平板电脑在小学科学实验教学中的应用
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摘 要：小学科学课程提倡探究式学习，学生常要搜集探究证据、处理实验数据、共享研究成果。本文结合小学科学课堂的现状探讨利用平板电脑在搜集探究证据、处理实验数据与建立模型、营造学习环境等方面的应用方法。
关键词：小学科学 平板电脑 实验教学 应用
21世纪是一个高度信息化的时代，互联网的爆炸式发展对人类生产生活的所有领域都有着前所未有的影响，人们每天都在接收海量的信息，随着移动网络的快速发展，移动端用户激增，便携式移动终端成为获取信息的重要手段。平板电脑技术已经被全社会广泛使用，是先进生产力的体现。随着信息技术的发展，平板电脑正逐步被应用于课堂教学。平板电脑以其良好的互动性、便携性、丰富的应用程序和网络化服务，成为最适宜教育教学应用的智能终端形态之一[1]。在小学科学课堂中，合理使用平板电脑可增强学生观察、记录实验现象的能力，提高学生搜集、分析、处理数据的速度，提供开放、互动、高效的交流平台。平板电脑是新时代學习者的必备智能工具，平板电脑支持下的科学课堂也必将成为未来的主流课堂之一。
一、平板电脑助力搜集探究证据
小学科学新课标指出，小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究[2]。搜集探究证据是科学探究的核心环节之一。反思科学课堂中收集证据环节可发现：有些实验的实验数据和现象用传统的搜集手段难以记录，这类型的数据和现象往往具有可供记录的时间极短和数值变化剧烈两大特点。平板电脑拥有多类型的传感器，能快速完成信息采集，这不仅提高了课堂效率，减低了自然观察的难度，还为科学探究提供了新的搜集证据方案。
比如，教师在教授低年段的孩子观察、记录校园中的生物时会遇到困难：有些小动物的移动速度飞快，又是“隐藏能手”，低年段的孩子凭借纸笔无法详细地记录小动物的特征。但是如果给每个小组提供平板电脑，利用拍照、录像功能，就能够高效地、准确地搜集探究数据。此后利用Word、美图秀秀等软件，可以用文字、图片补充观察时所发现的具体内容。另外“花帮主识花君”微信APP小程序、形色等软件有拍照识别植物的功能，可协助学生识别植物。混合搭配运用上述的应用程序有助于整体提高学生对生命科学领域的认知。
再如，教师在指导四年级上册“测量心跳”这一内容时，一般做法是利用手测量脉波的方法来记录运动前后心跳的频率，比较脉波变化情况，再归纳总结，这样处理教学环节会忽略心跳的峰值和高原期。如果能把运动时的心跳频率也记录下来，三者再比较，无疑能更好地总结归纳。但是受限于把脉这种传统的记录方法，学生是不太可能做到边测脉波边记录心跳频率。这时若运用“我的心跳”APP，利用平板电脑的摄像头对准使用者的脸部，软件就能通过捕捉脸部特征来测量心率，进而可以收集多个数据。这既能提高学生对心跳频率变化的认识，又能多学习一种利用信息技术测量心跳频率方法，可谓一举两得。
二、平板电脑助力处理实验数据和建立模型
搜集探究证据和处理实验数据是科学探究活动的重要环节。小学科学新课标提出了对高年级学生的要求：能基于所学的知识，用科学语言、概念图、统计图表等方式记录整理信息，表述探究结果[3]。将搜集到的数据转化为数学模型、物理模型，有利于学生得出实验结论。但是一节课的时间很有限，让学生整理数据和构建模型都需要较多时间。而平板电脑上的软件，能通过已经编写的算法处理数据，把抽象概念具体化，可以达到了事半功倍的效果。
比如，教师在教导六年级上册《抵抗弯曲》一课“横梁的抗弯曲能力”实验中，可以引导学生利用平板电脑上的Excel软件将所得到的实验数据转换为折线图。利用信息技术处理数据的优势能让凌乱的数据直观展现为数学模型，能更好地让学生感知横梁宽度和厚度对抗弯曲能力的影响。
再如，教师在教导六年级下册《在星空中（一）》一课时，由于学生在日常生活中观察星座有难度，所以对星座的含义、特征知之甚少，过去教师经常以建立模型的方法授课。除了传统教学策略外，还能利用平板电脑中天文3D+、虚拟天文馆等天文学软件加深认识。天文3D+APP能通过移动屏幕，观察在不同方位上的各种行星、星球、星座、星团、星系，并且可通过滑动屏幕在不同的方位进行观察。甚至可以出示星座中各恒星的位置，滑动屏幕连接各恒星，建构星座模型。
三、平板电脑助力营造全新的学习环境
过去的教学模式以教师为课堂的主体，单向传递科学知识、探究技能、情感态度价值观，学生被动参与预设好的学习任务。学习环境受时间和空间的限制，教具受诸多客观因素的影响。未来的学习环境需要借助以互联网、便携式智能手机与电脑、声像视频多媒体工具等为代表的信息技术， 在很大程度上打破了时空地域的界限， 网络学习、移动学习、微型学习、泛在学习、虚拟学习等一系列数字化学习不断涌现， 使得“时时能学、处处可学、人人皆学”成为现实， 从根本上营造出了前所未有的全新学习环境[4]。
比如，在课堂上学生和教师利用微信、QQ等共享平台及时拍照上传实验发现，这能提高学生的汇报效率，丰富课堂生成，更方便选取有代表性的例子做展示，为分析讨论提供更多的信息。教师也能利用平板电脑分享动态信息，借助多种的直播软件、抓屏软件，将各小组的讨论、实验过程通过屏幕展示给全体学生，促进其他小组的同学互相参考，取长补短。
再如，在课堂后学生可以通过手机将自己的学习心得、实验发现上传到兴趣小组群或云盘。以云端学习环境为基础，借助大数据时代相关性研究的便利，激发探索科学世界的主观能动性，实现“资源共享，家校互动，生生互动”，建立泛学习共同体。如今，学习共同体越来越热衷于利用多端口同时编辑的在线文档，腾讯文档可以与Office软件同时使用，打开平板电脑或者就在手机上都能在线查阅和修改文档内容，并且即时存档，可多端口同时查阅和修改文档内容。腾讯文档APP使得协作高度自由，很大程度上打破时空地域的限制。
结语
由于我国青少年近视患病率逐年增高，发病年龄日趋低龄，情况堪忧，《综合防控儿童青少年近视实施方案》应势颁布 。《方案》提出， 严禁学生将个人手机、平板电脑等电子产品带入课堂。但考虑到平板电脑对当代教育的深远意义，《方案》中还明确提出：需科学合理使用电子产品。应引导在校学生正确使用电子产品， 在信息时代下培养规范使用的电子产品学习习惯和科学用眼策略。任何一项技术都存在两面性，学校和教师的指导与监管，以及家长的通力配合将起到至关重要的作用。
促进平板电脑技术与科学教育融合是构建未来课堂的有效途径，挖掘可利用的信息技术，整合海量的教学软件，更新过时的教学手段，加强教师队伍对平板电脑的研究与创新，促进打造信息化校园。
参考文献
[1]李玉顺，史鹏越，杨莹等.平板电脑教学应用及其在我国的发展[J].电化教育研究，2015，36（06）：80-86.
[2]王永会，赵敏.小学科学科学标准[M].中华人民共和国教育部，2017.
[3]王永会，赵敏.小学科学科学标准[M].中华人民共和国教育部，2017.
[4]杨宗凯，杨浩，吴砥.论信息技术与当代教育的深度融合[J].教育研究，2014，35（03）：88-95.
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