小学高年级科学课中仿真模拟实验软件的应用研究 文档资料

小学高年级科学课中仿真模拟实验软件的应用研究
藏文网站  仿真模拟实验软件在小学科学教育教学中的意义 
  根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》的要求,我们需要加强优质教育资源的开发与应用,加强学科之间的整合教学,引进先进的教育资源。小学科学课程标准也指出,“要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学的学习,将学生的科学学习置于广阔的背景之中”。因此,我们应很好地开发和利用仿真模拟实验软件这一教学资源,利用其对参与者生成视觉、听觉、触觉等各种感官信息,带给参与者身临其境的感觉,以弥补实际教学中的缺憾。 
红柳河  仿真模拟实验软件的优点及弊端 
  ①压缩和放大时间。仿真模拟实验软件的压缩与放慢功能对学生进一步理解科学知识是十分有益的,能将科学课从实验室移到计算机室,实现课程的整合,同时学生可以控制实验进程,能随时重复、放慢(加快)某一环节,这就给了小学生无意犯错却能“改正错误”的机会,这在传统实验室中是无法实现的。 
  ②变不可能为可能。仿真模拟实验软件能把课堂上一些不太可能或根本不可能实现的实验搬进课堂。学生根据软件中预先设计好的问题以及对下一步骤的提示做出选择,有了更多自主选择的权利和机会,进而设计或选择跟别的小组不一样的实验方法,
这样学生不单单是信息的接受者,更是科学实验积极的参与者。 
  ③提高学生的综合能力。由于学生天性喜欢玩游戏,而仿真模拟实验软件能设计出好多种有趣的实验,让学生边玩边学。学生思维活跃了,解决问题的能力就提高了,真正将学习从“让我学”变为“我要学”。 
  ④开源性好、直观性强、仿真性高、互动性佳、危险系数低。本软件资源仅需要下载一个Java程序即可,免费使用,网站首页提供了小学、中学常见实验代码,下载的文件小,便于储存,如果还想深入了解可以选择初中版本来加深认识,拓宽视野。直观性表现在该软件采用图画、表格、动画等形式来呈现学习内容,还设计了提示语操作步骤、实验注意事项、操作指南等,既有助于学生自学,也有助于教师指导。该软件模式提供了近乎真实的实验情境,有仿真的实验器材、测量工具等,当实验参数改变时,它会发生精确的实验变化,产生近乎真实的实验效果。互动性佳表现为该软件提供了更多师生互动的机会,学生
可以人人参与演示实验,教师也无须巡回指导,克服了传统实验时难以掌控学生纪律这一难题。危险系数低体现在有些实验器材是比较危险的、易碎的,威胁到学生安全,而现在用仿真模拟实验软件就不会出现这种情况了。学生会把注意力集中在新知识的获取上,在协同的学习环境中接收新信息、新知识。 
  该软件不仅能激发学生的学习兴趣和热情,更能促进其对抽象知识的理解、内化和应用,提高学生的自主学习能力,为培养
创新型人才打下良好的基础。但需要注意的是:现代教育技术在教学过程中只能恰当使用,不可滥用,尤其对于小学科学课来说,能亲历科学探究过程获取第一手资料的,就不能用信息技术代替动手操作的实验,而只能将其作为补充,用在实验前后帮助学生预习或加深对实验的理解。 
  仿真模拟实验软件在小学高年级科学教学案例中的应用 
  案例一:PhET的《能量的形式和转换》仿真实验可以将能量的多种形式直观、形象地呈现出来,通过观察能量的形式,如动能、机械能、太阳能、热能等之间的转换,进而认识
能量的不同形式及其产生的效果。既可以通过自动调整速度、云层的多少、火焰的大小及改变加热或冷却条件明显看到水壶中蒸汽产生的热能转换为机械能,然后转换为电能,接着转换为热能,最后带动水轮转动,使水温急速升高(如图1),还可以加入能量符号更加清楚地看到能量转换的过程,使抽象的概念清晰化,便于学生理解和认识(如图2)。该实验同时作用于学生的听觉和视觉,使其能直观、清晰地看到能量转换的整个过程,其带来的教育效果是传统教学所无法实现的。当然,除了教师演示该实验外,学生也可以人手一台电脑,自己进行操作学习,这样学生的主动性增强了,学习兴趣浓厚了,学生变得爱学、乐学,学习效果自然也就提高了。 
  案例二:PhET的《斜坡的启示》仿真实验,提供了“利用斜面可以省力”和“斜面角度大小不同与所需拉力不同”两个
天敏高清播放器实验。在实验中,学生可以选择不同的研究对象进行实验(如图3),不仅选材比课本丰富有趣,还能节约搭建斜坡的时间,进行多次练习。在教学中,教师需要根据学生情况、学习活动的特选取软件中相应的功能。学生可以自己动手探究,将坡度大小不同的斜面进行比较,使得实验更具科学性、准备性、直观性、可比性,大大提高了实验的效率。斜面
的坡度大小与所需拉力之间的关系是本课探究的重点实验,以往的教学是让学生利用木板、小车、测力计进行实验比较,为节约时间只能采取小组合作的方式。而利用仿真模拟实验软件,学生可以自己在计算机上动手操作,直观、形象地看到坡度大小不同的斜面所需要的力是不同的(如图4)。这样学生学得轻松,乐于将科学课与信息技术操作课放在一起来上,无形中整合了各学科知识。 
  案例三:《七光》的实验属较难开展的光学实验,其重点是光的分散与混合,需要在暗室里进行。教师可以先下载互动式模拟实验文件,然后在课上简明地讲解文件的使用方法、实验原理和实验要求,最后指导学生进行模拟仿真实验。    ①学生独自操作计算机进行“三原混合”实验。设置红光、绿光、蓝光两两混合,然后观察图5中的人能看到什么光,并及时记录实验现象,完成探究单的第一部分――光的混合。 
  ②认识滤光的实验:一束白光通过有的透明物体,也就是滤光片,我们的眼睛会看到什么(如图6)?大家观察仿真模拟并及时地把发现用相应的水彩笔记录实验中的“滤光片作用”,
在探究单的第二部分――白光通过滤光片。 
劲松六中  ③学生独立操作计算机进行“滤光片作用”实验并记录各自的发现。同一种滤光片,分别透过不同的光,会有什么样的发现(如图7)?不同的滤光片,透过同一种光,又有什么发现?这样,学生能在启发思考的环境下愉快地研究光的奇妙现象。 
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  仿真模拟实验软件应用带来的启示 
  仿真模拟实验没有普通意义上的实验器材,而是在计算机上用仿真软件模拟现实的效果。它不仅避免了器材需求量大甚至缺乏的问题,还可以保存仿真模拟实验源代码,让学生将实验带回家继续研究,或选择其他物品进行二次实验验证。这样学生的兴趣高涨了,积极性增强了,更加喜欢科学课了。 
  但是,对于小学科学课来说,学生亲历探究过程、获取第一手经验是极为重要的,即使模拟实验有很多优点,也不能用它完全代替学生的动手实验。因为学生在动手的过程中不仅能学到知识、建构概念,还能体验小组合作的快乐,收获成功与失败的情感体验,这些都是虚拟实验无法给予的。 
  其实,仿真模拟实验的软件与教学课件没有绝对的界线。一般情况下,仿真模拟实验软件
都是图形、图像化的,像是真实世界与抽象知识之间的一种“模型”。在科学课中,仿真模拟实验也经常与真实的实验结合到一起,相互配合,以达到更好的效果。以仿真为主既有在计算机教室里由学生操作的、在具体应用中,
朝鲜日报中文版

本文发布于:2024-09-23 20:18:55,感谢您对本站的认可!

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