于慶

小學(xué)科學(xué)是以探究為主的學(xué)科，探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)也是方式。隨著科技的不斷發(fā)展，一些新的實(shí)驗(yàn)儀器開始進(jìn)入小學(xué)實(shí)驗(yàn)室。比如我們學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室，就先后配備了數(shù)字傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、數(shù)字星球系統(tǒng)和數(shù)字顯微鏡實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。怎樣讓數(shù)字技術(shù)融入我們的科學(xué)課堂，應(yīng)用于學(xué)生的探究活動，提高學(xué)習(xí)效率，是擺在我們科學(xué)教師面前的一個課題。

筆者結(jié)合蘇教版科學(xué)教材的幾個具體課例，談一談怎樣讓數(shù)字技術(shù)走進(jìn)課堂，使探究活動更加精彩。

一、溫度傳感器在《冷熱和溫度》課中的應(yīng)用

《冷熱與溫度》是蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級上冊第二單元“冷和熱”的第一課，其內(nèi)容是先讓學(xué)生了解用溫度計(jì)測溫的必要性，以及怎樣用正確的方法來測溫;再研究一杯熱水冷卻后的動態(tài)變化過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察記錄這一常見現(xiàn)象，并根據(jù)數(shù)據(jù)畫出曲線圖，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。

研究熱水變涼的變化規(guī)律，無疑是本課的一個重點(diǎn)。

（一）了解溫度傳感器的結(jié)構(gòu)和使用方法

引入：同學(xué)們，我們桌上都有一個很奇妙的實(shí)驗(yàn)器材，你知道它是用來研究什么的嗎？（測溫度）

學(xué)生觀察傳感器的組成和結(jié)構(gòu)。

課件介紹使用方法及注意事項(xiàng)：

1.打開電腦上的實(shí)驗(yàn)軟件。

2.將傳感器前端的探針浸入待測的液體里面。

3.探針不要碰到容器的底和壁。

4.記錄屏幕上出現(xiàn)的數(shù)字。

下面我們來測一測燒杯里水的溫度并記錄下來。

學(xué)生小組測量。

（二）利用傳感器探究熱水變涼的變化規(guī)律

1.提出問題：

一杯熱水放在桌子上，室溫下它會漸漸變涼，溫度在不斷下降。那么它的下降的速度是怎樣變化的呢？

2.學(xué)生提出假設(shè)。

3.出示實(shí)驗(yàn)要求。

4.小組內(nèi)分工合作，使用傳感器測量并記錄。

5.交流匯報。

6.學(xué)作曲線圖。

①教師選擇一組表格，講解：我們能夠使用一條曲線圖來表示溫度的變化，這就是曲線圖。

②講解曲線圖的畫法，示范直到學(xué)生作出曲線圖。

③學(xué)生作曲線圖。

7.大家打開電腦中實(shí)驗(yàn)軟件的統(tǒng)計(jì)圖，把它和我們自己繪制的統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)行對照。

8.教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察：0～2分鐘，線段坡度怎么樣？（較大）說明溫度下降較快，8～10分鐘的線段坡度呢？（較?。┱f明溫度下降較慢，這說明溫度下降先快后慢。從而得出結(jié)論。

9.講解：

當(dāng)熱水進(jìn)入杯里與室內(nèi)溫差比較大時候，熱量會散發(fā)得快，與周圍溫度接近時，就會散發(fā)得慢了。

二、力傳感器在《力在哪里》課中的應(yīng)用

《力在哪里》是蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級下冊第四單元“無處不在的力”的第一課，主要是指導(dǎo)學(xué)生在根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，第一次認(rèn)識有關(guān)力的科學(xué)規(guī)律。

在“測量力的大小”這一教學(xué)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的做法是先指導(dǎo)學(xué)生正確地使用彈簧測力計(jì)，再讓學(xué)生使用彈簧測力計(jì)測量各種力的大小。

但在以往的教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)，彈簧測力計(jì)由于自身結(jié)構(gòu)和制作工藝的原因，需要在使用前將指針調(diào)零，在測力過程中，需要控制速度，并且準(zhǔn)確讀數(shù)，這些要求對于四年級的小學(xué)生來說，是有一定的難度的。很多時候，學(xué)生由于對彈簧測力計(jì)操作不規(guī)范，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，乃至影響最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

力傳感器則克服了彈簧測力計(jì)的這些弊端，既可以測拉力，又可以測壓力，一鍵調(diào)零，測量結(jié)果直接以數(shù)字形式顯示，特別適合小學(xué)生使用。

教學(xué)設(shè)計(jì)：認(rèn)識力的大小

（一）兩人一起做掰手腕游戲，比一比誰力氣大

（二）談話：我們要測一測力的大小，可以使用力傳感器，力的單位是牛頓

（三）使用彈簧秤測力的大小

1.講解使用方法：

①將力傳感器連接電腦，打開電腦軟件。

②在軟件頁面按調(diào)零鍵。

③測量的物體最大值，不能超過彈簧秤標(biāo)準(zhǔn)。

④移動物體測量拉力時，盡量勻速。

2.練習(xí)測力：

測提起蘋果的拉力。

在桌面拉動蘋果，測拉力。

比一比，哪種方式用的力大。

三、光電門傳感器在《小車的運(yùn)動》課中的應(yīng)用

《小車的運(yùn)動》是蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級下冊第三單元的第四課，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)了運(yùn)動的方式的基礎(chǔ)上，對小車在平面上的移動開始具體的探索。以學(xué)生喜歡的小車為話題，對小車在平面上的活動提出問題，小車的速度與哪方面有關(guān)系，依據(jù)問題，提出各自猜想，使用控制變量方法來驗(yàn)證，最后得出結(jié)果。

教學(xué)過程：

（一）導(dǎo)入新課

1.我們來研究小車的運(yùn)動。

2.出示圖片，提問：汽車快慢與哪些變量相關(guān)？

3.學(xué)生討論交流。

4.小結(jié)：影響小車運(yùn)動快慢的因素：

①與小車重量大小有關(guān);

②與路面有關(guān);

③與拉力的大小有關(guān)。

（二）自主探究

1.同學(xué)們猜測的小車快慢和輪子多少、汽車?yán)?、路面有關(guān)，那怎么證明猜想是對的？

2.如果利用桌上的器材，讓你來做實(shí)驗(yàn)，你準(zhǔn)備怎樣做？學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案。

3.強(qiáng)調(diào)要改變的因素是拉力大小;保持不變的因素是車重、距離。

4.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、記錄，教師巡視。

5.匯報實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

6.總結(jié)：雖然每一小組的數(shù)據(jù)各有差異，但結(jié)果相同，拉力越大，速度越快。

探究活動中，測量小車行駛的時間是必不可少的，以往都是指導(dǎo)學(xué)生用秒表來測量。當(dāng)小車跑得比較慢的時候，學(xué)生都能比較準(zhǔn)確地測出行駛的時間。當(dāng)拉力比較大、小車跑得比較快的時候，學(xué)生往往反應(yīng)不過來，測得的時間誤差比較大。

我在教學(xué)這一課時，使用了光電門傳感器。光電門傳感器的結(jié)構(gòu)是，在小車上樹立一塊特定寬度的遮光板，當(dāng)小車經(jīng)過光電門時，遮光板會短暫地切斷光電門之間的紅外線，根據(jù)切斷光線的時間以及遮光板的寬度，電腦軟件可以自動計(jì)算出小車當(dāng)時的瞬時速度。

使用光電門傳感器測量小車的速度非常準(zhǔn)確，降低了實(shí)驗(yàn)的難度，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)操作中解脫出來，可以更專注地觀察、思考、交流。

總之，相較于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材，數(shù)字實(shí)驗(yàn)儀器確實(shí)在工藝的先進(jìn)性、測量的準(zhǔn)確性、操作的便捷性方面優(yōu)勢明顯。合理利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行探究活動，可以讓探究實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更精確，效果更顯著。