摘要：本文深入探讨了数字化实验在七年级科学项目化教学中的应用，通过整合数字化实验资源设计项目化课程、利用数字化实验平台实现翻转课堂、结合实体实验与数字化实验实现优势互补等策略，旨在提升学生的科学素养和实践能力。研究表明，数字化实验不仅丰富了实验教学的手段，还激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。

关键词：数字化实验；七年级科学；项目化教学

七年级科学教育是培养学生科学素养的关键时期，而实验教学是科学教育的重要组成部分。然而，传统实验教学受资源、时间和安全性等因素的限制，难以满足所有教学需求。数字化实验作为一种新型的实验方式，通过集成传感器、数据采集器和计算机等设备，实现了实验数据的实时采集和分析，为实验教学提供了新的可能性。本文旨在探索数字化实验在七年级科学项目化教学中的应用策略，以期为科学教育的现代化改革提供实践指导。

一、整合数字化实验资源设计项目化课程

（一）精选虚拟实验资源

在七年级科学项目化教学中，整合数字化实验资源是首要任务。教师应深入理解七年级科学课程标准，明确教学目标和实验要求，从而有针对性地精选与教材配套的虚拟实验资源。这些资源应确保与理论教学紧密衔接，能够帮助学生深入理解科学概念和原理。为了选择高质量的虚拟实验资源，教师需要对比不同虚拟实验室平台的功能性、交互性和安全性。功能性方面，平台应提供丰富多样的实验项目，满足七年级科学教学的需求；交互性方面，平台应具备良好的用户界面和互动功能，使学生能够轻松上手并积极参与实验；安全性方面，平台应确保数据的安全性和实验的准确性，避免误导学生或造成安全隐患。

（二）设计项目化课程

在设计七年级科学项目化课程时，应充分考虑学生的认知特点和兴趣，确保课程内容既具有探究性又富有实践性。以光学单元为例，教师可以设计一系列虚拟实验项目，旨在帮助学生深入理解光的反射、折射和成像规律。具体来说，这些虚拟实验项目可以让学生在虚拟环境中自由改变光源的位置、角度或介质属性，从而直观地观察光的传播路径和成像效果。通过调整实验参数，学生可以观察到光在不同介质中的折射现象，以及光在平面镜和凹面镜中的反射和成像规律。这种基于数字化实验的项目化课程设计，不仅有助于激发学生的学习兴趣，还能有效提升他们的实验技能和科学素养。

（三）强化理论与实践结合

在七年级科学项目化课程中，强化理论与实践的结合是至关重要的。虚拟实验虽然能够提供直观、便捷的实验环境，但实体实验器材的动手操作对于培养学生的实验技能和科学素养同样不可或缺。因此，在虚拟实验的基础上，教师应结合实体实验器材进行补充和验证。例如，在探究光的反射和折射规律时，学生可以先通过虚拟实验进行模拟操作，了解光的传播路径和成像效果。随后，教师可以组织学生利用平面镜、凸透镜等实体实验器材进行实际操作，验证虚拟实验的结果，并观察实验中可能出现的新现象[1]。

二、利用数字化实验平台实现翻转课堂

（一）预习与自学

翻转课堂模式的核心在于将传统课堂中的讲授环节移至课外，而课堂时间则更多地用于讨论和实践。在七年级科学项目化教学中，教师可以充分利用数字化实验平台，引导学生在课前进行预习与自学。具体而言，学生可以通过数字化实验平台，提前了解即将进行的实验项目，包括实验步骤、所需材料、预期观察结果以及初步的数据分析。平台上的虚拟实验工具为学生提供了模拟操作的机会，使他们能够在没有教师直接指导的情况下，初步体验实验过程，尝试不同的实验条件，观察并记录实验现象。通过这一预习与自学过程，学生不仅能够为课堂讨论和实验做好充分准备，还能在预习中发现自己的疑问和困惑，从而在课堂上有针对性地寻求解答，提高学习效率。

（二）课堂讨论与答疑

在翻转课堂的实施过程中，课堂时间被高效利用来深化学生对科学知识的理解和应用。教师不再重复演示实验过程，而是鼓励学生分享他们在预习中使用数字化实验平台的经历和发现，针对遇到的问题进行集中讨论和答疑。这一环节不仅促进了学生之间的交流与合作，还让他们有机会将预习中的疑惑和发现带到课堂上，与教师和其他同学共同探讨[2]。通过对比虚拟实验与实体实验的异同，学生可以更深入地理解实验现象背后的科学原理，同时，这种讨论也激发了他们对科学问题的批判性思考和创新性见解。

（三）小组合作与探究

在翻转课堂的最后阶段，教师可以组织学生分组进行虚拟实验和实体实验的操作与讨论，以此培养他们的团队协作能力和解决问题的能力。通过小组合作，学生不仅能够共同解决实验中遇到的复杂问题，还能在相互交流和协作中深化对科学知识的理解。在小组合作中，每个成员都可以发挥自己的特长和优势，共同为实验的成功贡献力量。同时，他们也需要学会倾听和尊重他人的意见，通过讨论和协商达成共识。

三、结合实体实验与数字化实验实现优势互补

（一）安全便捷的实验环境

在七年级科学教学中，有些实验由于涉及到危险性较高的操作或材料，往往难以在实际教学中全面展开。此时，数字化实验的虚拟实验环境便显得尤为重要。以电解水实验为例，该实验过程中产生的氢气和氧气若处理不当，可能引发安全隐患。通过虚拟实验，学生可以在安全的环境中模拟电解水的过程，观察并理解电解现象，而无需担心实验风险。此外，虚拟实验还为学生提供了一个便捷的实验环境。它不受时间和空间的限制，学生可以在任何时间、任何地点进行实验模拟，这极大地提高了实验的灵活性和可访问性。无论是复习旧知识还是预习新内容，学生都可以随时利用虚拟实验进行实践操作，从而加深对科学原理的理解。

（二）深化理论理解

以此同时，在七年级科学教学中，虚拟实验与实体实验的有机结合能够极大地促进学生对科学概念和原理的深入理解。以“物质的溶解与结晶”为例，学生可以先通过虚拟实验室软件进行模拟实验，观察不同物质在水中溶解的微观过程和现象，初步了解溶解的机制和影响因素。随后，教师可以组织学生在课堂上进行实体实验，让他们亲手操作实验器材，真实感受溶解过程中的温度变化、溶液的浓度变化等宏观现象。这种虚拟与实体实验的有机结合，不仅使学生能够从多个角度全面理解溶解与结晶的原理，还能通过亲手操作加深印象，提高学习效果[3]。

（三）提升实验技能

除此之外，在七年级科学教学中，提升学生的实验技能是至关重要的。虽然虚拟实验为学生提供了一个安全、便捷的实验环境，但实体实验的动手操作过程仍然是不可或缺的。通过虚拟实验与实体实验的交替进行，学生可以逐步掌握实验的基本技能，如实验器材的使用、实验步骤的执行以及实验数据的记录和分析等。在实体实验中，学生需要亲自操作实验器材，感受实验过程的变化，从而锻炼自己的动手能力和实验操作的准确性。同时，教师还可以在实验过程中及时纠正学生的错误操作，帮助他们规范实验流程，提高实验技能水平。

四、结论

数字化实验在七年级科学项目化教学中的应用具有重要的实践意义和价值。通过整合数字化实验资源设计项目化课程、利用数字化实验平台实现翻转课堂、结合实体实验与数字化实验实现优势互补等策略，可以有效提升学生的科学素养和实践能力。未来，应进一步加大数字化实验在初中科学教学中的应用力度，推动科学教育的现代化和创新发展。

参考文献

[1]夏华娟.七年级科学实验活动教学的实施与建议[J].中学课程辅导（教师通讯），2018，（13）：114.

[2]叶巧翠，周毅.七年级科学实验活动教学的实施与建议[J].理科考试研究，2015，22（22）：96-97.

[3]沈文娣.走出情境创设误区，激活学生科学思维——以浙教版七年级《科学》为例[J].学园，2013，（25）：127-128.