传感器在小学科学中的应用校本化研究

孙梅芳

传感器这一新技术为传统的小学科学实验教学注入了新的活力，对科学探究教学具有重要的实践价值。数字化探究室走进校园，为了发挥学校的资源优势，本文从学校如何在理论实践的基础上，开展实践探索，将传感器的应用校本化，让传感器发挥它的优越性，成为学校科学教学的亮点。

一、引言

随着信息技术的发展，出生在数字化时代的小学生们，从小就接触了丰富的数字产品，体验到了这些先进设备带来的便利。相比之下，传统的实验探究工具有可能成为阻碍教学质量的瓶颈。一是有些传统实验器材存在着探究花时间，实验效率不高的问题;有些仪器操作过程复杂，学生必须花费大量的时间和精力在操作过程上，而没有足够的时间来观察实验现象、思考问题和得出结论。二是在小学科学探究实验中涉及声学、光学、力学等知识，实验要求的数据很难获取。有时实验数据存在很大的误差，只能勉强得出结论，往往不能让人信服。而传感器可以精确测量人的感官无法感知的物质世界，或者一些人感知到了却无法精确量化的数据世界。小学科学数字化探究室里配备了能够精确地测量出各种物理量的传感器，可以帮助学生获取传统实验器材无法实现的事实。

二、理论研究，夯实校本化基础

（一）理论学习，提升教师素养

1.学习理论知识，切实提高理论素养。在研究传感器的使用过程中，首先我们面临理论知识的匮乏。通过搜集网络信息，查阅相关资料，精挑细选，终于选到了一本值得学习的好书《数字时代的科学教育-鸢尾花数字化探究之旅》。这本书是吴向东这位小学科学教育专家的研究成果，阐述了他的超前的科学教育教学理念，其中也有提到“传感器”相关的知识。于是科学教研组的教师以课题为抓手，认真学习了吴向东老师的《数字时代的科学教育》这一著述。

2.聆听专家讲座，跟着专家做研究。我们请来了《数字时代的科学教育》的作者吴向东老师给我们做了讲座。大家认真聆听了吴向东老师带给我们的关于“信息技术与科学课程的深度融合——以情境导向模型的建构与实践为例”的讲座，让我们对信息技术与学科教学的关系有了新的认识。通过专家引领，给传感器技术应用研究注入了强大的动力。

（二）教材研究，开发校本教材

将传感器技术引入科学课堂教学，对教材进行了重新设计。首先让学生懂得传感器的原理以及相关的软件是如何利用传感器来采集分析数据的。教师和学生只有都对传感器的知识有一定的了解，知道该软件应用的大致设计原理后，才能方便、正确、有效地利用它。

因此为了充分发掘现有教材资源，科学组教师对现有教科版3-6年级科学教材上涉及的相关探究实验进行了整理，从8册书中整理出了20个可以应用传感器技术的实验，结集成册，成为校本教材。

三、实践探索，促进校本化实施

（一）以课堂教学为阵地，形成校本化教学案例

考虑到学生的实际情况，六年级结合《物质的变化》这一单元的内容，尝试在实验中创新使用PH传感器、二氧化碳传感器等，以此来突破教学重难点。五年级结合《力》单元的内容，尝试应用力传感器进行力的测量。在此基础上进一步尝试在三年级《温度与水的变化》、四年级《天气》、五年级《运动起来会怎样》等尝试使用温度传感器，以此来有效突破教学重难点，形成了精品教学案例。

（二）以科学实践为提升，开发校本化活动案例

除了课堂教学研究，科学组老师还将传感器技术相关研究延伸到了科学课堂之外。重点开发了2个优质校本化活动案例。一是应用CO2传感器对教室CO2浓度进行测量，指导学生利用CO2传感器对教室CO2浓度进行了测量并分析结果，并给全校师生提出建议，希望研究成果能对我校学生在校更好的学习及学校建设得更加美好有所帮助。二是利用温度传感器进行天气测量。围绕“争当小小气象员——“我们关心天气”开展了科学实践活动，将科学教材内容拓展为综合实践内容，形成了校本化活动案例，让学生更多地参与到研究中来。

（三）以问卷调查为手段，促进校本化实践

问卷设计从“学生对数字化传感器的态度”“学生对数字化传感器的操作情况”“学生选用数字化传感器的理由”等三个方面进行调查剖析。

调查结果显示：1.数字化传感器获得了学生的喜爱。学生们的體验是最真实的，调查结果充分表明我校数字化传感器普遍受到了学生的欢迎，这有助于提高他们对科学学习的积极性。2.传感器能满足学生对实验仪器的要求。我校学生在选择科学探究仪器时，十分关注仪器本身的性能，如测量结果准确，实验操作方便等。3.数字化传感器增强了学生的实验意识。随着数字化实验室传感器的引入，在科学课程与信息技术深度融合的过程中，有效拓宽了学生的视野，提升了他们的实验创新意识，这些都将对培养他们的科学实验能力起有效的推动作用，进一步推动校本化实践的进程。

四、结语

传感器这一新技术为传统的小学科学实验教学注入了新的活力，对科学教学具有重要的实践价值。科学老师应努力提升自己的理论素养和实践操作能力，并根据学校的教学实际，开发适合学生，具有特色的校本化课程，从而有效地将传感器应用于科学教学中，真正发挥传感器的技术优势。

【作者单位：渤海大学教育与体育学院  辽宁】