中山市三乡镇新圩小学练海燕基于信息技术的
“基于智能教育装备的中小学实验教学协同创新实践研究”是广东省教育厅年批准立项的教育信息化教学应用创新实践共同体项目,牵头单位为中山市教育技术中心,成员单位包括市内6所中小学校,参与教师共30人。
中山市三乡镇新圩小学练海燕为该共同体项目核心成员之一。练老师于年获得全国中小学实验说课活动一等奖,年和年均获得广东省中学物理和小学科学教师实验操作与创新技能竞赛一等奖和创新实验奖,年获得广东省优秀自制教具评选活动一等奖,指导多名教师参加省级以上实验教学竞赛活动获得优异成绩。
国庆出游季基于信息技术的中小学创新实验开发与案例剖析在实际的教学过程中,我们在引导学生开展探究的时候,往往会发现很多原有的实验中存在需要改进的问题。而“基于信息技术的创新实验”是在现有的实验基础上,按新的设计思路,利用新的方法和材料开发设计的有别于常规基础实验的新颖实验,是利用信息技术对原有实验的改进和提升。正由于其所具有的创新性,一改传统实验的方法、手段,往往更能激发学生的学习兴趣、更容易得出实验结果,促进学生的思维深度发展,从而收到更好的实验效果,使教学效率更高。一进行创新实验应遵循的基本原则直观性原则小学生的形象思维占主导地位,因此实验要求必须直观,让每一位学生都能看得清楚,看得明白,通过明显的实验现象引发学生去思考、去探索。因此实验改进与创新必须将直观性放在首位,要求实验操作过程简单明了,实验现象明显,能见度大,直观性强。趣味性原则兴趣是最好的老师。利用实验创设情境的核心是激发学生的学习兴趣,从而调动学生的情绪,激发学生的思维。小学科学课程标准也明确指出需要创设愉快的教学氛围,保护学生的好奇心和求知欲,激发学生学习科学的兴趣,不断增强课程的意义性和趣味性。因此,在改进和创新实验时应考虑学生的特点,使实验要尽可能的生活化、趣味化。规范性原则科学实验要严谨、求实、一丝不苟。学生从实验中不仅要学习到实验的技能、方法,更重要的是培养学生严谨的科学态度。因此,在改进和创新实验时,实验原理,实验器材,实验操作方法都要规范、严谨。在实验过程中如实地记录实验中观察到的各种现象,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。这不仅是提高小学科学实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创造型人才的需要。
二基于信息技术进行创新实验的方法基于信息技术进行创新实验又有哪些常见的并可供借鉴的方法呢?我认为以下三种方法最常用:
通过改变实验的某个方面实现创新对于已有的实验,可以考虑借助信息技术改变它的颜色、运动、声音、形态等显示信息,来扩大实验的能见度;或者考虑能否使定性实验变为定量实验,来提高实验的准确性等等,来实现创新。
通过扩大或缩小实验内容实现创新一方面可以从正反两个方面分析原有实验,并借助信息技术使原有实验的内容进一步丰富,另一方面可以考虑能否缩小它的内容,比如取消或者更改某些元件,使形状变小、重量变轻、厚度变薄、长度变短等等从而达到实验创新。通过实验功能组合实现创新每个实验都难以尽善尽美,如果发挥信息技术的优势,采用组合的方法,用其它实验中的优点取代该实验中的不足;或将原来分步完成的实验装置组合一步完成,便于学生对比观察,从而实现创新。以上就是在平常实践中总结的基于信息技术进行实验创新的一些很实用的方法,我们在进行实验创新时除了遵循开发创新实验的基本原则外,还需综合运用多种创新的方法,才能成就一个满意的创新实验。三基于信息技术的创新实验案例看“水”跑得快中山市石歧中心小学王东老师的作品——《看“水”跑得快》。王东老师的这一实验在年广东省实验操作与创新技能竞赛中荣获一等奖和创新奖。此实验是粤教版小学科学一年级下册第三单元《纸都吸水吗》这节课的内容。
教材的重难点是通过利用滴管在纸上滴水或用喷壶在纸上喷水的方法,让学生通过实验观察、对比不同纸的吸水快慢。在实际的教学中,我们会发现这样的实验设计虽然材料易得,操作简单,但是直接观察一滴水在不同的纸上被吸收的情况,其实在操作中我们会发现区分的效果是不太明显的,而且,对于一年级的小朋友而言,让他们在纸上滴一滴水进行观察,难免显得有点单调缺乏趣味性。
为了解决这些问题,王东老师进行了如下的创新设计:
直观性方面
其基于Arduino的自制教具能够快速、精准、可视化的探测出不同纸张的吸水快慢,因此使整个实验更加的直观与严谨,能有效突破教学难点。操作性方面
实验的操作对象为一年级的学生,他们的动手能力相对较弱,手眼协调能力还有待提高,难以较好控制喷水或滴水的水量和速度,因此难以实现实验的公平性。而王老师借助水滴传感器等制作成一体化的实验器材,并通过灯光和声音等作为提示,大大降低了实验操作的难度。
趣味性方面
王老师通过利用Mind+实现软硬件实时互动,设计成游戏界面增加了实验的趣味性,提高了学生学习科学的兴趣。
整个实验设计,通过在实验过程中的观察对比,发展了学生的科学思维,并初步认识到实验的公平性对探究实验的重要性。
可见信息技术应用于实验创新,不仅实验效果明显还能使实验趣味倍增。
水蒸气的凝结再看第二个案例,来自中山市广源学校余美贤老师设计的创新实验《水蒸气的凝结》,余老师这个创新实验在年中山市中小学实验教学说课活动中获得一等奖,广东省小学科学实验教师实验操作与创新技能竞赛中获得二等奖和创新实验奖。此实验是粤教版小学科学三年级下册《冰、水和水蒸气》中的实验内容;我们一起来看看余美贤老师是如何运用信息技术来优化实验设计的。
直观性方面
余老师选用了相同的两块铝基板引导学生进行探究,观察到经过加热的铝基板下没有水珠,而没有加热的铝基板下出现大量的水珠,通过这样的对比实验来充分说明水蒸气是在遇冷时凝结的,实验现象直观明显,从而有效地攻克了教学难点。
规范性方面
余老师利用信息技术,通过Arduino编程控制各电路元件,使实验的温度更加精确,从而使实验更加严谨的同时还大大缩短了实验的时间。
实用性方面
余老师还巧妙地利用了镜子反射,使学生能直接观察铝基板下的情况。
从整个实验设计来看,余老师真是位有心人,先是充分利用前沿的信息技术解决了技术难题,再者是巧妙发挥常见资源的最大作用完善教具的功能,成就了这样一个优秀的创新实验设计。
“阻力对物体运动的影响”实验的改进下面我给大家分享的是基于信息技术的物理创新实验案例。中山市南头初级中学冯锡来老师的创新实验案例《“阻力对物体运动的影响”实验的改进》。冯老师这个创新实验在年广东省中学物理实验教师实验操作与创新技能竞赛中获得一等奖和创新实验奖,在年广东省中小学实验教学说课活动中获得一等奖,该案例的论文也在《实验教学与仪器》期刊发表,并被“中国人民大学书报资料中心复印报刊资料”《中学物理教与学》期刊全文转载。“阻力对物体运动的影响”是新人教版八年级物理第八章第一节(牛顿第一定律)中的实验内容。教材的安排是通过观察小车在阻力不同的情况下运动状态的不同,指出力和运动的关系,进而建立牛顿第一定律的概念,从而突破学生学习中的思维障碍。实践证明,如果在实际的教学中完全按照课本的实验要求操作,就会存在许多弊端。
提升实验效果
通过观看实验和对比分析静态的频闪照片实验图像,学生很容易观察到“玻璃球到达平面的速度相等”和“玻璃球的在不同表面的减速情况”,便于学生理解“阻力对物体运动速度的影响情况”,学生能轻易从直观的现象中归纳出实验结论。并且,通过手机投屏来观看实验现象,保证了实验的实时性。
提高实验的可见度
通过投影幕上观看实验现象,同时对比分析3次实验的频闪图片,可以防止实验现象分立并提高实验可见度高。
提高实验的稳定性
当小球在轨道上运动时,不会出现明显的偏离或掉落轨道,或被毛巾、棉布卡住的现象。
看完冯锡来老师的介绍,我们会发现冯锡来老师关于“阻力对物体运动的影响”演示实验的改进是非常成功的。冯老师把物理演示实验与手机、电脑和投影仪等结合在一起,充分发挥了现代教育信息手段的辅助性作用。反射弧的结构模型信息技术在生物学科中的应用效果又如何呢?接下来我们通过华南师范大学中山附属中学牛珺老师的创新实验——《反射弧的结构模型》,一起来了解一下。
牛珺老师的这一实验在年广东省实验操作与创新技能竞赛中荣获一等奖和创新奖。
反射弧也是本节的一个新的抽象概念,学生很难形成形象思维。而对于反射弧的某部分结构异常会引起什么症状,学生更是不易理解。
在处理这部分内容时,牛珺老师巧妙的利用了自制教具,形象的展现了反射弧各部分的结构和功能。她利用了单片机、舵机、灯泡、LED灯带等设备依托于编程技术清晰的呈现了人的膝跳反射过程。其中LED灯带演示了信号的传递过程,小灯泡显示了信号传递的成功与否。单片机、舵机以及编程技术的应用使模型的小腿向前踢出,成功演示了膝跳反射过程。
四创新实验经验及案例分享视频教师在实验创新活动中体现的创造思想和行为对学生创造力的培养产生的潜移默化作用是不可估量的,这也是实验创新的独特教育功能。因此、希望有兴趣的老师行动起来,充分利用信息技术的优势,一起参与到创新实验的行列中,为发挥实验教学最大的作用而不断努力!编辑丨袁运强
审稿丨刘建华
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