探究性实验活动设计与数字化实验室建设

唐联开

（湖南省永州市道县第五小学，湖南永州 425300）

随着课程改革的优化以及新教材的进一步实施，赋予了实验内容和形式新的含义，当前数字化技术是培养学生科学素养和创新探索能力的重要手段，实验室是开展实验教学的必要物质条件，为实验教学提供了场地和实验资源。因此，当前如何更快地建设探究性试验室，满足新课改对学校教育技术设备和实验教学的最新要求，促进数字化技术在小学实验教学、实验室建设、教育技术设备中的实际应用，有力促进新课程教学，具有重大的研究意义。

1 探究性实验教学现状概述

在探究性实验教学过程中，教师需带领学生观察许多现象和指导学生进行实验活动，逐步引导学生体验实验的整体探究过程。在实际教学过程中添加了其它学科的不同元素。其中，将信息技术运用到探究实验教学过程中，为小学实验教学提供了丰富多样的模式和学习方法。当前探究性实验教学的理念和方法得到了广大教育者的广泛认可和支持，但在实际的探究性实验教学过程中，大部分教师往往比较在意探究活动形式，从而忽略了学生思维的深入参与。恰恰因为探究实验教学中未突显“学生自主进行知识建构的权力”的本质，所以这种理论和观念上的模糊，自然就决定了其在实践中会出现种种误区。

2 小学探究性实验活动设计的误区及对策

误区一，实验活动设计过于依赖教材，进而导致了学生思维参与探究活动的缺失。有的教师经常会让学生直接参考课本上的实验设计方案，然后机械地照搬课本上的设计进行实验操作和记录，于是毫不费力地得出结论。中间忽视了学生发现问题提出问题的环节，与教材活动呈现替代了学生在探究实验活动中的思维参与，剥夺了学生的主体学习地位。而在教学活动中，更多时候需要的是教师根据学生真实的认知水平和实际发展状态重新进行设计，过于依赖教材会导致学生在实验活动设计中思维的参与缺失，探究则成为了一句空话；误区二，实验活动设计中过于依赖教师指导，进而导致学生思维参与探究活动的弱化。有的教师比较注重利用学生的生活经验，并针对性地设计了一些问题，以问答式引导暗示过于明显，导致学生根本不经思考直接就得出了答案，整个设计除了验证学生的生活经验以外，再无其它意义。这期间缺少了学生参与、思考及设计的整体思维训练过程。教师过于指导，致使思维训练成为形式，最终导致了学生思维发展浅薄以及探究时效低的不良后果；误区三，实验活动设计中教师过于依赖教学预案，进而抑制学生思维在参与探究活动中的进一步发展。对教师而言，教师只愿意选择自己愿意接受的答案是常见误区之一。教师在教授新知识时往往会将答案限制在自己所熟练掌握的范围以内，而对于此范围之外的答案，教师则是拒绝接受的。但在和学生交流时，教师应多听取学生自己的想法、观点，让他们真切地感受到自己想法的价值，教师应尊重每个学生的想法，并允许他们毫无顾虑地表达，即使在其答案不合理的情况下，也不应当场强化对错，我们应给予学生以最基本的尊重和提供学生尝试的机会。之后通过分组实验让他们发现问题，这样才能更好地促进学生主动思考和选择，从而形成自己的观点。

针对以上探究实验活动中常见的误区，我们应分别从基本活动设计过程、详细的操作步骤、方法技能等实践过程中的具体细节转换到学生心理机制的探究上，重视学生思维的深入发展，促使各学科教学转为逻辑心理学化，以此来作为实验设计教学的主要核心。

3 数字化实验室建设

3.1 实验室存在问题

首先，实验室配备数量不足。在课改形势下的新教材内容大量地增添了学生“活动与探究”的内容，几乎每节新课都需要在实验室中参与实验活动。为了保障新课程教学活动的顺利开展，学校应配备充足的实验室满足学生实验活动的基本需求。但传统教学形势下的实验室远远不能满足当前新课程下的实验教学需求。有些学校因为无法达到国家实验室标准配备要求，造成超负荷运作，根本无法顺利开展实验课程，严重影响了实验教学活动的进行；其次，实验室设备太过陈旧，许多皆成了摆设。很多学校实验室设备水平极为落后，只有铁架台、酒精灯等简单器材，仪器室内放置设备的橱柜密封效果极差，大量仪器根本未拆箱而胡乱叠放，不仅达不到探究目的，甚至是成了摆设。另外，仪器设备陈旧，存在极大的安全隐患；最后，仪器配备不完善，重点不突出。现有仪器与新教材要求不匹配，新课程中有许多的探究实验，探究实验中学生可自行选择试验内容和器材，实验室中有很多器材根本不具备探究性质，实验器材单一不够完善。

3.2 实验室出现问题的原因

实验室出现以上问题：一方面是由于客观因素，例如新课改下，学校条件不能紧跟发展趋势。学校上层领导频繁调动和教师队伍不稳定，导致学校无长远规划安排。另一方面是由于主观因素，例如学校领导忽视实验室建设，招新生时未曾考虑到学校的承受力，实验设备经费十分有限。实验教师缺乏，由体育老师补充或由语数教师兼任，无法充分调动教师的工作积极性。

3.3 实验室建设的探索

其一，加强校舍建设。合理调整学校结构和学校规划布局。充分利用教学资源。学校建设应具备超前意识，加大校舍建设中实验室的经费投入。广泛吸引社会投资，提升办学水平，优化办学环境；其二，改善实验室设备。在资金允许的情况下，为探究实验室进行简单的装修和室内装饰，为学生提供一个科技、温馨的实验室环境；其三，开展自制教具，补充实验设备。新课程教学中所缺少的仪器不可能一下子补齐，我们可以发动学生进行自制教具，以此来丰富实验室的仪器资源；其四，加强实验教师队伍建设。实验室建设是离不开实验老师的，所以需建设一支集素质、技能、服务为一体的高质量的实验教师队伍；其五，提升实验室管理水平。实验室工作，最主要的就是管理，只有优秀的管理才能出效益和水平，更好地为实验教学提供优质高效的服务。

4 小学数字化实验室建设的实践及数字化实验教学的相关思考

学校数字化实验室中所引用的数字化实验系统，分别是由数据采集器、系列传感器以及相关软件所构成的。可以测量心率、速度、温度等不同类别的数据，并运用丰富的实验模版和完整的数据处理功能，还可以绘制数据趋势，保存实验设置。将数字化实验设备运用到实验教学中去，充分发挥新技术在实验教学中的拓展实验教学路径、优化教学环境以及快速解决教学难点等优势。通过数字化实验室建设进一步开展探究性实验室课堂教学活动，可有效提升探究性实验教学质量的水平。具体措施：第一，根据学生实际学习情况，引出数字化教学设备，借助数字化实验操作系统进行深入的实验探究。第二，重视实验过程中数字化设备的操作演示，促使学生了解其基本功能，较快接受其快捷的呈现形式，使数字化设备的作用得到最大程度的发挥。第三，利用数字化设备的优势，收集数据，在实验后进行总结，并通过教师引导学生如何进一步地分析数据，从而发现数据变化规律和实验对象之间的联系。第四，实验活动设计中运用数字化教学设备，通过探究活动前期学习的积累，学生具备了教师指导下进行实验的基础，对传感器已相当熟练，此时再利于数字化设备进行设计实验，可让学生在参与探究性实验活动中发现问题，增强学生处理问题的能力，激发学生学习的创造力。

5 结语

通过小学探究性实验活动设计及数字化实验室建设的实践，我们可以发现，信息技术是当前新课程教学形势下实现现代化教学的有效途径之一。设备不仅是技术上的现代化，同时也是思维的现代化。借助数字化设备实验室建设，把硬件优势转为学校教学手段优势，从而实现学校各科文化的整体提升。