技术进行了解，但这种了解并不仅仅是学习相关科学概念，更是一种培养学生动手实践能力的重要步骤，在实验中学生将会发现科学规律，从而彻底激发学生对科学的学习兴趣。我国科技的不断发展与进步，整合科学信息技术逐渐进入到初中科学教学实践当中，这种技术较以往传统的实验技术，更具有一定的实验水平与实验效能。数字化实验在实践应用中运用数字化的测试方法对实验数据进行及时高效地统计与分析，对数据进行处理后形成图表可以使学生更加直观地对实验结果进行研究，同时这种数字化实验的教学方式提高了学生的创新思维与动手能力。

三、如何提高科学教学的有效性

通过实验演示进行教学，可以使学生对事物具有更直观的感受，将抽象的科学知识变为较形象的生活常识，最主要的还是将研究对象用一种较生动的方式展示在学生面前。与此同时，教师配合讲解并适时引导学生进行观察与思考，最终目的还是使学生通过观察与思考得到启发。但现今大多数学校在进行科学教学时，教师经常是动手较多、引导较少，这就导致学生在课堂上的动手实践与思考较少，无法使学生进行自主学习。所以在进行教学时教师应当对将要讲授的课程进行设计与编排，这样才能激发学生的学习兴趣。

例如，八年级上册的《物体浮沉条件的应用》一课中的密度计算教学，教师可以进行这样的设计：如何对一杯盐水的密度进行测量，大部分学生一般都会利用盐水的质量与体积来对盐水的密度进行测量，小部分学生会将浮力与密度进行结合，根据F浮=ρ液gV排这个公式，就知道只要将V排计算出来就可以算出ρ液。这时教师应当先通过数字化实验仪器进行多媒体演示，之后再进行现场实验使学生能够有一个直观的观察，首先教师准备一个小木块，并将小木块放入水中，根据前期学过的浮力知识，学生将会很快了解到木块的浮力与重力相等，这时学生就会将注意力集中在浸入水中的木块的体积上，但在实际中这部分体积较小，进行测量较为困难，如果教师在此时进行提问怎样能够使浸入盐水中的木块的体积变得大一些呢？很多学生会把木块换一种方向放入水中，但实际上木块无论用何种方式进行放置总是水平浮在水面上。这种情况的发生将会激起学生的兴趣，学生将会设法使木块竖立起来，比如，在木块上放置黏土。实验成功后，教师应当再次进行提问，用什么方法能够知道浸入盐水中的木块的体积呢？这时学生会使用标注刻度的方法将木块的体积标注出来，教师可以向学生展现如何对密度进行测算，教师仅仅需要向学生介绍密度计上刻度的作用是要换算好的密度值，这样可以使测量更加方便。

在当今初中科学教学中，注重数字化实验教学的有效性，能够有效地加强教师对学生的指导，在很大程度上能启发学生的学习思维，激发学生对科学学科的学习兴趣，使学生在进行实验中进行与知识有关的对话、互动、感受、探索，只有这样才能够将数字化实验教学的真谛显现出来，同时这也是最终的目的所在。

李正来.浅谈如何有效开展初中科学实验教学［J］，2011.