数字化技术是一种处理图文声像等各种信息的技术，在教育教学领域中的应用已经拓展至教育数字化软件、设备、网络等设备，实现教学活动的革新。小学科学实验教学具有较强的抽象性和理论性，利用数字化技术开展实验教学能够进行运算、加工、还原、显示等处理，使实验教学更直观形象，符合小学生的认知特点。基于此，本文分析了数字化技术辅助小学科学实验教学的价值和要点，提出了几项科学实验教学策略，旨在利用数字化技术构建数字化实验教学流程，优化实验教学活动，促进学生深度理解和学习，强化实验教学效果。

在小学科学教学中，实验活动是促进学生理解科学理论知识，在动手探究与操作的过程中理解科学原理、学会应用科学知识解决问题，也是培养学生科学学科核心素养的有力手段。但在实验教学活动中，由于小学生认知能力发展不足，在参与实践性、理论性、抽象性较强的科学知识时，存在学习积极性较低、实验现象观察不清晰、科学原理认知不准确等问题，影响学生的学习效果。利用数字化技术能够优化科学实验教学活动，运用数字化设备和工具，实现图文声像等信息的获取、加工、还原、显示，将其与传统实验教学内容相融合，对其进行加工、充实和创新，构建新型实验教学模式，降低学生实验操作难度，提高实验教学效率和质量。本文结合小学科学实验教学经验，探究如何利用数字化技术创新科学实验教学活动，以期促进科学实验教学模式的革新，为教育工作者提供参考和借鉴。

一、数字化技术辅助小学科学实验教学价值分析

（一）有利于开展直观化科学实验，促进学生理解理论知识

在实体实验教学中，学生难以用肉眼观察实验现象、实验细节等。讲授式的教学模式难以促使学生进行全面观察和分析。数字化技术的应用能将抽象化的实验过程直观呈现出来，并应用数字化设备放大、缩小实验细节，促进学生在直观化的科学实验中开展多角度观察、比较和感知，加深对理论知识的理解和认知，形成系统化的知识体系。

（二）有利于开展趣味化科学实验，激发学生实验好奇心

在小学科学实验教学活动中，开展理论性强的实验教学难以激发学生的探究兴趣，存在学生学习积极性较低的问题。教师要结合学生的认知特点，利用数字化技术开展趣味化的科学实验，让学生进行自主实验和积极探究。例如，教师利用虚拟现实技术，构建虚拟实验平台，使学生在虚拟实验平台中开展实验操作，通过不断探究实验变量对实验现象和实验结果的影响，获得丰富的学习体验。同时，这类数字化技术的应用也能降低学生因害怕实验操作失误而出现的畏难情绪，以此增强学生的实验自信心，激发学生对实验的好奇心。

（三）有利于丰富科学实验内容，促进学生掌握多元科学知识

在小学科学实验教学活动中，教师以科学教材内容作为实验教学资源，存在实验教学内容单一的问题，且受传统教学方式的束缚，学生难以掌握合适的学习方法，科学知识视野较为狭窄。在数字化技术的支持下，教师能够以科学教材为载体和起点，利用数字化资源、数字化设备等丰富科学实验教学内容。例如，教师结合学生的学习需求，筛选与科学实验相关的自然、科技资源，开展多元实验研究活动，促使学生在实验探究过程中拓宽知识视野，掌握多元学科知识，同时形成创新思维和科学实践能力。

二、基于数字化技术的小学科学实验教学要点分析

（一）应用数字技术辅助教学，提升实验教学效果

在实验教学活动中，数字化技术的应用能构建趣味化和直观化的课堂，激发学生实验探究兴趣。以小学生现有的认知水平为基础，学生利用数字化技术开展实验探究需要依赖教师的引导和监督，以避免出现只展示数字化技术科技效果的情况。因此，教师要利用数字化技术辅助实验教学活动，有效发挥数字化技术的教育优势，促进学生开展有意义的实验探究活动，提升实验教学效果。

（二）应用数字技术启发思考，激发学生探究欲望

在小学科学实验教学活动中，教师需要完成知识的传授，启发学生思考和探究，让学生保持求知热情。基于数字化技术开展实验教学活动，教师要应用数字化技术，构建虚拟、生动的实验情境，在降低学生实验探究难度的同时，促使学生学会观察实验现象、感知实验数据，并学会用数据说话，从而形成科学态度和科学思维，激发学生的探究欲望。

三、基于数字化技术的小学科学实验教学策略探究

（一）优化实验教学准备活动，明确实验教学重难点

在以往的科学实验教学活动中，由于学生认知水平有限，存在实验操作混乱、实验方向不明确的问题，这影响了实验教学目标的落实效果。同时，小学科学实验操作环节较多，涉及多个变量，往往会导致实验操作偏离教学核心。因此，教师要利用数字化技术分析学生的学情基础，优化实验教学准备活动，明确教学重难点。教师要利用数字化技术辅助实验教学，了解学生对科学知识的掌握程度，以学生为主体、教师为主导，有针对性地优化实验教学策略，为创新实验教学内容、发挥数字化技术在实验教学中的优势奠定基础。

例如，教科版小学科学三年级上册第一单元“水”的教学活动中，“水有三态”是课堂教学重点内容，教师开展“认识固体”的拓展实验，使学生通过判断固体、理解固体特点的实验操作加深对物质概念的理解，形成物质意识，提升学生学习效果。基于数字化技术优化科学实验教学活动，教师在前置教学环节，利用数字化技术分析学生的学情，以明确科学实验教学重难点。

在课前，教师利用线上教学平台分发调查问卷，由学生扫码填写问卷。教师应用文字编码工具和数据分析技术处理学生的问卷数据，以此了解学生对科学知识的掌握程度，明确实验教学目标和方向。其中问卷调查内容为教师提供生活中常见的物体，包括纱巾、食用油、面粉、沙子等是不是固体、说一说自己的判断依据、总结与归纳固体有什么特点。教师利用数字技术分析学生的问卷回答数据，发现有68%学生认为食用盐是固体，判断依据是食用盐是颗粒状的且是硬的；剩余学生认为食用盐不是固体，判断依据为放在手中会从指缝中流走。有54%的学生认为面粉是固体，判断依据为面粉虽然细小，但这些细小颗粒是有固定形状的；有46%学生认为面粉不是固体，因为面粉一吹就散；有81%的学生认为沙子是固体，判断依据为学生依赖生活中玩沙子的经验，认为沙子可以一粒一粒拿起来；有19%学生认为沙子不是固体，因为沙子无法聚集在一起且没有固定的形状。

同时，教师利用大数据技术分析与处理问卷数据，生成词云图，发现大部分学生认为固体是硬的、不会碎的、不会改变形状的、不会流动的，存在对固体概念比较模糊、对固体特征认识不足的问题。教师明确实验教学目标为学生能辨认生活中的常见固体；学生了解固体在外力作用下，其形状和大小可能会改变，但其特性固定不变。教师以生活中常见的固体为实验对象，开展实验操作和探究活动，促进学生尝试归纳固体的共同特征，并开展讨论与交流，以此促进学生形成系统的知识体系。

（二）创新虚拟科学实验活动，丰富学生课堂学习体验

在以往小学科学实验教学活动中，开展线下实体实验教学受到实验设备缺乏、实验操作安全性的影响，以学生观看实验视频为主要活动形式，导致科学实验效果不佳，学生参与实验活动的积极性不足。数字化技术的应用能弥补传统实体实验教学的不足之处，开展数字化实验活动，降低科学实验开展难度。例如，教师应用NOBOOK虚拟实验教学平台创新设计虚拟实验活动，打破传统实体教学受时间、空间、器材限制的影响，促进学生在沉浸式体验和实验操作活动中加深对微观、宏观、高危实验现象的观察和理解，降低学生学习难度。同时，虚拟实验操作也允许学生不断操作实验，在试错和研究过程中，丰富课堂学习体验，提升实验操作自信。

例如，在教科版小学科学四年级上册“声音是怎样传播的”实验教学活动中，该实验活动涉及多个操作活动，包括学生要观察音叉敲击水面、桌面时的变化。但在实际教学活动中，由于实体实验难以满足真空实验条件、学生实验操作方向不明确等问题，导致实体实验教学效果不佳。应用NOBOOK虚拟实验平台，教师设计三个科学实验，包括声音在液体中的传播、声音在固体中的传播、声音在空气及真空中的传播，并关注学生的主体地位，开展合作探究的实验活动。在虚拟实验平台中，教师呈现“声音传播需要介质吗”的实验导入画面，由学生点击“开始实验”按钮，学生操作实验平台，完成实验步骤。步骤一：将闹钟放在真空泵中观察；步骤二：打开声音，聆听声音；步骤三：逐步注入空气，聆听声音发生了怎样的变化。在该虚拟实验活动中，学生通过操作虚拟实验软件，感知声音的传播方式。学生通过观察虚拟实验现象，通过抽出空气、注入空气，体会闹钟发出声音、空气传播、玻璃罩传播、空气传播、最后传到耳朵的过程，在实验操作过程中提炼实验证据，在亲身体验的过程中加深对理论知识的理解和认知，丰富实验学习体验的同时，提升实验学习效果。

（三）利用多媒体实验资源，促进学生深度理解实验原理

在数字化技术影响下，小学科学实验教学能够利用数字化资源，使用图像、动画、声音等多媒体实验资源，丰富科学实验表现形式。利用多媒体实验资源创新实验教学活动，将抽象的实验原理以直观、形象的方式呈现出来，同时结合学生的认识规律，将实验原理进行拆分和重组，使学生观察与分析实验现象，深入理解实验原理。

例如，在教科版小学科学五年级下册“温度与水的变化”实验教学活动中，学生需要观察水加热时的变化现象，理解水形态的变化与温度的关系，并观察水的温度在发生变化时，其形态会发生怎样的变化。在以往课堂教学中，教师呈现用酒精灯加热清水的实验，由学生观察清水加热过程中的温度变化、形态变化等。这类实验教学活动难以为学生提供真实的实验操作机会，且示范实验导致学生对实验现象的观察不清晰、对实验现象背后的实验原理认知不足。为此，教师利用数字化技术，使用多媒体资源呈现酒精灯加热清水的动画视频，并通过操作视频的放大、缩小等方式帮助学生理解与分析实验现象和实验原理。例如，教师利用希沃白板呈现动画实验视频，首先在烧杯中加入一些清水，并按照小学科学实验操作规范放置温度计，由学生观察温度计的变化。其次，在烧杯中水沸腾后，视频中的酒精灯被撤走，学生再次观察水的温度变化。最后，教师将清水的加热过程清晰呈现出来，即将酒精灯加热容器底部的过程展示出来，由学生观察水的变化。在该过程中，学生观察到烧杯底部的水受热上升、周围冷水补充到容器底部、冷水再次受热上升，以此了解酒精灯加热清水的过程，使学生加深对实验科学原理的理解和感知。

在多媒体资源的支持下，教师呈现动画形式的实验资源，展现直观易懂的科学知识，使学生在观察与分析实验现象的过程中深刻理解科学原理，强化学生的实验学习效果。

（四）利用实验数据采集技术，培养学生实验数据分析能力

在小学科学实验教学活动中，学生需要分析实验数据，学会用实验数据证明，以此形成科学思维和科学素养。在以往科学实验教学活动中，学生仅仅使用肉眼观察实验现象，存在主观判断的问题。在数字化技术支持下，小学科学实验教学革新要利用实验数据采集技术，使用数据采集器、数据传感器等工具实时采集数据、自动记录数据，提升科学实验数据的可靠性、科学性。同时，教师引导学生学会分析实验数据，使用数据分析软件直观观察数据的变化趋势，基于数据下结论，提升科学思维、客观数据分析能力。

例如，在教科版小学科学四年级下册《植物的生长变化》单元教学活动中，教师设计以“凤仙花的一生”为主题的项目化教学活动，以探究不同光照条件下植物的生长情况为主要内容，引导学生感知植物生长的各种参数，并感知环境因素对植物生长的影响。在实验活动中，教师为学生提供凤仙花种子、培养土、花盆、光照设备等，学生需要种植凤仙花、观察凤仙花生根过程、观察凤仙花茎和叶的特征、凤仙花开花过程等，了解植物生长的规律和影响因素。在该实验活动中，教师为学生提供多种数据采集设备，包括用于接收、监测、处理植物生长的土壤湿度、光照强度、有机物成分的传感器设备，并应用数据处理软件对接收的数据进行预处理和转换，由学生分析环境因素与植物生长情况之间的关联性。

四、结语

总的来说，数字化技术在科学实验教学中的应用，能够利用数字化设备和工具，开展直观化、趣味化、丰富化科学实验活动，降低学生的实验操作难度，促进学生理解理论知识、激发学生探究兴趣，提升学生实验学习效果。在教学实践中，教师要利用数字化技术辅助实验教学，并尊重学生主体地位，以启发学生深度思考和探究。教师要利用数字化技术优化实验教学准备活动、虚拟科学实验活动，并使用多媒体实验资源、数据采集技术和数字记录技术，优化数字化实验教学流程，构建数字化实验教学路径，提升实验教学有效性。未来，在数字化教育技术不断发展和应用的背景下，教师要进一步探索数字化技术的创新应用路径，为实验教学服务，提升教育教学质量。