平板+：初中科学实验课高效教学的实践探索

平板+：初中科学实验课高效教学的实践探索

郑蔚玮

浙江师范大学附属杭州笕桥实验中学  310002

摘要：随着教育信息化进程的快速推进，传统教学逐渐与信息技术相互融合。本文通过总结初中科学实验课的教学实践经验，对初中科学实验进行分类，认为基于“平板+”模式下的初中科学实验课教学在提高学生学习兴趣、丰富师生学教方式、改变课堂组织形式、拓展学生学习资源等方面产生正面影响，提出了在课前、课中、课后三个阶段中借助平板功能加微课、任务单、云互动、成果集、资源包、问题串、虚拟实验、精准推送等载体结合，让科学实验的预习、探究、分析、巩固、拓展等教学活动打破传统课堂的讲授，实现以学生为中心的个性化学习，指向科学素养提升的实验教学。

关键词：平板+；科学实验教学；科学素养；操作载体

一、初中科学实验课教学现状

初中科学课程是以对科学本质的教学为基础、以提高学生科学素养为宗旨的综合课程，同时也是一门以实验探究为基础的开放课程。科学实验在教材中占据重要地位，不仅能提高学生学习兴趣和实操能力，还是学生探究自然规律、发现事物联系的重要途径，能更好地帮助学生形成正确概念并理解掌握相关知识。

通过实践和深入调研，目前初中科学实验课的教学主要存在以下问题：

1.教学模式单调，实验设计缺乏自主

实验课具有耗时、费材、难控等特点，教师往往在教学过程中选择传统课堂的教授模式，重理论分析而轻过程体验，重知识落实而轻技能提升，重浅表记忆而轻创新探究，原以为的高效速教，却是低能浅学。教师在实验教学中常先入为主，将实验目的、步骤、可能出现的误差直接告知学生或让学生简单模仿操作，既没有对实验背景进行阐述，也没有对实验设计的原因进行深入分析，教师的主体性压制了学生的自主设计。

2.教学活动单向，实验过程无法分享

由于课堂活动信息的单向传递，教师往往忽视因学生个体差异而产生的行为和结果差异，缺少师生、生生互动。生完成实验由于操作失误或实验误差，实验结果常与预期产生偏离，无法得出正确实验结论。同时，实验过程和实验现象局限于观察者本人，无法将他人正确的实验过程以及实验现象得以呈现，也无法将错误的实验过程再现，分析误差。

3.教学评价单一，实验分析脱离体验

受教学进度限制，教师为满足应试需要或采用演示实验替代学生实验，或程序性完成实验，甚至停留于看实验、说实验。教学实效的评价常以教师为主体，以知识目标的达成为结果，对实验的误差分析停留于理论分析而非体验分析，对结论的归纳停留于模式化造句而非真实得出。评价的单一性导致学生缺乏对实验的整体感知和充分的实验思考，导致对后续教学过程兴趣下降，学习动力不足。

二、初中科学实验的常见分类

基于2022新课标的课程内容分类和教材分析，综合初中阶段科学学科的所有实验，可将初中科学实验主要分为探究性实验、验证性实验、测量类实验、观察类实验、开放性实验五大类别。在不同类别中根据实验目的不同，师生的学教方式也各有侧重。

新课标强调科学教学要以促进学生核心素养发展为宗旨，要加强探究和实践活动的体验设计，避免程式化、表面化的说教，鼓励学生通过自主与合作方式展开各项活动。因此，对于不同类别的实验课教学，笔者利用平板电脑便携、互联、存储等优势，可以实现各类应用软件与实验教学的融合，打破传统教学时间、空间和内容的限制，赋予学生无边界的学习场，让学生得以自主探究、个性创造、深度思考，拓展学习资源、提升思维高度。

三、“平板+”模式的实验课框架

平板+模式下的实验教学遵守新课程改革理念，在教师的指导与帮助下打造以学为中心的课堂，探索通过九大平板+载体，融合线上与线下教学的优势，优化课前导学、课中探究、课后拓展三大教学环节，全面提高初中科学实验教学的实效，推动学生主动学习意识，提升科学核心素养。

（一）课前导学，达成认知准备

课前导学在教学设计中是必不可少的，是教学过程顺利开展的前提。导学即在教师引导下学生在学习前的独立准备过程，只有充分的课前预习才能达到学生最佳的学习状态，同时导学环节也有利于教师搜集学情，以学定教，更有针对性地设计后续教学环节。

1.发布微课，激发实验兴趣

根据调查分析，初中学生在完成科学实验时主要存在实验目的不明确、实验步骤不清晰、实验操作不熟练等问题，这些问题主要来源于学生的预习方式单一，仅停留于课本阅读，而课本呈现的是片面的装置图或长篇的文字描述，缺少实验立体的介绍，包括实验由来，实验步骤的展示、操作细节的讲解等。

平板+微课即通过平板在课前推送给学生实验教学微课，帮助学生巩固已有认知，在预习过程释疑解惑，从而满足学生内心困惑，激发学生学习兴趣。针对于实验类型的不同，微课的内容各有侧重。

2.推送任务单，前置实验设计

实验设计的过程是学生科学素养提升的关键过程，实验过程的不断完善更是形成科学态度、获得科学方法的重要途径。

教师可利用平板+任务单的形式在线推送，让学生围绕实验目的提前设计实验方案，从而留给学生足够的时间进行课前思考，以便课堂中侧重实验步骤的分享、交流、完善，为完成实验提供保障。同时，平板+模式下的任务单既便于教师精准掌握学情，通过学生答题情况的搜集，了解学生在实验设计中的思维过程，找到易错点和忽略点，从而加强后期突破设计。

3.发起云互动，解决基础问题

平板+云互动的形式，让学生在课前预习中能够针对自发生成的问题进行在线的即时提问互答，或教师抛出与实验有关的讨论话题。云互动的形式既激发了学生的好奇心和求知欲，又使得教师通过软件在课前进一步了解学生学情，为课堂问题的设计进行了提早预设。在云互动平台中，问答形式可由学生自选，或生生问答或师生问答，生生问答包括组内讨论和组间互评，提前解决实验前的问题。

（二）课中探究，实现思维进阶

真正的实验探究聚焦在课中部分，需要在实际体验实验过程后落实科学知识、培养科学素养，走向高阶思维。在课堂实验中，为保证学生实验时间的充裕，实验结论的正确得出，利用平板+模式可极大地丰富实验资源、方便数据处理、拓展实验素材，增强教学启发。

1.提供工具箱，优化实验过程

“平板＋工具箱”由学习材料、学习工具、实验操作示意图等组成，一般用于学生实验的优化，例如在实验过程搜索生活实例、链接知识、处理数据等。工具箱不仅仅是资料袋，而是撬动学生经历知识的发现、问题的思考、规律的寻找、结论的概括、新知的重建等一系列认知过程的工具，对学生新知的掌握和个性的培养都有积极的意义。

2.抛出问题串，深入实验分析

平板+问题串是一种以问题为驱动力，以培养学习者的问题意识、批判性思维以及问题解决能力为主要目标的教学载体。问题串产生于教师对学生自主学习和合作实验的观察与诊断，是学生在自主学习过程中未能解决问题的提炼和整合，具有阶梯式、递进式的特点。学生在回答问题的过程中能感受成功感，由易到难，思维逐级上升。

3.开发拓展包，生成实验改进

平板+拓展包的内容有很多，例如经典实验案例，实验不足分析、改进实验视频等，教师在构建拓展包时从学情出发，以课标为参考依据，挑选符合学生探究能力发展的内容。同时通过学习共同体的打造实现资源共享，借助生生之间的点评活动——点优、点疑、点异，师生之间的导助——助学、助疑、助教，从而提升学生思维含量，形成关键能力。

（三）课后拓展，改变实验评价

平板不仅是辅助教学的工具，更是实现多元教学评价的工具。对于学生课后的实验评价，不能仅停留于题目的完成，更多的是关注学生的差异，让更多的学生获得成功感，让知识的落实和应用在体验中、挑战中生成。

1.借助虚拟实验，熟悉实验流程

平板+虚拟实验是指借助于平板中的虚拟实验室app软件，营造模拟的实验操作环境，供学生的虚拟场中进行实验，模拟实验过程，再现实验现象。虚拟实验室中器材丰富、规格齐全，并附有使用简介，便于学生在使用前进一步了解相关功能，扩大知识面。同时，虚拟实验室中也提供了典型实验的微课视频或操作说明，不仅可以让学生通过反复操练、试错，进一步熟悉实验流程及操作要点，避免因实验操作错误而导致的仪器损坏、发生危险，同时也给予学生更多机会的尝试探索，激发学习动力，增加学习的趣味性。

2.分层精准推送，自选挑战任务

结合差异教学理论，利用智慧学习服务平台将题库诊断系统、在线考试系统的有机结合，建立“以学生发展为中心”的个性化学习库，分层推送不同星级的实验挑战任务，学生根据自己的已有学习成果选择挑战的实验相关任务。

四、“平板+”模式实验课的教学策略

（一）互联：让资源“活”起来

利用平板云端互联，教师在备课过程中根据学生的已有认知和需要，选择贴近学生生活、反映科技发展的学习资源推送至学生端，学生可在课前、课中或课后自主的选择资源进行预习、拓展和迁移，而不仅是局限于课本图片和PPT资源。

技术资源：运用平板的抢答器、人机对话、云空间等工具提升课堂生生互动和师生交互；借助平板监测系统，在课堂上实时观察、评测学生的学习状态，及时记录课堂活动，便于课后分析；借助作业推送、批改、反馈和纠错系统，精准分层教学。

平台资源：利用互联网的搜索平台、展示平台、互动平台等资源，扩大育人场，学生可以自主选择学习内容和方向、分享学习成果、交流学习心得、留痕学习过程。

空间资源：基于VR技术连接空中博物馆、科技馆、模拟仓等，让学生身临其境地感受真实情境，聆听教室外的声音，促进课堂学习。

（二）协同：让课堂“动”起来

“平板+”模式下的课堂是以教师为主导、学生为主体的课堂，课堂活动的开展基于学生的自治管理和小组合作，强调学生的协同探究和契约管理。在实验设计层面，学生通过课前导学进行步骤设计，通过展示不断点评补充完善；在实验操作层面，对于难以取材、危险性较高、成功率较低的实验，也可以人人参与进行虚拟实验；在实验分析层面，建立在体验基础上，不同层次的学生在小组内通过互助、互答、互评中共同进阶，达成学习目标。

（三）共享：让结果“真”起来

科学是建立在大量事实依据的基础上所形成的知识系统，以及获得这些知识的过程和方法。科学教学中的共享学习可以实现从“量”到“质”的提升，学生从全体参与到达成共识是体现科学本质的过程。“平板+”模式的课堂通过不同形式的共享，为深度学习建立基础，实现了个体新旧知识的交互，生生差异学习的互补，让学习真正发生。

共享屏幕：平板的共享技术可以使得难以观察的实验细节放大呈现，短暂快速的实验现象反复出现，学生可以真实地观察、记录、分析。

共享数据：科学实验的结论具有普遍性和可推广性，通过课堂实验数据的大量共享，可以更加精准地得到实验结论，避免实验的偶然性。

共享成果：实验成功的胜任感能激发学生的学习兴趣，促进学生的进一步思考，课堂中通过共享实验成果可以进一步引发思考。

（四）赋能：让评价“亮”起来

教学评价是教学高效实施的重要保障。“平板+”模式下的课堂评价更能体现评价主体的多元、评价形式的多样、评价标准的个性。

强化过程评价：利用平板的数据记录功能，教师可通过系统后台清晰看到学生的实验思考、实验过程，观察学生在实验活动中的表现，判断任务完成程度，并且随时调动实验片段推送至不同端口，供学生自评、生生互评、家校共评，引导学生及时的反思矫正。

探索增值评价：依托学校课堂点赞评价体系，以数字化点赞的形式及时在课堂中根据表现给予学生增值评价，依据不同维度的点赞数，评选课堂展示之星、点评之星、合作之星等。

关注差异评价：通过大数据的统计反馈，可以精准定位学生的知识掌握情况，针对结果的差异，结合学生日常学情，教师可以个性化地开展差异评价，尊重学生的发展规律。