NOBOOK虚拟实验在小学科学的教学策略

小学科学课程是一门以培养学生科学素养为目的的学科，课程内容涉及自然、生物、物理、化学等多个领域。其中，有的知识点较为抽象，对学生的理解能力要求较高，教学难度较大。NOBOOK虚拟实验是一款虚拟实验软件，它可以让学生在计算机上模拟实验操作（如图1），更加直观地观察实验过程和现象，更加深入地了解科学原理和实验方法，从而加深对科学知识的理解。[1]在小学实验教学中，有的实验有一定的危险或实验器材昂贵，应用NOBOOK虚拟实验可以降低实验风险，学生在虚拟实验台上进行实验操作时，即使出现意外情况也不会造成实际损失。在计算机上进行NOBOOK虚拟实验能使学习方式变得更加多样，学生的学习兴趣和积极性更高，学习效果就会更好。[2]所以，在小学科学教学中合理应用NOBOOK虚拟实验，可以有效提升教学成效。

一、合理选择内容

教师应根据课程标准和教学目标选择具有代表性和实用性的实验内容，以便更好地培养学生的科学素养，如物质的变化、生物的生长过程、物体的运动等。这样可以提高教学质量，降低学习难度，并为学生的未来发展打下坚实的基础。[3]

以“土壤”内容为例，应用NOBOOK虚拟实验时，教师要在合理选择实验内容的同时采取具体的教学措施，以达到更好的教学效果。具体来说，教师可以选择关于物质变化的实验内容，如土壤中物质的分解和转化。学生通过模拟实验观察土壤中有机物分解的过程，思考分解后物质的变化和影响。这样的实验可以帮助他们了解土壤中物质的循环过程，加深对土壤生态系统的理解。

教师还可以选择关于生物生长过程的实验内容，如植物在土壤中的生长和发育。学生通过模拟实验观察植物在土壤中的生长过程，包括根系的生长、吸收养分和水分的过程以及植物生长发育的过程和影响因素。这样的实验可以帮助他们了解土壤对植物生长的重要性以及植物与土壤之间的生态关系。

教师还可以选择关于物体运动的实验内容，如物体在土壤中的运动和影响。学生通过模拟实验观察物体在土壤中的运动过程，认识物体在土壤中的摩擦力和阻力，这样可以帮助他们了解土壤的物理性质和特点以及物体在土壤中的运动规律和影响因素。

二、明确实验方法

在正式实验之前，教师应先向学生介绍实验原理和方法，让他们了解实验的目的和意义，然后再让他们进行操作。此外，教师还应根据学生的实际情况，适当调整实验难度和步骤，以更好地满足他们的学习需求。[4]

以“热空气与冷空气”内容为例，在使用NOBOOK虚拟实验之前，教师应向学生介绍热空气与冷空气是日常生活中常见的现象，并让他们通过实验了解热空气和冷空气的基本特点，如热胀冷缩、空气受热后密度变小等，帮助他们更好地理解实验的原理。

在学生做虚拟实验前，教师应模拟实验场景，让他们了解实验所需的材料和工具，如热锅、冷空气、温度计等。此外，教师还要让学生了解实验的步骤和操作方法，如怎样测量空气的温度、怎样观察热空气和冷空气的对流和扩散等。在介绍实验原理和方法的过程中，教师可以结合生活中的例子，将科学知识与生活实际联系起来，如为什么热气球可以升空、为什么冰箱可以制冷等，加深学生对热空气和冷空气的理解。

另外，教师要根据学生的实际情况，适当调整实验的难度和步骤。例如，对于低年级学生，可以先让他们进行简单的实验，如测量空气温度、观察热空气和冷空气的对流等；对于高年级学生，可以增加实验难度，让他们探究不同材料的热胀冷缩现象、热空气与冷空气的流动规律等。

三、注重实验安全

在实验开始前，教师应向学生讲解实验的安全注意事项，并实时监控和指导他们的虚拟实验操作。在没有实验任务的时候，教师还应定期检查虚拟实验室的环境和设备，确保实验安全。

以“声音的传播”内容为例，课前，教师要提前检查虚拟实验室的环境和设备，确保实验所需的软件、硬件设备都已安装和连接，虚拟实验室的温度、湿度、光照等环境符合实验要求。在开始实验前，教师要向学生详细讲解实验操作中的注意事项，如怎样正确使用实验设备、怎样避免实验过程中的噪音干扰等，必要时可以给学生示范正确的实验操作，以免他们因操作不当引发安全问题。实验过程中，教师要实时监控和指导学生，确保他们按照正确的实验步骤进行操作。如果发现任何不安全的操作行为，教师要及时制止并纠正。实验结束后，教师要指导学生记录并分析实验数据，这样有助于学生更好地理解实验结果，并加深对声音传播原理的认识。

实验室规范管理是确保实验安全的重要保障之一。平时，教师要定期检查虚拟实验室的环境和设备，定期更新虚拟实验室的软件、硬件设备，确保其处于良好的工作状态。

四、鼓励学生参与

在实验教学中，教师应鼓励学生参与实验的设计和改进，让他们提出自己的想法和建议，培养他们的实践能力和创新精神。

以“吸热和散热”内容为例，在实验设计环节，教师可以先提出一些实验主题，如比较不同材料的吸热能力、研究不同环境因素对散热的影响等，让学生根据兴趣和能力选择一个主题，再引导他们参与实验设计，提出自己的想法和建议。

在实验设计的基础上，教师可以让学生对自己或同学的实验方案进行优化，引导他们围绕实验步骤是否合理、实验仪器的使用是否规范、实验操作是否安全等进行自评和互评，以提高实验的准确性和可靠性。实验操作后，教师还可以引导学生围绕实验结果是否符合预期、实验数据是否准确等进行分析，以加深他们对吸热和散热原理的理解。

结语

NOBOOK虚拟实验虽然是小学科学教学的重要补充，但虚拟实验毕竟不是真实实验，学生只能在电脑端进行实验，不能亲自动手。同时，虚拟实验虽可重复进行，但实验步骤都是预设好的，这不利于培养学生的创新思维。在实际教学中，教师应优先让学生亲自做实验，适当地发挥NOBOOK虚拟实验的辅助功能。

（作者单位：福州教育学院附属第一小学）

参考文献

[1]连仲月.教育信息化2.0时代的小学科学教学评一致性研究——以“模拟安装照明电路”为例[J].中国教育技术装备，2023（09）.

[2]王东.基于信息技术的小学科学实验教学模式探索——以“宇宙探索”实验教学为例[J].教育信息技术，2023（05）.

[3]柳瑞雪.沉浸式虚拟环境对学习者自我效能和集体效能影响的实证研究——以小学四年级科学课为例[J].现代教育技术，2019（08）.

[4]钟正，邓雅心，刘洁.深度学习理念下基于虚拟实验的探究实践教学研究——以《种子发芽实验》为例[J].教育信息技术，2023（05）.