利用信息化教学资源构建多元化实验模式
□湖州市湖州东风小学 陆志浩
小学《科学（3~6年级）课程标准》明确指出：“科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”科学课要细心呵护儿童与生俱来的好奇心，培养他们对科学的兴趣和求知欲，引领他们学习与周围世界有关的科学知识，帮助他们体验科学活动的过程和方法。为此，笔者从学生的需求出发，创新实验模式，打造能让学生收获知识、体验快乐的科学实验环境。
一、实验指导微课化
在有限的时间中，让学生更高效地进行实验探究是每位科学教师的共同愿望。为了让学生熟练掌握科学实验的技能，教师的实验指导尤为重要。但在实际教学中存在诸多问题：班级学生人数多、学生距离教师较远、演示器材较小、实验过程漫长等等，导致演示效果大打折扣，不能达到预期效果。为了让学生能得到有效的实验指导，笔者采用微课的形式落实实验指导。
实验微视频，也叫实验微课，是微课的一种。“中国微课之父”胡铁生对微课下了这样的定义：微课，又名微课程，它是以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点、重点、难点、疑点或教学环节而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的新型网络视频课程。
根据不同实验的特点，笔者将实验微视频分为操作性实验微视频和知识性实验微视频。
操作性实验微视频适用于实验器材小、实验现象不明显的实验。如：五年级《演示会改变模样吗》一课的“岩石在冷和热条件下的变化”实验，由于实验时间较长、实验现象不明显、实验过程有一定危险性，如果教师边说边做可能会耽误大量时间，甚至可能造成事故。而用实验微视频进行指导，可以解决上述问题，而且教师可以随时暂停视频、补充讲解，具有更强的灵活性。
知识性实验视频适用于实验室条件下不易或不能演示的实验。如：六年级《太阳系》一课，构建太阳系的模型实验。要通过枯燥的文字、巨大的数字、复杂的位置去构建太阳系模型，实在是难为六年级学生。把这些文字、数字和位置转化成动画，让学生有一个太阳系的概念，再构建太阳系模型就会容易很多。
实验微视频的播放要选择合适的时机、恰当的环节，利用好微视频，必能改变学生的学习方式，提升学生的学习兴趣，最终实现科学素养的提高。
二、家庭实验网络化
（一）实验布置动态高效
家庭实验顾名思义是学生在家中开展的实验活动。教师对家庭实验的布置就成了学生回家后顺利开展实验的重要条件。笔者曾利用文字、图文结合等方式来布置实验任务，但收效甚微。经研究发现，实验视频既可以清晰展示实验所需要的器材，又可以展示实验开展的过程，还可以提示实验过程中的注意点。而且借助视频的方式更能吸引学生的注意力，激发学生的兴趣。
学校组建了“家庭微实验”微课制作团队，校领导牵头，科学组和信息技术组教师为团队成员，探索实验创意、脚本编写、微课录制等，力求为学生呈现最经典、最高质量的实验微课。
（二）实验评价实时互动
教育部《国家基础教育课程改革纲要(试行)》第14条明确指出：“评价不仅要关注学生的学业成绩，而要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展中的需求，帮助学生认识自我，建立自信。发挥评价的教育功能，促进学生在原有水平上的发展。”
在家庭实验的评价中，笔者以班级QQ群为载体，进行网络评价。学生家庭实验的成果可以是照片或视频，教师以此对学生的实验情况进行评价。学生在实验过程中遇到困难和疑问，也可以通过照片和视频与教师进行沟通。
如三年级养殖蚕宝宝的实验中，笔者设计了蚕宝宝的养殖活动，孩子们在养殖中和家长一起认识桑树、采集桑叶，记录蚕宝宝的每次成长过程。笔者要求学生尽量将每次蚕宝宝褪下的皮粘贴在实验记录单上，并以照片的形式上传至QQ群。这样的长期观察活动往往会遇到很多不可预知的问题，QQ就成了答疑解惑的重要平台。
三、复杂实验虚拟化
建构主义理论认为：“学习是获取知识的过程，但知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。”由此可见，学生的学习不是在外界的刺激下产生的，而是在一定情境中，通过探究或与他人合作来实现的。但在实际的科学教学中，教师难以组织学生在实验室中完成每一个实验，由于各种条件的限制，部分实验的结果只能停留在理论描述的阶段。不断发展的电脑图形技术和人机交互技术为虚拟实验平台的发展提供了可能，同时也为构建科学课堂的虚拟学习环境创造了机会。
六年级下册《小苏打和白醋的变化》，在小学科学“物质世界”的板块中占有重要地位。这个经典实验在实验室中就能开展，但由于这个实验的某些现象并不明显，且难以在短时间内收集到足够气体等原因，笔者尝试将虚拟实验有效地运用到实验教学中。
（一）提出问题。通过区分水、小苏打水和白醋这3种物质，引导学生观察小苏打和白醋的特点，激发学生强烈的好奇心，鼓励学生大胆提出假设，假如将小苏打和白醋混合后会有什么变化呢？
（二）真实操作。设计实验方案进行真实实验，动用一切感觉器官去观察小苏打和白醋的反应。通过学生对实验现象的阐述，提出新的疑问：产生了什么气体？进一步激发探究的欲望，为下一个实验活动做铺垫。
（三）虚拟操作。验证气体的操作，在实验室中受实验仪器的气密性、反应物质的混合比例等因素影响，且实验涉及明火，小学生如果操作不慎容易造成烫伤。因此，这一环节采用虚拟实验完成。在虚拟实验中，学生通过移动虚拟元件，先将燃烧的火柴伸进玻璃杯中，再将玻璃杯中的气体倒在蜡烛火焰上。通过引导学生观察前后两次实验的现象，思考产生的这种气体具有什么特点。
（四）分析结论。通过以上实验，教师和学生基于实验现象共同总结出小苏打和白醋的反应产生了一种新物质，这种反应属于化学反应。产生的气体具有无色透明、不帮助燃烧和比空气重的特点，可能是二氧化碳。最终，教师可以再次借助虚拟实验，把气体通入澄清石灰水中，发现液体变浑浊了，确定这种气体就是二氧化碳。
在本实验中，虚拟实验的最大的作用是，学生只需考虑实验过程，而不必考虑其他影响实验的因素，如器材的气密性、收集到气体的量等。在探究实验现象的同时，学生学会了运用实验探究的方法解决问题。
