让科学课教学变得更加高效

杨濛濛

在当下信息技术环境中，涌现了一批更安全、更高效的小学科学教学辅助系统。在平台的应用商店中，“NOBOOK”虚拟实验室就是一款辅助动手实验的软件，其中涉及的项目涵盖了小学科学课的四大领域，并包含观察类、演示类、动手操作类、探究类等多种实验方法。

下面，笔者就以仪器操作指导课——《显微镜的使用》为例，详谈该虚拟实验室的辅助教学效果。

客观而言，一个借助仪器加以观察的实验包含明确实验目的、了解实验器材结构、使用方法、实验操作和实验结论等五个部分，每个部分环环相扣、相互影响。受限于小学生的知识积累与操作经验，使用显微镜进行观察是一个较难完成的任务。现在笔者根据自己的教学经验，简述常用的教学过程，并简要阐述其中的难点与成因。

一、常规指导教学过程与缺陷分析

（一）明确实验目的阶段

1.老师通过问题激趣导入：你在生活中见过最小的物体是什么？

学生交流：灰尘、沙子、雾滴等。

师：这些东西如果用肉眼来观察确实是已经很小了，但有没有更小的物体呢？我们怎样才能观察它？

老师结合学生回答，出示显微镜，同时也明确看清微小物体的实验任务。

分析：引导学生明确实验任务较为简单明了，老师能依靠各种与学生息息相关的问题激发学生研究的兴趣，帮助强化学生的研究任务。此阶段的教学任务难点较少，易于克服。

2.简单了解显微镜的结构与功能

老师出示显微镜：想不想了解一下显微镜？你知道显微镜是由哪些结构组成的吗？（此时学生对显微镜眼熟，但未曾真正使用过，大都充满研究的兴趣，学习的兴趣很浓。）

学生交流。

老师先将显微镜的物镜、目镜拆下，让学生猜测各部分的功能，再通过展台展示各零件的状态，解说其中的工作原理，随后在完整的显微镜上面演示反光镜、粗准焦螺旋、细准焦螺旋、载物台的操作方法。

分析：该阶段的目标实现看似容易，老师通过图片或拆装零件让学生了解显微镜的基本构成与各部件操作的方法，但在整个教授过程中，学生极易受观察角度、观察重点等影响，造成看似学习的假象。

（二）明确使用方法

1. 老师示范取镜安放方法

一手握镜臂，一手握镜座。

2.老师演示对光过程

按住转动转换器，使低倍镜正对通光孔，然后转动反光镜，直到目镜看到圆形光屏（老师呈现圆形光屏）。

分析：熟悉显微镜操作的老师，明白寻找清晰的视野并不是立即成功的，而是要经历一个由暗—较亮—亮的寻找过程。对小学生来说，他们缺乏寻找经验，在意识上也没有视野光亮的差别，致使在转动反光镜的同时用眼睛寻找圆形光屏，成为一个较难的过程。

3.放置切片標本

先将切片放置于载物台上，轻轻转动粗准焦螺旋，使物镜前端接近切片。

分析：放置切片、调整镜筒与切片距离这一系列动作较为直观，学生很容易自己动作并及时进行修正。

4.进行观察

通过反转粗准焦螺旋与微调细准焦螺旋，使物像更为清晰。

分析：与对光过程相似，清晰的物像并非轻易可得到。在反复调整切片、寻找到观察目标的同时，需要学生分辨模糊、较模糊、较清晰、清晰的大概差别，再次微调细准焦螺旋，最终获得清晰物像。老师大都出示清晰物像作为学生的操作目标，这一方法恰恰提高了学生的操作难度，致使实验任务失败。

5.收镜

分析：收镜阶段是把显微镜恢复到之前的状态，对学生来说不仅易于理解，而且操作也较为简单。

（三）学生交流观察结果

通过以上的分析，我们不难发现，运用常规教学手段指导学生使用显微镜，最大的缺陷在于：在老师对光与寻找物像的讲解中，学生不能感受操作对应的效果;在独立操作中，大多数小学生不能按部就班地操作，最终不能完成实验任务。此时，老师可能会采用一一辅导、以优扶差等方法纠正学生的错误做法，而此时课堂已经陷入低效的境地。

二、运用“NOBOOK”虚拟实验室辅助教学模式

在原有的授课基础上，借助模拟实验室中提供的“认识显微镜”与“显微镜的使用”两个主题，引导学生认识显微镜的基本结构与详细的使用方法。

（一）用显微镜3D模型代替实物，使学习真实更有效

相比之下，3D模型更为清楚、纯粹，不仅能帮助学生观察其内部结构，利于提高学生对显微镜基本工作原理的认识，还可以放大缩小，使学生清晰认识各零件。学生借助虚拟实验室对工具有了客观的认识，也为此后的正确操作打下了基础。

（二）学生利用该系统中的“练习使用”板块反复操作

1.老师按照该板块提供的实验步骤，在3D环境下进行操作与对应效果演示

帮助学生建立“亮的光圈”“清晰的物像”这两个概念，并掌握完成任务的具体操作动作与顺序。

（1）左右滑动转换器，将低倍物镜转到镜筒下

（2）旋转反光镜，直到看到亮的光圈

老师操作反光镜时，虚拟实验室即时展示目镜所见视野，便于学生判断视野是否明亮，从而判断动作是否有效。

（3）旋转准焦螺旋，将镜筒抬到指定高度，抬起压片夹，将载玻片放在载物台上

（4）旋转准焦螺旋，降低镜筒，调整至看清标本

（5）左右移动载玻片，观察标本

2.在老师演示基础上，学生借助虚拟实验室操作显微镜

在这一系列清晰、规范的实验步骤指导下，学生借助“智慧教育”平台客户端，熟悉流程，亲自操作。在正确与失误之中反省、总结，为之后的实物操作获得操作经验。

三、结语

总之，结合实验操作实际，老师灵活运用虚拟实验室，以引导学生高效掌握操作步骤为目标，以“即时反映操作效果”为虚拟设计理念，帮助学生在动手操作之前，清楚实验步骤，探清操作者操作动作与对应的实验效果。由于学生在该过程获得大量有利于动手实践的经验，从而极大地降低了学习难度，提高了课堂教学效果，使实验教学简单、有趣。