在科学类学科学习中,学生要经历从表象(实验现象)到具象(实验数据)再到抽象(实验结论)的转化。这两次转化都离不开实验,实验是科学思维的载体,更是学生探究能力培养的关键。随着信息时代的到来,学生的信息获取能力、认知能力等不断提升,常规实验虽然必不可少,但急需改进。要在保证实现常规实验教学目标的前提下赋予常规实验新意,就需要引入数字化装备。同时还要与常规实验装备“融合应用”,以发挥数字化装备的最大效能。结合笔者在实验教学中应用数字化装备的实践进行分享。
一、应用DIS数字传感技术优化常规实验
二、融合应用数字化装备落实跨学科实践
三、数字化装备在实验实践中的应用价值与现实问题
数字化装备可以保障实验教学工作提质增效,助力学生素养提升,对于教师和学生都是一种赋能。
1.数字化装备为实验实践增效
使用数字化装备可以让实验更加真实直观、高效快捷。例如,课堂上使用实物展台和多媒体装备等可以放大展示实验现象。对于不易观察的现象,可以使用数字化装备量化显示实验现象。例如,研究声音在真空中不能传声的实验,常规做法是将发声器放入玻璃罩中,逐渐抽出罩内空气,会听到发声器发出的声音逐渐变小,但学生往往难以分辨声音变化。而用了声强和压强传感器,可以将实验现象以数据形式显示。又如,在学生分组实验中,常规实验数据采集方式存在不精密和统计工作烦琐等问题,而使用传感器采集更加方便快捷,数字化实验系统可以及时收集记录到的数据,统计分析非常方便。
2.数字化装备促进实验实践创新
多媒体、互联网以及人工智能等技术丰富了师生互动交流的方式,促进了学生的个性化学习,为实验教学提供了适应信息时代的新模式。教师可运用互联网技术和数字化装备,设计虚拟仿真实验,突破实验材料、实验时间和实验装备的限制,减少学习活动对材料、场地和装备等条件的依赖。例如,在实验课上,先用虚拟系统演示实验过程,指导具体的实验操作,再让学生动手操作,效果会明显优于口头讲授。
数字化装备的应用让线上线下教学紧密结合。利用校园网发布实验的主题、实验目录以及实验单,更有助于让学生利用假日开展各种实验实践活动。例如,许多学生在暑假开展的实验作业选做活动中选择了“自制汽水”,开学后可组织学生答辩,各学科教师给予点评指导。
3.数字化装备在实验实践中应用的现实问题
尽管教育装备更新换代以及信息化、智能化发展的进程不断加快,但一些一线教师使用装备的积极性并未随之高涨。究其原因:一是装备供给不能满足教学的实际需要,许多装备是兜售到学校的,并非教师教学必需的;二是有装备无培训,教师不了解装备的使用方法。当然,教学评价中对数字化实验实践的考查很少、做实验不如讲实验的现象仍很常见,所以教师改进实验的意愿并不强烈。实验、实践的教学改革之路虽漫长,难度也很大,但是有了数字化装备赋能,一线教师终将蓄势前行。
参考文献
[1] 李进,汤金波.关于跨学科实践的几点认识[J].教育研究与评论(中学教育教学),2022(6):40-44.
[2] 李进.利用DIS传感器研究摩擦力速度温度三者关系[J].中学物理,2019,37(18):52-55.
李进 南京师范大学附属中学仙林学校初中部 |