基于数字化实验的逻辑推理和科学论证

为进一步推进课程改革，充分发挥名师工作室的引领作用，助力工作室成员专业成长与发展，在江苏省十四五规划集体课题《小学科学“双螺旋课堂”构建与实施的研究》的引领下，2023年3月24日，江宁区小学科学“张骏名师工作室”专题研讨活动在东山小学如期举行。本次活动基于“小学科学‘双螺旋结构’课堂构建与实施研究系列活动（三）——基于数字化实验的逻辑推理和科学论证”的主题，江宁区小学科学张骏名师工作室全体成员以及江宁区第二届小学科学青年教师研修班1组成员全程参与了此次活动，活动还特别邀请了来自秦淮区教师进修学校的苏教版科学教材主编方锦强老师。本次活动首先由东山小学洪敏老师、阴玉洁老师、许宇翔老师和江宁实验小学周倩老师分别从传统实验和数字化实验两个角度展示《水受热以后》和《水遇冷以后》的同课异构研讨课。随后南京市优秀青年教师李菲老师、省实验比赛一等奖获得者黄璐璐老师为以上四节课做点评。最后由秦淮区教师进修学校高级教师、苏教版教材主要编者方锦强老师带来《数字化实验》专题讲座。

活动伊始，在主会场由许宇翔老师执教《水遇冷以后》一课。课堂以冬天爆裂的水管为导入，引导学生思考出现这个现象的原因是什么？通过三个问题：什么物质使水管爆裂？什么变化使水管爆裂？什么因素使水结冰？引导学生思考水遇冷过程中的形态变化、体积变化和温度变化，层层递进，设计巧思。在数字化实验室中，学生利用实验装置成功造冰，并且实时监测到了整个实验过程中的温度变化，甚至在结冰过程中的细微放热也被探测器成功捕捉，为学生今后的学习增添了浓厚的学习兴趣。

分会场由洪敏老师执教《水受热以后》一课。她以生活中常见的烧开水现象导入，通过视频明确水烧开时的具体现象，为后续学生的研究做铺垫，接着通过观察、记录等手段探索水沸腾前后的温度变化，明确水沸腾时的温度称为水的沸点，一般情况下水的沸点是100℃，但实际测量中可能受到气压的影响沸点会低于100℃。通过对水温的测量记录，不断地收集数据并分析整理数据，对数据进行逻辑地推理论证，从而发展学生的科学思维。

第二节课主会场由阴玉洁老师执教《水受热以后》一课。教师开门见山提问：通过加热将冰加热成了水，继续加热，会产生什么现象呢？数字化实验手段的加入，为学生提供了更多观察的时间，在传感器的检测下，温度变化记录在电脑上实时显现，学生精确地观察到了水沸腾的时间，也观察到了水沸腾前后的温度变化。从而更更好地分析数据，发现其中的规律，为科学论证观点提供了有力的证据。

分会场由江宁实小周倩老师执教《水遇冷以后》一课。教师首先让学生观看“玄武湖结冰”视频，以问题“冰是如何形成的”、“水开始结冰的温度是多少”唤醒原有旧知，让学生根据已有生活经验和视频有依据地猜测水开始结冰的温度，以“水结冰的过程中，什么会发生变化”为活动的核心问题，学生根据生活经验说出“形态”、“温度”、“体积”会发生变化的猜想。接着教师引导学生设计实验，并在课堂上制造冰。通过小组合作实验，借助前几课时的知识及实验技能的积累，感受水在结冰过程中的温度及体积的变化。最后通过联系生活，了解生活中常见的水遇冷现象，寓教于乐，学生收获颇丰，成就满满。

展示课过后，由南京市优秀青年教师李菲老师、省实验比赛一等奖获得者黄璐璐老师为以上四节课做点评，两位骨干教师分别结合课例对教学中促进学生科学思维的设计谈了自己的看法，她们认为无论是传统的实验课堂，还是数字化实验课堂，都要基于证据及逻辑性进行科学论证，而科学论证的有效性需要科学可靠的证据，数字化实验的技术为搜集更加精准的数据提供有力保障。

接下来由秦淮区教师进修学校高级教师、苏教版教材主要编者方锦强老师带来《数字化实验,想说爱你不容易？》专题讲座。方老师的讲座幽默风趣，干货满满，他从“数字化实验是什么”“为什么要数字化实验”“数字化实验能干什么”“数字化实验要怎么选”以及“数字化实验怎么做”五个方面深入浅出地为大家阐述了数字化实验的内涵与实际操作策略，为大家今后如何更好的利用数字化手段教学，解决教学过程中的技术难题指引了方向。

最后工作室主持人、南京市江宁实验小学张骏副校长对本次教研活动做了总结，并布置下一阶段工作室的工作计划安排。本次教研活动，让工作室的老师们进一步明确了“双螺旋结构”课堂的基本范式，并让大家更加深刻地认识到了基于证据和逻辑的的科学论证对于发展学生科学思维的重要性。

“张骏”名师工作室研讨活动的深入开展，对强化名师培养、充分发挥名师的示范引领作用、促进青年教师专业成长具有重要作用。求真务实，求实创新，工作室将立足新起点，聚焦新目标，打造新课堂，在科学教学的道路上探索前行！

撰稿：张牧文

校对：郭永宁

审核：张  骏