在科学课堂使用传感器的感与知

谷凝华

古时，一尺一桌一夫子就是课堂，而现在的课堂不仅仅只有粉笔、黑板，还增加了随着科技发展而产生的传感器等数字化实验装备。教育的信息化使教育环节数字化，提高了教育质量和效率，形成了适应信息社会要求的教育新模式。融入传感器的数字化课堂让科学实验教学呈现得更加丰富、直观，进一步提高了实验的科学性。本文主要以有限的数字化传感器装备使用经验交流感受，表述在小学科学实验教学中使用传感器的新感知。

陶行知先生说过;“教而不做，不能算是教;学而不做，不能算是学。教与学都以做为中心。”科学知识抽象、复杂、广泛，现在科学实验室又加入了新成员——传感器。在体验过融入傳感器的科学实验后我才发现，原来实验课还能这么多元化！这么炫酷！利用传感器可以在多方面弥补普通实验的局限，凸显学生在科学课堂的主体地位，使其成为真正的知识发现者和构建者。

一、传感器的定义

传感器是一种检测装置，能将感受到的被测量信息，按一定规律转换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、显示和记录等要求。传感器使科学实验有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活起来。通常包括声、光、电、热、磁、力和运动类传感器。它们可以自动生成实验报告，包括实验数据和图像等。

二、使用传感器的感与知

（一）对于老师来说

1.使用传感器有利于提高学生实验操作水平和科学专业素养

传感器的应用改变了传统动手实验的要求，不再局限于用实验记录单去记录数据，也不再只用画图、填表去分析比较，而是利用数据采集器自动获取并分析数据。这就要求老师在掌握基本实验操作的基础上，充实信息化知识内容，丰富信息化操作，学会使用信息化工具——传感器来进行实验，记录和分析数据。老师使用传感器教学有利于改善传统动手实验的不足，提高老师的实验素养，开阔眼界，更好地创新性教学。

2. 使用传感器有利于节省指导学生实验方法的时间

大部分科学课都包含实验，可以说，实验教学活动是科学课的重要组成部分。一堂科学课老师往往要花大量时间在实验方法和操作规范的指导上。比如，在学习苏教版科学四年级上册第二单元《冷热和温度》一课时，涉及测量一杯水在不同时间的温度。利用温度传感器可以简化实验操作，实时地测量出一杯水在不同时间里的温度，并且在数据采集器上会显示出有关温度变化的曲线图。这简化了老师对学生的实验指导，大大节省了课堂时间。

（二）对于学生来说

1.提升学生的科学实验兴趣

小学生好动且好奇心很强，对科学知识充满求知欲。兴趣是学习的内在动力，促使他们渴望自己动手做实验。传感器的应用在一定程度上增加了实验的难度和趣味性，可以满足学生的挑战心理和好奇心。在实验中使用传感器教学可以激发学生的探究兴趣，突出学生的主体地位。老师可适当引导学生自己动手利用传感器去实验、去操作，在亲身实践中感知信息化技术带来的便利，提高学生收集信息和分析信息的能力。

2.锻炼学生实验探究能力

组织一堂实验课，不仅仅是让学生完成实验那么简单：实验前，需要规范学生的操作习惯;实验中，要加以指导;实验结束后，要求学生有良好的整理实验器材的习惯。传感器使用的前提是，学生必须具备一定的实验操作规范。例如，在使用温度传感器时，学生就需要学会调节正确的参数等一系列操作，在训练操作的同时，也锻炼了学生运用信息化技术的能力，锻炼了学生的动手探究能力。

（三）对于实验教学来说

1.突破实验教学的局限

小学科学中实验众多，很多实验在课堂上开展存在很多局限性。比如，苏教版科学五年级上册第三单元“电磁铁”一节中，学生需要动手实验去探究影响自制电磁铁磁力大小的因素有哪些。书上是用做好的电磁铁去吸引回形针，但我们在实际操作时发现，如果电磁铁磁力过小，即使改变电源大小或绕线圈数，实验现象也不明显，哪怕是换成重量更轻的大头针，实验现象也不直观。后来利用磁力传感器就解决了这一问题。传感器很灵敏，数据会精确到小数点后两位，所以即使磁力强度不大，传感器也能实时检测到精确的数据，进而通过数据采集器上形成的图表，可以很直观地看到磁力大小的变化。

2.提高实验教学的效果

在五年级探究“呼出气体和吸入气体成分不同”时，书上的实验只能证明吸入和呼出的气体成分是不同的，还需要老师结合气体成分的图表，才能让学生明确吸入空气中氧气多二氧化碳少，呼出气体中氧气变少二氧化碳变多。这样学生就处于一个被动接受知识的状态。但是利用氧气浓度传感器和二氧化碳传感器后，能明显提高学生的兴趣与理解程度。这两个传感器只需学生吹一口气，就能立刻测出氧气或二氧化碳的含量。学生通过观察数值的变化，可以直观地感受到，这两种气体的含量在呼吸过程中是在不断变化的。

三、结语

科学应该怎么教？我想这是一个科学教老师经常会听到、会思考的问题。科学不仅要学知识，更要学方法。科学知识丰富且抽象，利用传感器技术来辅助实验教学是行之有效的教学手段和方法。信息化技术与传统实验手段相结合是一个不可忽视的趋势。吴非老师说过：“老师为什么要接受‘继续教育’，乃是因为我们的知识是有限的，而且随着社会的发展，随着教学工作的不断变化，老师必须不断地提高专业技能，多读书，建构个人的知识体系。”在这样一个信息化普及的时代，老师只有自己先适应信息化带来的改变，才能更好地给学生呈现出信息化课堂体验，打开科学课上的信息通道。