运用教育装备提升小学科学实验教学质量的策略研究

张耀华

亳州市第八小学   

摘要：当今教育信息化、智能化发展迅速，新型教育装备逐步走进小学科学课堂，为创新实验教学提供了必要的物质和技术支撑。本文结合当前小学科学实验教学的现状及存在的问题，分析教育装备在优化实验教学中的应用价值，聚焦优化装备应用，提出符合教学实际、可行有效的具体优化策略，提升小学科学实验教学质量，促进小学生科学素养的全面发展。

关键词：教育装备；小学科学；实验教学；优化策略

一、引言

小学科学新课标明确指出，科学探究是科学学习的核心，而实验教学是开展科学探究的主要形式。科学实验能够帮助学生直观感知科学现象、理解科学原理，培养学生的观察能力、动手操作能力和逻辑思维能力^[1]。然而，当前我国部分小学科学实验教学仍存在诸多不足，制约了实验教学的质量。

教育装备作为教育教学的物质基础和技术支撑，深入研究运用教育装备优化小学科学实验教学的策略，对于实验教学、提升实验教学质量具有重要的理论意义和实践价值。

二、当前小学科学实验教学的现状及存在的问题

随着素质教育的推进和教育投入的增加，小学科学实验教学条件虽然得到了一定改善，但不同学校对小学科学实验教学的重视程度不同，装备配备不平衡，缺乏实验优化研究，实验开出率低，实验教学质量低等问题。同时，多数学校的教育装备的应用多停留在表面，未能与实验教学深度融合。

三、教育装备在优化小学科学实验教学中的应用价值

（一）丰富实验教学内容，突破教学难点

针对部分实验存在危险性大、实验周期长、现象不明显等问题，应用教育装备不仅能够丰富实验教学内容，而且能够有效突破这些实验难点。如在“定滑轮和动滑轮”实验中应用电子测力计，可以更准确读取数据，使省力与否现象更明显。

（二）激发学生探究兴趣，凸显学生主体地位

小学生好奇心强、求知欲旺盛，对新鲜事物充满兴趣。教育装备的多样性和趣味性能够有效激发学生的探究兴趣，调动学生参与实验教学的积极性和主动性。在实验教学中，学生通过自主操作教育装备，主动观察、思考、分析实验现象，培养自主探究能力和创新思维，真正成为实验教学的主人。

（三）优化实验教学过程，提升教学实效性

教育装备的应用使优化实验教学过程更优化，提高实验教学效率和质量。如数字化实验装备，它能够快速、精准地完成数据采集和分析，自动生成数据图表，减少人为误差，提高实验的精准性和实效性。

（四）培养学生核心素养，促进全面发展

小学科学实验教学的核心目标是培养学生的科学素养，包括科学知识、科学探究能力、科学思维、科学态度和责任等方面。教育装备的应用能够为学生核心素养的培养提供有力支撑^[2]。因此，教育装备的应用能够促进学生核心素养的全面发展，为学生的终身学习和发展奠定坚实基础。

四、运用教育装备优化小学科学实验教学的具体策略

（一）精准配置教育装备，实现装备与教学的深度适配

立足教学需求，分层精准配置装备。结合小学科学课程标准和各年级教学内容，根据不同年级学生的认知特点，实行“分层配置、按需适配”的原则，避免装备配置的盲目性和同质化。第一学段以培养学生的观察能力和动手兴趣为主，配置简单、直观、趣味性强的基础实验装备，如放大镜、简易显微镜等；第二学段配置常规实验仪器、基础数字化装备、智能观测装备，满足学生开展基础探究实验的需求；第三学段配置高端数字化装备、虚拟仿真实验系统、创新实验，满足学生开展探究性、创新性实验的需求。

（二）深化装备融合应用，打造探究式实验教学场景

1.研究数字化与传统装备融合，发挥最大优势。如利用酒精灯、烧杯开展“水的蒸发”实验，学生通过传统装备，感受蒸发现象；通过数字化装备温度传感器精准采集温度数据，直观温度变化规律，可促使动手能力和科学思维双向提升^[3]。

2.构建“装备+探究”的实验教学模式，增强探究性。如在“蚕的一生”实验中，利用智能饲养箱的高清摄像自动记录关键瞬间，利用传感器，实时监测蚕的生长状态，引导学生分析生长数据，探究环境因素对蚕生长的影响，实现教育装备促进实验探究的完整探究闭环^[4]。

3.组建虚拟仿真装备系统，突破教学局限。对于周期长的实验内容，引入虚拟仿真实验系统拓展实验教学的场景和范围；对于高危实验，如研究易燃易爆有毒气体的性质等，利用虚拟仿真系统模拟实验，避免实验风险。这样利用虚拟仿真系统创新实验，可以有效突破教学局限^[5]。

（三）增强教师研究意识，优化实验装备

教科书上的实验设计也并非都是完美的，随着时间的推移和信心技术的发展，可能也会暴露出实验的短板。因此，作为科学教师要增强研究意识和优化实验装备的能力。经常对实验设计进行反思，寻求创新，规避实验设计的短板。如实验需读取温度数据，用数字传感器读取代替温度计，可以很好地规避人为误差；如需读取力的大小，也可以使用电子测力计代替传统测力计，减小人为读数误差，增强准确性。

另外，还要定期了解最新装备研发情况，及时引入新型教育装备，如AI智能实验助手等，可提升实验效果，确保实验质量。

（四）拓展装备应用场景，实现课堂内外有机衔接

1.依托装备开展课外探究实验，延伸教学链条。利用便携式教育装备，引导学生开展课外探究活动，将实验教学延伸到课堂之外，培养学生的自主探究能力。例如，引导学生利用便携式放大镜、简易显微镜，观察校园内的植物、昆虫，记录观察结果，开展“校园生物多样性”探究活动，让学生在生活中感受科学的魅力，提升科学应用能力。

2.利用装备搭建生活化实验场景，强化知识应用。结合生活实际，利用教育装备搭建生活化实验场景，让学生在生活化的场景中开展探究活动，将科学知识与生活实际相结合，提升知识应用能力。例如，在“水的净化”实验教学中，利用过滤装备、活性炭吸附装置，模拟生活中的饮用水净化过程，让学生了解水净化的原理和方法，引导学生关注生活中的水资源保护问题。

3.拓宽跨学科装备应用，增强实验效能。融合科学、技术、工程、数学等多学科知识，利用学科知识间的联系，开展跨学科实验教学，增强实验效能。如在“气象观测”实验中，利用气象观测装备收集数据，结合统计知识，分析气象变化规律，提升学生的数据分析能力和综合探究能力，增强实验效能。

五、结论与展望

教育装备作为小学科学实验教学的重要支撑，在优化实验教学内容、激发学生探究兴趣、提升教学实效性、培养学生核心素养等方面具有重要的应用价值。当前充分解决实验教学现存的问题，通过优化教育装备，推动优化实验，提升小学科学实验教学质量。

随着教育信息化、智能化的不断发展，教育装备的种类和功能将不断丰富和完善，为小学科学实验教学的革新提供更加有力的支撑。未来，小学科学实验教学应进一步加强教育装备的应用研究，不断优化实验教学过程，提升教学质量，为新时代的科技发展培养合格的后备人才。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准（2022年版）[S].北京,2022.

[2] 王健.教育装备在小学科学实验教学中的应用研究[J].中国教育技术装备,2021(12):102-103.

[3] 李娟.数字化装备优化小学科学实验教学的策略探究[J].科学大众(科学教育),2022(05):134-135.

[4]郤乐乐.人工智能赋能小学科学项目化学习的实践探索——以”蚕的一生”与”凤仙花种植”为例[J].人民教育,2025(08):45-47.

[5] 刘敏.互动式仿真模拟实验软件在小学科学教学中的应用策略[J].中国信息技术教育,2025(10):78-80.

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