【摘要】目前科学教师受精力有限、教学方式传统、实验受到器材和时空条件的限制等原因，科学实验教学难以普及到每一位学生。虚拟实验正好弥补了传统科学实验教学方式的直观性、立体感和动态感不足的现状。实践中，运用虚拟实验能提高实验效果，规范实验操作，丰富教学资源，跨越时空界限，提高学生的科学素养和创新能力。

【关键词】虚拟实验;科学教学

小学科学作为基础课程，是培养学生科学素养和创新能力的重要课程。开展科学实验教学能帮助学生掌握学习科学的方法，深入理解科学知识，从而提高科学素养。虚拟实验是运用信息技术手段模拟真实实验，它具有仿真性、可控性、开放性，弥补了传统实验的不足。

一、传统科学实验教学的存在问题

（一）教师精力有限，学生就手旁观

小学阶段一般不配备专职的实验员，科学教师精力有限，考虑学生年龄小，动手能力不强，为防止仪器损坏或学生因错误操作受伤，部分老师把教学的重点放在科学理论知识的讲解上，而忽视了对实践环节的把握，实验活动无法普及到每一位学生，教学效果大打折扣。如果学生获得更多的是间接的知识经验，对学习兴趣和学习结果都会产生不利的影响。

（二）教师照本宣科，学生不求甚解

科学课程专业术语较多，若学生不求甚解，老师的教学方式传统单一，照本宣科，学生机械地完成相关的科学实验，很难明白其中的实验原理。

（三）实验与我何干，科学索然无味

科学实验需要外在时空环境、实验仪器与设备等的配合，当条件不具备时，实验难以完成。小学生生活经验少，没有充足的知识储备，对部分抽象的问题难以理解，对实验兴趣不大，没有主导探索科学的热情，部分学生甚至害怕做实验。

二、应用虚拟实验优化小学科学实验教学的策略

（一）应用虚拟实验，提高实验效果

多媒体技术应用于课堂教学，能够调动学生的各种感官，从而促进学生理解和掌握学习内容。例如在小学科学实验教学中，有的实验是肉眼可见的，在微观世界中，存在不少肉眼无法观察到的科学现象，这时，教师可以充分利用虚拟实验的特点，以图片或视频的方式展示科学现象，直观地解释科学原理。如在使用温度计、测力计等测量工具时，教师需要进行演示实验，但由于学生不能清晰地看到读数，演示实验效果不好。为了让学生清晰地看到度数的变化，教师可以运用虚拟实验，让学生观察到读数的变化，发现其中蕴含的规律。例如小苏打与醋酸相遇、鸡蛋壳与白醋反应、电解水等实验，产生的气体是无色无味的，在反应液中以气泡的形式存在，若观察不及时，气泡就消失了，为了不错过重要的观察过程，教师运用实物展示台提高实验演示的可见度，让每一个学生都能看到和看清楚所演示的实验。虚拟实验可以不受时空限制，实现资源共享，提高学习效率。

（二）应用虚拟实验，规范实验操作

新课程改革要求科学教师重视实验教学，为学生营造一个良好的科学学习环境，促使学生积极参与教学活动、主动地探究科学。部分实验操作比较复杂或有一定的危险性，小学生动手能力有限，实验过程中有可能损坏仪器，甚至对身体造成一定的损伤，不利于后续的学习。若教师只顾在讲台上演示，可能会造成课堂秩序混乱、后排学生看不到实验演示的过程，达不到实验课的理想效果。此时运用虚拟实验，能良好地发挥出规范学生展开实验操作流程的作用。例如在教学“微观生物世界”时，学生要使用科学观察工具显微镜。显微镜是精密的光学仪器，成本较高，也容易损坏。学生要按照取镜、安放、对光、放片、观察、收镜等顺序，规范使用显微镜。为保证实验的顺利进行，教师可以运用虚拟实验，做好要领演示，让学生掌握正确的操作方法和实验技巧，在实验前认真观看，再让学生对流程进行回忆和复述，从而保证学生能对实验步骤有一个比较完整的认识再进行操作。又例如在过滤泥水混合液时，教师可以通过虚拟实验把过滤的要领：“一贴、二低、三靠”演示清楚，再让学生规范操作，可以提高实验的成功率。

（三）应用虚拟实验，跨越时空界限

科学课程中往往很多实验无法给学生演示，例如恐龙的灭绝、地表的变迁、日食月食的演示等等，需要利用专业人士的研究成果。大部分学生对火山喷发的自然现象停留在课外书或者卡通片等认知水平上，对喷发成因和喷发后的地形地貌了解甚少，更不知道地震和火山喷发都是地球内部力量对地形地貌改变的表现形式。在教学时教师可以用虚拟实验演示岩石圈六大板块在不停地运动、互相碰撞、彼此分离的过程，让学生明白这些过程能让地壳或岩石圈发生机械变形、变位、断裂等，然后展示火山喷发的视频和图片，进一步丰富学生对于火山喷发的认知，为学生的火山模拟喷发实验做好展示铺垫，帮助学生在思维上建立相关科学概念的内在联系，生动地为学生展示事物发展的过程。又例如蚕的生长周期较长：蚕卵变成蚕宝宝大约3天，蚕宝宝变成蚕蛹30天左右，蚕蛹变成蚕蛾大约10天，蚕蛾出生到死亡大约6天，蚕的从出生到繁殖需要一个多月。教师可以运用虚拟实验把蚕的生长过程从产卵、幼虫、吐丝结茧、蚕蛹到破茧化蛾的整个过程，清晰地展现在学生面前，使学生对蚕的零散的认识变得系统化，从整体上对蚕的一生进行了解。这样既能激发学生的探究兴趣，又能保证探究活动圆满完成。

将虚拟实验引入科学实验教学，对教师来说是一个挑战。对学生来说，能提供更多的实验操作机会。虚拟实验融入课堂不是取代常规实验教学，而是在恰当的环节突破教学重点难点，从而有效地达成教学目标，提升学生在科学知识、科学探究、科学技能及解决问题的能力。