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摘要：
數字化實驗是一種新型的課程資源，其以實驗為基礎，有效地將信息技術和科學課程結合起來，徹底改變了科學課程固有的教學理念及其模式。本文結合數字化實驗系統的特點，就其在科學教學中的應用作簡要分析。
關鍵詞：
數字化；實驗；科學教學；應用分析
一、前言
數字化實驗系統，簡稱“DIS.Lab（DigitalInformationSystem）”，是一種實驗研究平臺，其以傳感技術和信息技術為基礎，在實驗過程中，借助傳感器而收集實驗數據，借助采集裝置將相關信息轉化為數字形式的信息傳送到計算機，由計算機操作軟件對信息技術處理，從而獲得實驗結果。這種操作系統得到的數據更精確，實驗結果更準。
二、數字化探究實驗的特點
1.實驗過程的“直觀化”
實驗過程中的細微變化和瞬間變化在傳統實驗中靠學生的肉眼觀察可能根本觀察不到或來不及，比如：在做“酸堿中和實驗”傳統實驗時，試管加滴管的實驗操作，比較枯燥，實驗過程也無法呈現。而利用數字化實驗，實驗中PH值的變化一目了然，借助曲線圖，其變化直觀形象[1]，還可避免人為因素（如加液、振蕩、讀數等）造成的誤差。又比如：在“電磁感應”現象實驗時，產生的電流較小，現象較為短暫，如果引入數字化實驗系統，便可以把這些問題解決。
2.實驗數據的“精確化”
受客觀條件限制，傳統科學教學的實驗多為定性實驗，數字化實驗的應用則讓實驗由“定性”向“定量”轉變，這一轉變不僅有利于學生對實驗現象的觀察和數據收集，更有利于學生理解科學的本質。如：在做“氣體壓強與體積的關系”實驗時，在注射器的一端連接上氣壓傳感器，很容易便能得到氣壓與體積的關系；若將氣壓傳感器、溫度傳感器結合氣壓與沸點關系，就能直接在計算機中顯示氣壓與沸點的關系。數字化實驗以傳感器和數據采集系統對實驗數據進行收集和整理，取代了人眼讀數，由“手工化”向“智能化”轉變，數據更真實有效[2]。
3.實驗處理的“智能化”
傳統科學實驗中對實驗數據的分析和處理是對物理量的單純分析，而借助數字化實驗，可把物理量以圖像形式轉化呈現，這樣更能表現各物理量之間的關系和變化情況[3]。如：“晶體熔化實驗”中對溫度計的示數就可用傳感器傳輸給計算機，并設置好相關條件，計算機直觀顯示為熔化曲線，從而擺脫了學生計時測溫、手工作圖的繁瑣和作圖不準確而造成的實驗結論錯誤。
4.實驗系統的“多樣化”
數字化實驗系統融合了傳統實驗的優點，教學中可以根據實際需要，合理安排實驗，實現演示實驗和操作實驗的有機結合，也可讓課堂實驗和課外活動融合起來；既可以將實驗量化，也可以將實驗直觀化；同時，利用其可攜帶性使實驗應用于真實的環境，如河道水質測定、酸雨等環境問題，從而極大地拓展了實驗教學的內容，提升了科學教學的廣度和深度，給予了學生更大的學習空間。
三、數字化實驗系統對學生學習科學的影響
1.數字化實驗符合學生的認知規律，有利于提高學生的科學學科興趣
素質教育提倡要以生為本，學生的學習興趣是提高學生科學素養的基礎。傳統科學實驗方法較為落后、數據處理繁瑣、實驗可信度不高，實驗往往變成教師指令下的照搬照套，學生在實驗中缺乏思考，創造性不強，興趣不高。數字化實驗改變了這種模式，讓學生借助現代信息化手段完成實驗操作，在數字化實驗中可獲得更準確的數據，更可信的結論，這對學生科學素養的培養大有裨益。同時，數字化實驗以現代信息技術為支撐，操作簡便，可更好地激發學生的科學實驗興趣。
2.改變了實驗環境，有利于對學生科學素養的培養
傳統實驗課堂融入信息技術，極大地擴展了實驗教學的形式，師生在課堂教學中可以突破演示實驗和分組實驗界限，使教學過程中“邊講解邊實驗邊分析”成為可能，有利于培養學生優良的思維品質。同時，數字化實驗系統的快速測量，精確處理，使原來課堂上無法完成的實驗成為可能，使課堂教學手段更加豐富，有利于激發學生的想象力、創造力。數字化實驗網絡，便于實驗數據的合作與交流，有利于整合他人有價值的實驗數據及分析材料。這一系列的信息獲取和處理的過程，會大大增強學生的實驗素養、思維品質及團隊精神，為學生將來從事科學研究工作的環境接軌創造了條件。
3.有利于推動科學課堂教學模式改革，促進學生學習方式的轉變新課程教學改革要求科學要轉變“授受式”的教學方式，引導學生主動參與到科學探究活動中，借助數字化實驗實現“人機協作”、“師生互動”，在學生操作中，教師輔以問題引導，讓學生在操作中討論和交流，幫助學生更好地通過實驗而獲得結論。同時，借助數字化實驗進行生活拓展，讓學生在生活中展開探究，這對學生實踐能力和科學素養的培養極為有利。
1.傳統和數字化如何統籌兼顧的問題
數字化實驗傾向于讓學生借助科學技術手段，并在“做科學”的過程中探究科學知識，傳統實驗則強調要讓學生動手操作，動眼觀察，利于學生觀察能力、數據收集能力的培養，但由于要照顧教育經費的不公平情況，傳統實驗操作在此方面有明顯優勢。在各種大型考試中，傳統實驗操作仍占很大比例。學生實驗基本操作仍需補救措施[4]。在教學實踐中，因各種因素限制，兩者并不能很好的兼顧，因此，如何讓兩者有機融合就是科學教學中值得探究的一個課題。
2.如何增強探究實驗的有效性
如何減少學生在實驗中關注技術和設備多于實驗本身的問題，值得探究，因為初中學生對新鮮的事物具有較強的好奇心，而本身的知識結構又不能解決實際問題。因此，教師在實驗前要花大量的時間給學生介紹實驗儀器的結構和原理，而且初中學生的計算機操作能力相當有限，要將傳感器與計算機進行連接也是一個不小的挑戰。因此，教師對學生講解實驗的連接以及計算機操作等所做的工作遠遠超過了實驗所獲得的收益，作為教師如何增強探究實驗的有效性，是一個值得深思的問題。
3.要盡量避免為了數字化而數字化的實驗極端
在初中科學實驗中，很多實驗都是單一測量，如用溫度計測量溫度，操作簡單，沒有必要利用傳感器而對其數據進行傳輸。同時，在應用數字化實驗系統時，雖然其數據較為精準，但也要引導學生以客觀的態度對待數據，多一些自己的思考。
五、結束語
信息技術的發展為數字化實驗提供了強有力的支持，在初中科學教學中應用數字化實驗系統，可幫助教師更好地實現教學目標，引導學生在科學實驗操作中獲得更準確的數據和結論?；A教育改革少不了現代科學技術手段的輔助，但在實踐中也應客觀看待數字化實驗系統的優勢和不足，對其科學合理的應用，才能讓科學教學為學生的終身發展而服務。
作者：陸努杰 單位：慈溪市長河初級中學
參考文獻：
[1]史能.數字化實驗室在教學實驗中的應用[J].中國科技信息,2007,(16).
[2]許成果,艾倫.從教學媒體看教育技術的發展[J].中國教育技術裝備,2007,(07).
[3]魏巍.數字化實驗室與中學化學實驗[J].化學教育,2006,(11).
[4]田國生.運用數字化實驗教學推動新課程改革[J].中國現代教育裝備,2006,(04).
