数字化实验与探究性学习--记小学科学DIS数字化教研培训活动

说到老师的教，我们常常讲，要教给学生一碗水，老师要有一桶水。只是如今，不仅要求老师要有一桶水，还要求老师把桶子做漂亮点。信息技术就是使这个桶子更好看，更吸引人的。

近几年，我能感到教师教法的改变。不管是微课、慕课还是翻转课堂，其实都是信息技术手段在教学中的融合。要想进入更大的教学比武平台，信息技术变成了敲门砖。要想上出新意，信息技术是必需品。我深深地感受到了一种紧迫的、迫切的，来自教育潮流的压力，那就是学习，学习如何用信息技术提升自己的教学设计和教学组织能力。

其实最初接触信息技术手段融入教学的时候，我是略感排斥的。不是因为这是我不熟悉的不擅长的领域而排斥它，纯粹是因为我看到的信息技术融入课堂并没有为促进更好地实现教学目标而服务，更加没有有效促进学生科学素养的培养和提高。甚至有时候，信息技术削弱了学生探究能力，创新能力，思维能力的发展，也削弱了学生与教师之间的沟通与交流，课堂变得缺少活力。直到这次来到南京，来到东南大学百研工坊，接触到数字化实验这一理念并亲身体验了数字化实验的设计与操作。

首先是理论上的充实。柏毅教授为我们带来的主题讲座：大概念理念指导下的科学教育，其中提到的PISA测试给我印象深刻。从2009年开始，上海学生在PISA测试中取得的优异成绩，引发了世界关注。上海作为我国经济水平最发达的城市之一，其教育水平可以说代表了中国城市教育的最高水平，尽管如此，在PISA测试的详细指标中，上海学生仍然表现出了“解决问题”能力偏低的特点。上海都是如此，更遑论中国其他城市，以及农村。解决问题能力不就是科学素养中的科学能力的具体内容之一吗？也就是说，科学老师完全有机会也有必要为我们中国的学生做些什么。那么，我们能做什么呢？怎么做呢？这一系列问题值得我用今后的每一次的教学去寻找答案。

然后是实践层面的体验和经验学习。有汤金波老师带来的数字化实验教学的设计与应用，于飞老师带领的DIS工作坊带来的数字化实验软件、装置以及小学科学教材中的声、光、电、力、热、化学与生命科学数字化实验体验操作，为期两天的南京市金陵小学数字化实验课堂实战，还有全体学员进行数字化实验教学设计和说课汇报。一系列的培训活动开展下来，给我最大的感受就是对信息技术融入课堂这件事情的改观。信息技术融入课堂只是为我们教师提供了一种新的可供选择的教学手段，从来不是要取代教师的地位。教学手段是为达到教学目的而采取的具体方法，信息技术同样也只是一种教学方法。我们可以像讲授、演示等方法一样，灵活运用好了信息技术，就可以为我们的课堂增添新的精彩。

在这次培训中，我们利用数字化实验器材主要进行了《热是怎样传递的》、《摩擦力与什么因素有关》、《做一个生态瓶》、《运动与力》、《磁铁的两极》、《声音》等单元内容的实操或设计，在这个过程中，我发现，比起传统实验方法，数字化实验呈现的数据更丰富，更多元，实验效率更高。其实我们在科学课堂上，知识性的目标主要就是通过分析实验数据和现象归纳总结而成，所以实验的数据和现象是我们实现知识教学目标的桥梁。而技能目标主要通过实验设计和操作环节来完成，实验数据和现象是是否掌握了科学技能的一个指征。所以我个人认为实验数据和现象是科学课非常重要的一部分，可以说是科学课的立足之本。没有有效的实验数据和合理的实验现象，那么所谓科学素养的培养就是空中楼阁。

而且我发现，我们老师在实践数字化实验中发现数据的多元化其实是为我们提供了更多可供探讨的问题，很自然地形成了问题情境。例如，在固体的热胀冷缩实验中，随着不断的加热，有一个组的铜条出现了伸长-缩短-伸长的数据特征。这是我们传统实验从没有出现过的实验现象（至少在我的课堂上从没有出现过）。这是怎么回事？我想如果是在真实的课堂上，学生肯定会很感兴趣去探究这数据背后的原因，因为就算是老师我，也很好奇，这是为什么。所以，你发现没有？借助数字化实验，我们获得更大体量数据的情形下，就会产生更多的疑问，进而发现更多的科学现象和原理。这是符合科学课所追求的探究性和创新性的。再者，在做热是怎样传递的实验时，我们有多个组测得了不同特征的温度分布。热的传递，没有呈现出统一的“从热量高的地方向热量低的地方传递”的特点。难道我们一直以来接受的这一原理是错的？当然不是。我们最后进一步研讨测量发现，火焰的不稳定性，教室内的风向，实验者的呼吸都对热的传递产生了影响。我们获得了更丰富的有关于热的传递的知识。所以，你也发现了吗？数字化实验，很轻松地就帮助科学老师获得了我们一直所追求的小组差异性。精确的，而不统一的数据，反应的是更科学的原理和规律。

类似于上述的体验，在这次的培训中还有很多。给我的感受就是，数字化实验真是科学课堂的东风。科学老师备学生、备教材、备器材……一切准备一丝不苟，却缺少把这准备充足的种种工作呈现出来的手段，真是遗憾。这次的数字化实验真切地让我感到一种期盼与兴奋，我感到或许这种遗憾从此可以远离科学课堂了。我真切地期盼着数字化实验的春风能早日吹到湖南，吹拂我们湖湘花朵。