摘要：随着数字时代信息技术的发展，小学生从小就能够接触到各种数字产品，感受到了这些现代工具的便利。这些产品不像传统科学实验室里的一些瓶瓶罐罐难以满足学生发展与实验的需求，学生把时间与精力投入到实施步骤中，没有时间去观察实验现象以及研究思考问题。因此随着数字技术的出现，传感器技术为小学阶段科学实验课堂的实验教学提供了更加高效自主的研究平台。

关键词：传感器技术；小学科学实验；教学有效性

引言：科学知识及传感器技术在科学实验课堂中的应用，既为小学生提供了亲身的探索体验，也丰富了研究实验的内容，更有效的激发起同学们的求知欲。同时，传感器技术缩小了实验的繁琐性，增加了实验教学的效率，让同学们有更多的时间和精力去探索，在探索中与同学相互交流，组织和探索实验现象和数据，完成自主研究。本文将课堂实践与传感器技术策略相结合，以提高小学实验科学教学的有效性。

一、及时测量，提高实验教学的效率

郁波老师在“科学探究与人是如何学习的”的报告中指出，假如只向学生介绍探索活动进行学习是不够的。为学生提供观察和批判性评价自己的探究实践以及同学实验的结果的机会，可以帮助同学们更好地理解他们在做什么实验以及为什么要做这一步骤。要做到这一点，教师需要实施科学实验研究活动，确保同学们亲身经历实验过程，并允许同学们有合理充足的时间与空间进行思考与沟通合作。

例如，在实施苏教版小学科学“测量呼吸与心跳”的实验教学时，同学们在进行心跳的测量实践时有时会发生费时费力的现象。究其原因，其一是用将贴近心脏部位感受心跳，不仅耗时也易出现误差；其二是在进行运动后，同学们的精力可能无法立刻集中，测量精确度较差；其三是要记录多个“一分钟”，导致课堂实验时间被测量、纠错占用了大半，研究的重点放在了“做”上，而同学们思考和沟通的时间和机会被迫降低甚至被忽略。这时，教师可以在课堂实践中使用技术心率传感器，或者使用手机中的心率传感器软件，同学们就能够通过数字化的工具快速测量各种状态下的确切心率数值，既能够节省时间，也能够排除其他因素困扰，增加了实验的准确性。让同学们的注意力从摸心跳、数数等过程转变为对呼吸和心跳联系的内在思考，增加科学实验的教学效率。

二、改善小学科学实验设计，强调传感器技术的应用

使用传感器技术来测试科学实验的效果具有感官直觉所无法比拟的高精确度。戴尔曾提出，教育逐渐从具体经验转向有效的抽象学习迈进。通往那里的道路必须由小学基础科学实验的具体经验来铺垫。但因为实验室设备方面的制约，部分实验无法在传统的小学研究实验室中进行，但数字研究实验室克服了这些约束，在测试实验效果时使用传感器技术能有效来减少来自感官的误差，增加小学科学实验课堂的教学效果。因此，在小学低年级科学实验教学中应用传感器技术，可以有效提高小学科学的教学质量，提升学生学习的效率，让实验课程的设计发挥最大的效用。

例如，在实施“保温装置的设计”的课程教学时，为了验证自身设计的保温装置的锁温功效，老师可以让同学们使用温度传感器进行操作。如：将温度传感器放进保温装置中，并利用观察分析系统软件中标示的温度与曲线的变化，验证同学们设计的保温装置的效果。此外，老师还可以将图表转换为实验报告为同学们进一步改善自己的保温装置提供证据。这也为老师有效评估同学们的设计效果供应了确切的数据依据，解决了传统实验条件下靠手摸一摸的不准确现象。

三、精确测量，拓展实验内容

小学探索性科学教学的第一步是“提出问题”。教师在课堂中将学生引入情境，让学生了解和思考有关的科学知识，然后逐渐聚焦于这个课程主题。根据学生对知识的理解和实践操作，教师逐步归纳出学生将要研究的问题。由于同学们有不同的概念理解和实践操作以及不同的研究需要，所以需求与条件之间往往是不匹配的。老师只有主动创造条件，才可以设计出最符合学生不同研究需求的实践内容。

例如，在实施小学科学实验“热水变凉”时，热水的变化既表现在“温度变化”方面，也表现在“重量变化”方面。在小学传统的教学方式中，由于仪器的局限性（天秤不够精确，非常难处理，容易出错），所以重量变化通常被刻意回避。在上述情况中，重力传感器技术就是一个重要的研究工具。如：同学们实验时使用数字电子秤，其称量范围为200克，精度为0.01克，能够更加精准的进行测量。并且，由于使用了重力传感器测得重量的变化并显示在数字屏幕上，实验将能够更顺利地进行，读取数据也能更直观便捷，方便同学们收集、分析与总结数据，分析热水中重力变化的规律，丰富实验教学的内容。

四、定量研究，创新实验方式

目前小学科学课本中的科学实验大多是不精确、质量不高、定量研究相对较少的。其重要原因在于小学科学实验的设备标准近十年来很少得到更新，老旧的实验设备仍是常态。传感器的引入既意味着实验设备的更新，更是将定性实验转化为定量实验的现实机会，这势必会导致实验模式的更新，将会有更少的定性描述和论证，而是更多地存在揭开现象背后的数值与数量间的关联。

例如，在实施实验“不同物体的反光程度”时，以往的实施方式是利用感官进行主观的定性评价，虽然对于反射能力差异较大的物体之间的探究同学们会达成共识，但是对于反射能力差异较小的物体，同学们时常产生观点的分歧。假设使用智能手机的光线传感器，反射能力的微小变化会被传感器检测到并以数值的形式体现出来。在这个过程中，同学们不再纠结于进行准确的定位，而是创新更有价值的实验方式，仔细控制实验中的变量，大胆地进行实验操作，仔细寻找数据，并利用证据发现关于物体反光强度的规律。

结束语：综上所述，传感器技术在小学科学实验教学中的运用，使得教学方法更加多样化，教育理念更加交互化，为改善科学学科的教育提供了新的思路。教师应充分利用信息技术与科学传感器在小学科学中的融合特点，使科学研究实验过程更丰富、更有质量、更科学、更有效果。在传感器实验条件变化的背后，是科学教育目标的深刻变化，而目标的变化最终会导致教学方式的变革。教师应根据实际情况，及时创新教学模式，提升实验教学的有效性。

参考文献：

[1]殷春丽.提高小学科学实验教学有效性的策略分析[J].中国校外教育，2019（32）：120+125.

[2]王燕君.传感器及配套软件在小学科学教学中的应用[J].中小学数字化教学，2022（07）：19-22.