浅谈电子传感器在小学科学实验课程中的实践应用

曾晓丽

【摘要】 随着信息技术的发展，计算机技术、网络技术不断发展，信息化设备改变了传统的教学方式。电子传感器是刚刚兴起的智能型传感器，是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。将电子传感器运用于小学科学实验课堂，有效地改进了教与学的方式，能够为构建小学科学高效课堂提供有效平台。本文结合“电子传感器”在实验课程中的具体教学实例，探讨电子设备与小学科学实验教学的融合运用。

【关键词】 小学科学实验 电子传感器 探究实验 传统实验

【中图分类号】 G623.9 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2017）12-093-01

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一、电子传感器可化抽象为具象，增强实验课堂的可视化

电子传感器设备进入科学实验课堂，凭借其科技化、信息化、智能化的特点，增强实验过程的可视化。

在教科版小学科学三年级下册《温度与水的变化》单元中，教学的难点在于如何让学生通过实验探究过程理解水的状态变化及其热量变化的关系。在《水的三态变化》一节中，水在固态与气态之间的转化，即水的升华与凝华过程，在课程标准中仅作为简单了解的知识，但考虑到升华和凝华是日常生活中一个相当普遍的现象，且就学生对于水的三态转化的系统学习，凝华和升华现象及其热量变化规律还是值得探讨的课题。传统科学实验室条件下，利用简单温度计等工具，从温度的上升或下降直接去断定热量的变化需要较长测定时间，学生并不能直观地观察到水在固态和气态转化过程中到底有没有吸热或放热。在本单元引入温度传感器和相应配套电子仪器，通过测量和采集数据，温度显示屏能够呈现水在固态和气态转变过程中温度数据的走势，继而对水在这一状态转变过程是否吸热或放热进行一定程度的推演。学生可以通过简单而充实的实验，亲身观察和体验升华与凝华的现象，以及探索影响升华与凝华速率的因素。

电子传感器进入小学科学实验课堂，将科学概念形成的抽象过程具象化，极大地提高了实验现象的可见度，降低因自然科学实验的不确定因素所造成的失误，增强实验探究的实效性。

二、电子传感器使实验教学从感性认知转化为理性分析

电子传感器在实验课堂中的运用，可以实现用“定量数据”推理出“定性结论”的教学目标。

以教科版小学科学三年级下册《声音的变化》一课为例，本节课重难点在于让学生理解“音高”的概念及其影响因素。在传统实验器材的教学中，通过将一把钢尺紧按在桌面上，拨动钢尺伸出桌边的一端，注意钢尺发出的声音和振动的快慢。再改变钢尺伸出桌边的长度，继续拨动，比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调，进而归纳得出“振动越快，音调越高，振动越慢，音调越低”的结论。但中年级的小学生单凭视觉来观察钢尺振动快慢，或仅凭借听觉来判断声音高低差异是比较困难的。教师只能根据肉眼观察到的实验现象，向学生阐述实验结果，而学生对实验结果缺乏直观的认识，对实验结论也缺乏思考探究的过程，不利于学生理性思维的培养。

在引入电子传感器的实验课堂中，可以利用声波传感器记录声音的声波曲线，将声波传感器放置于测定物体（钢尺）旁边，再连接传感器的电子显示屏，声波传感器能将它所感应到的空气压力变化以声波曲线的方式呈现出来，将声量量化进而获得声音大小的数据。再进一步使用声波传感器获取的声波曲线将音调量化，来断定声音的高低。声波传感器反应灵敏，响应时间短，极大缩短课堂实验测试时间，最大效率获取精确数据，将实验材料对实验结果的局限性降到最低，呈现出清晰的声波变化曲线。学生可由实验获得的数据和图形自行归纳出实验结果，实现科学观察所得的定性结果与定量分析结论相结合。

学生将电子设备获得的实验数据进行定量分析，使其对实验现象由感性地认知上升到理性地分析，更能激发学生的科学探究热情，培养了学生严谨的科学探究态度和科学素养，提升学生的理性思维能力。

三、电子传感器为探究性实验教学增大了深度和宽度

引入电子传感器，将科学概念的传授过程转换为多因素多层次的自主探究活动。

教科版小学科学五年级下册《设计制作一个保温杯》一课中，传统的实验课堂下，因为制作保温杯和检测温度的过程均需要花费较多时间，采用传统仪器（温度计和计时器）进行的测量准确性较差，课堂上可进行的实验操作非常有限，难以调动起学生参与探究性活动的思维活性。

在引入温度传感器的实验课上，要探索不同材料的传热能力，学生只需使用温度传感器接触待测物体，即可从采集器的数码表来获取实时温度，并采集不同材料的温度变化曲线，来分辨不同物质热传递能力的变化趋势及其相互间的差异。另教材中资料库的“拓展知识”板块，涉及传导、对流与辐射这三种热传递方式。除了热传导的原理，借助电子传感器精准快速的探测功能，还可以对热对流和热辐射的原理展开探究。在电子传感器的设备支持下，可以开展的关于热对流和热辐射的探究课题包括：①探索影响物体热辐射的能力的因素，如物体温度高低和颜色的深浅等因素；②探索热对流的过程中具有哪些特点，如不同温度物体的移动是否会产生互相影响，或适宜条件下的物体对流传热是即刻产生的吗？

四、小结

随着教育信息化的发展和基础教育新课程改革的不断深入，数字化电子设备深入到小学科学教学领域，为学科课程提供了有效可行的教学平台。将电子传感器与小学科学的实验教学相融合，利用其多样化的功能，为多种模式的探究性实验课堂提供精确的成果，有助于建立起电子传感器支持下的科学课程资源。熟练运用信息技术进行教学，从高技术、人性化、网络化、虚拟化、智能化等方面全方位、多角度地設计课堂，让学生经历一个完整的知识的发现、形成、应用和发展的过程。也可以促进课堂管理、教学、教研等要素的系统性结合，使科学课堂成为培养学生科学素养与技能的重要阵地。

[ 参 考 文 献 ]

[1]苏伊拉.小学科学教学中多媒体技术的应用思路研究[J]. 小学科学（教师版），2016，（11）：17. [2017-09-07].

[2]吕崇文.小学科学的教育信息化[J]. 课程教育研究，2016，（17）：179. [2017-09-07].endprint