1、 1 用计算机做科学实验教学设计用计算机做科学实验教学设计 【设计思路】【设计思路】 随着信息技术的发展，信息素养已成为人才素质评价的重要指标，本节课利用互联网教学资源，以 自主探究和小组合作学习的方式为主，让学生成为课堂的主角，通过信息技术课与其它学科的融合教学， 培养学生掌握和运用信息技术的能力，逐步提高动手实践、自主探究、创新意识等信息核心素养。 【教学分析】【教学分析】 （一）（一）教学内容分析教学内容分析 本节课的主题为用计算机做科学实验，是教育信息化趋势下信息技术与学科教学深度融合的一 个重要课题，以虚拟仿真实验室为载体，结合学生在物理课堂的实验经历，重点引导学生了解、体验在 计算
2、机上做科学实验的过程与方法；软件本身的操作使用并不复杂，难点在于学生能将物理学科知识进 行深度理解转化，利用虚拟仿真实验软件自主探究设计实验。通过本节课的学习，使学生体会到虚拟仿 真实验与传统实验方式的不同，深刻地感受到信息技术对我们生活学习的帮助，有助于培养和提升学生 进行数字化学习的兴趣与能力。 （二）（二）学情分析学情分析 本节课的授课对象为九年级学生。经过初中三年的学习，九年级学生已经基本具备逻辑思维、动手 实践、自主探究等方面的能力，且这个年龄段的学生好奇心强，对新鲜的知识具有很强的求知欲，所以 针对本节课授课内容，学生应当会表现出较浓的兴趣。另一方面，九年级学生无论是从信息技术课程
3、还 是物理学科来说，知识体系都相对完善，知识储备量较大，所以在虚拟仿真实验软件的操作上上手较快， 对涉及物理学科的知识点也能迅速做出反应。 但同时虽然九年级学生已经形成了一定的信息素养，但对于应用计算机辅助其它学科学习涉猎较少， 综合实践能力和创新意识还有待提高，本课中需要利用计算机进行物理实验的设计操作，在理论上学生 理解接受比较容易，但实际操作起来还不能达到知行合一的程度，所以在授课过程中老师要多加引导， 帮助学生将学科间知识进行深化理解和融合。 （三）（三）教学条件分析教学条件分析 本课程授课地点为多媒体网络教室，教学软件为 NOBOOK 虚拟仿真实验软件，课堂教学采用多媒体课 件，部分
4、内容利用网络教学资源授课，课堂反馈评价利用互联网进行问卷填写。丰富的网络教学资源、 2 图文并茂的教学课件以及稳定的网络教室都是保障教学顺利进行的必要条件。 【教学目标】【教学目标】 （一）（一）知识与技能知识与技能 （1） 认识了解虚拟仿真实验软件。 （2） 掌握用计算机做科学实验的基本方法和实施步骤。 （3） 能结合物理知识利用仿真实验软件 DIY 实验。 （4） 感受虚拟仿真实验与传统实验的不同利弊之处。 （二）（二）过程与方法过程与方法 （1） 秉承“学为主体，教为主导”的教学原则，以探索式学习为主要学习方式，教师提供教学资源， 学生自主探究学习利用虚拟仿真实验软件做科学实验的方法。
5、（2） 通过小组合作学习的方式，结合计算机软件应用及物理实验课程经历，自主设计符合要求的 DIY 实验，培养学生合作学习、创新思维、知识运用的能力。 （3） 通过分组辩论的方式，让学生在交流对比中明确两种实验方式的优缺点。 （4） 课堂评价反馈采用“问卷星”让学生填写问卷的方式，使教师更准确、快速、直观地掌握学生的 学习情况，并有针对性地作出修改调整。 （三）（三）情感态度与价值观情感态度与价值观 （1） 通过利用虚拟仿真实验室做实验，不仅能培养学生的学习兴趣，激发学生对科学的求知欲，也同时 提升了学生的自主探究和综合实践能力。 （2） 在享受用计算机做科学实验乐趣的同时，让学生体会到信息技术
6、与学习生活的紧密联系体验到教育 信息化的变革，培养学生的信息兴趣和意识，让学生掌握和了解信息知识、信息技能，提升学生的 核心信息素养。 【教学重难点】【教学重难点】 教学重点：教学重点：掌握用计算机做科学实验的过程方法，感受虚拟仿真实验与传统实验的不同。 解决策略：解决策略：主要通过自主探究的方式，教师提供文档、微课两种形式作为参考资料，让学生掌握虚拟仿 真实验的使用，并利用虚拟仿真实验软件进行物理实验；结合以前做实验的经历与本节课感 受，以分组辩论的形式让学生更全面、客观地看待两种实验方式的利弊。 教学难点教学难点：利用虚拟仿真实验室进行 DIY 实验，培养学生知识运用与创新设计的能力。 3
7、 解决策略解决策略：以三人小组合作学习的的组织形式，明确分工，完成“测电阻”的 DIY 实验，再进行分组演 示，实现生生互动，开拓学生思路，培养学生的创新思维。 【教学方法】【教学方法】 教法教法 具体实施具体实施 任务驱动法 通过任务驱动，引导学生学习虚拟仿真实验软件的使用方法，完 成 DIY 物理实验 问卷调查法 通过让学生填写网络问卷调查，了解学生的听课情况和学习效果 学法学法 具体实施具体实施 探究学习法 学生先自主探究，通过实践完成教师布置的任务，提高解决问题 能力和信息素养 小组合作法 通过小组讨论、总结实验方法步骤，并进行小组展示 【教学【教学流程图流程图】 4 【教学过程】【教
8、学过程】 教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入 新课 教师提问： 谈起“做实验”，同学们第一反应是去哪做？ 引入新课： 在大家印象中，放满实验器材的实验室才是做实 验的正确打开方式，但今天，老师要带大家去探 寻科学实验的另一种打开方式，这也就是我们本 节课的主题用计算机做科学实验 课件展示： 学生听讲，回 答教师问题， 了解本节课的 学习内容。 以简单的提问开门 见山的引入课题， 本节课的内容对于 学生来说本身就具 有吸引力，所以在 引入环节不花费过 多时间，将宝贵的 课堂时间留给学生 实践活动。 5 软件 介绍 介绍 NOBOOK 虚拟仿真实验软件， 讲解虚拟仿真实 验室的概念和理
9、化生实验软件特色： 向学生说明本节课以 NB 物理为例学习用计算机 做科学实验的基本方法和一般步骤。 认真听讲，了 解虚拟仿真实 验室，明确本 节课将要学习 的软件。 通过教师介绍 NB 虚 拟仿真实验，激发 学生的求知欲、探 索欲，培养学生的 学习兴趣。 自主 探究 下发学习资源，布置任务： 选择 1-2 个感兴趣的经典实验感受仿真实验软件 的魅力，参考软件使用说明文档或微课熟悉软件 界面，了解软件功能。 启动 NB 物理 虚拟仿真实验 软件，选择自 己感兴趣的经 典实验初步体 验用计算机做 科学实验的乐 趣，可选择参 考软件使用文 档或微课帮助 自己熟悉软件 操作。 引导学生通过自主 探究
10、获取新知，了 解 NB 物理软件的使 用，教师提供文档、 微 课 辅 助 学 生 学 习，解决教学重点， 培养学生的自主学 习能力。 6 小组 合作 通过自主探究对 NB 物理已经有了一定的了解， 内 置引擎支持任意组装实验，引出小组合作探究任 务：利用软件的 DIY 实验功能自主设计实验测量 电阻阻值，三人为一小组讨论探究，确定发言人 进行汇报交流。 学生分为三人 一 组 合 作 探 究， 明确分工， 设计电路， DIY 测量电阻阻值 的实验，并做 好汇报演示的 准备。 利用 DIY 实验培养 学生不同学科知识 融合运用和创新设 计的能力，提高学 生 的 综 合 实 践 能 力；通过小组合作
11、 探究的方式，突破 教学难点，强化学 生 合 作 学 习 的 意 识。 交流 辨析 课件展示： 教师引导学生通过本节课的实践，结合之前在实 验室做实验的经历，分为正反两方，针对“你认 为虚拟仿真实验可以完全取代传统实验方式吗” 这一问题展开辩论。 学生结合自己 的亲身体验讨 论思考教师提 出的问题，整 理语言阐述自 己 的 观 点 理 由，针对这一 辩 题 展 开 辩 论。 通过辩论的形式， 提升学生的语言表 达能力，也利于学 生更加客观全面地 看待两种实验方式 的利弊，培养学生 的辩证思维能力。 7 总结 拓展 教师总结： 虚拟仿真实验和传统实验都有各自的优点和局限 性，要学会辩证地去看待，
12、取长补短，将两种实 验方式结合起来，达到更好的学习效果。 课堂拓展： 观看利用 NB 生物软件了解鸟类飞行结构特点的 视频，感受 NB 生物中 3D 模型的魅力。 学生听讲，观 看拓展视频。 总结课堂所学与实 践所获；通过观看 NB生物中的3D模型 拓展学生的知识视 角，培养学生用计 算机做科学实验的 乐趣，让学生更深 切地感受到计算机 对我们学习生活的 影响，培养信息兴 趣，增强信息素养。 课堂 评价 教师下发课堂评价反馈问卷网址，督促学生 根据自己的听课情况认真、如实地填写问卷。 学生复制问卷 网址在浏览器 中 粘 贴 并 访 问，完成课堂 教学评价反馈 表。 课堂教学评价是课 程 的 重
13、 要 组 成 部 分，故从学习过程 和学习结果两方面 着 手 设 计 了 此 问 卷，学生填写问卷 后教师对收集的数 据进行统计分析， 获取教学的反馈信 息，对自己的教学 行为作出反思和调 整，促进教师教学 水平的提高。 8 【板书设计】【板书设计】 【教学反思】【教学反思】 首先对收集到的课堂教学评价反馈问卷进行了统计分析： 用计算机做科学实验 虚拟仿真实验 传统实验方式 取长补短 9 10 11 通过问卷分析，学生对本节授课内容非常感兴趣，绝大多数同学都能掌握本节课内容，认为自己的综 合实践能力有所提高，并愿意课后继续去了解学习相关内容。总体来说，本节课在教学过程中遵循“以学 生为主体，教师为引导者”的新课程理念，通过信息技术与其它学科的融合，体现教育信息化的特色，采 用自主探究和小组合作的方式，培养学生的自学能力和合作学习能力，学生的综合实践水平也得以提高。
