◇張 坤

【作者單位：宿遷市宿豫區(qū)豫新小學(xué)江蘇】

小學(xué)科學(xué)是學(xué)生進行科學(xué)學(xué)習(xí)的入門課程。近年來，隨著素質(zhì)教育的不斷深入，各界對科學(xué)教育的重視程度越來越高。而科學(xué)課程中最為關(guān)鍵的部分就是實驗。通過實驗，學(xué)生能在探索的過程中更好地學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)知識。因此，實驗的正確教學(xué)至關(guān)重要。然而，現(xiàn)階段對于小學(xué)科學(xué)的研究主要集中在學(xué)科研究上，關(guān)于課件的研究較少，這不利于教師在實際教學(xué)中的運用。本文嘗試研究了仿真交互式課件，希望通過這種課件能夠有效地提升課堂效率，減少教師在教學(xué)過程中的困難。為了提高仿真交互式教學(xué)課件的實效性，本文針對小學(xué)教科版《種子發(fā)芽試驗》進行了仿真交互式課件的設(shè)計。

一、提出與種子發(fā)芽相關(guān)的實驗問題

由于三年級有與種子發(fā)芽的相關(guān)課程，因此在對其進行教學(xué)的過程中，學(xué)生已經(jīng)提前具備了一定的感性認知，但學(xué)生對其的認識尚缺乏系統(tǒng)性，沒有形成理性認識。在《種子發(fā)芽試驗》中，教科書可以大致分為三個部分：提出發(fā)芽的問題；進行發(fā)芽試驗；總結(jié)發(fā)芽的規(guī)律。然而，由于該實驗周期較長、影響因素較多，如果讓學(xué)生親自動手實驗，不僅有一定的實驗難度，而且實驗現(xiàn)象不能及時呈現(xiàn)。如果僅憑學(xué)生在課后進行自主的探索，可能由于學(xué)生興趣不高而導(dǎo)致該實驗結(jié)果形式化，不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神。因此，在有限的時間內(nèi)能夠?qū)⒄麄€過程展示在學(xué)生面前，讓學(xué)生不但能夠掌握實驗要點，還能夠提高學(xué)生的興趣，成為當(dāng)前研究的熱點。

二、體驗式教學(xué)的重要意義

科學(xué)精神以探索精神、求知精神為主。小學(xué)科學(xué)作為小學(xué)生的啟蒙課程，更應(yīng)該緊緊把握這一原則，確保學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中充分踐行實驗，提升主動探索的求知欲。如果學(xué)生只是通過對課本內(nèi)容進行學(xué)習(xí)、對實驗結(jié)果記憶，學(xué)生對科學(xué)的學(xué)習(xí)熱情會極大地下降，這也與學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)理念相悖。采取體驗式教學(xué)，讓學(xué)生參與到實驗之中，了解整個實驗流程，明確控制要點至關(guān)重要。但是，限于教學(xué)條件以及實驗類型，部分實驗在課堂上不具備展示的條件。在這種情況下，使用虛擬式仿真教學(xué)就變得至關(guān)重要。這種教學(xué)方式可以使學(xué)生在條件不具備的情況下進行實驗過程的跟蹤、虛擬式參與。這樣不僅能夠讓學(xué)生了解到實驗中的關(guān)鍵點、實驗發(fā)展過程，還能夠激發(fā)學(xué)生的探究興趣。尤其是一些具有一定危險性的實驗，使用虛擬仿真課件更符合小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)情況。虛擬式仿真課件能夠通過構(gòu)建實驗場景，打破時間與空間的局限，真正地為學(xué)生提供高效率的實驗教學(xué)。

三、《種子發(fā)芽實驗》仿真交互課件的設(shè)計與分析

在課本中，主要包括了四項討論內(nèi)容：影響種子發(fā)芽率的主要因素；根據(jù)這些因素進行實驗設(shè)計；明確觀察的重點；課后的種植作業(yè)。這些內(nèi)容看似貫穿了整個實驗，但是所講解的內(nèi)容全部為理論性質(zhì)，學(xué)生能記住，但是難以深入地掌握。

仿真交互式課件的應(yīng)用主要集中在前三項上。需要合理引導(dǎo)學(xué)生提出哪些問題可能影響實驗結(jié)果。在學(xué)生提出后，教師在課件上進行列舉。這種方式可以激發(fā)學(xué)生的思考：如果該因素真的對實驗結(jié)果存在影響，那么該如何證明該結(jié)果呢？該過程既是實驗設(shè)計的過程，也是整個實驗教學(xué)的關(guān)鍵部分。在該部分，教師應(yīng)該正確地引導(dǎo)學(xué)生建立控制變量的實驗，讓學(xué)生自己進行實驗的設(shè)計。此時，教師利用交互式課件，通過類似于游戲的方式進行各種實驗結(jié)果的分析。首先展示給學(xué)生實驗的過程，讓學(xué)生對實驗的操作重點有所了解；然后根據(jù)學(xué)生給出的不同條件，實驗顯示出不同的結(jié)果，這些結(jié)果可以驗證學(xué)生最早的猜想。這樣，激發(fā)了學(xué)生對于種子發(fā)芽的影響因素的興趣，也促使學(xué)生在課后的種植作業(yè)中積極主動地進行實驗探索。

四、仿真交互式課件的作用分析

（一）提高課堂教學(xué)效率

小學(xué)生注意力集中時間有限，一般只能夠維持在15分鐘左右。如果純知識理論類的學(xué)習(xí)，這一時間還會縮短，超過這一時間，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率會大大下降。交互式虛擬教學(xué)方式能夠讓學(xué)生參與到虛擬的實驗之中，寓教于樂，延長了學(xué)生注意力的時間，學(xué)習(xí)知識的效率也會得到有效的提高。此外，讓學(xué)生參與到虛擬實驗之中，學(xué)生在動手動腦的過程中對種子發(fā)芽的影響因素有了充分的認識，對如何進行控制變量的實驗方法也有了全新的理解。

（二）提高學(xué)生的探索能力

學(xué)生在實驗之前，在老師的引導(dǎo)下提出了可能存在的影響因素，并與老師一起進行了實驗條件的限制，最終得出了實驗結(jié)果。在這一過程中，學(xué)生一直是課堂的主體，而教師只是對其進行了適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，因此，整個實驗過程是學(xué)生主動進行探索并完成的。這不僅使學(xué)生了解了種子發(fā)芽的影響因素，也使學(xué)生掌握了分析實驗、設(shè)計實驗的能力。當(dāng)學(xué)生面對此類問題時，就能夠采用正確的探索方法。

（三）有利于學(xué)生課后種植作業(yè)的認真完成

由于學(xué)生在虛擬交互實驗中進行了參與式的教學(xué)，學(xué)生對此充滿了興趣，因此其進行動手實驗的欲望強烈。這種欲望既是探索式教學(xué)的精神內(nèi)核所在，也是學(xué)生實現(xiàn)素質(zhì)教育、完善學(xué)生學(xué)習(xí)品性的關(guān)鍵內(nèi)容。基于這種探索欲望，學(xué)生對于課后的種植作業(yè)的實施，態(tài)度較為認真、端正，能夠堅持完成該任務(wù)，使學(xué)生掌握了更多的知識與能力。