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编者按： 虚拟实验仅仅是把实验虚拟化了在电脑上做吗？显然，这只是其表，更重要的是定量研究的一些思想方法的潜移默化的教育。定量研究是科学研究的基本方法和标志，虚拟实验可以在这方面给学生带来高效率的训练。请看华南师范大学附属小学的吴向东老师是怎么做的吧。
出差去上海之前的一天，学校就通知我，回来后有香港的老师要听我的课。原本打算上节普通的实验课就算了，可学习回来后，却不自觉地萌发了使用在上海就深深吸引着我的网络互动课件“种子发芽”来上节科学课的念头。广东省广州市天河区教研室的容梅老师提醒我，这个插件虽好，但内容难度大，可能很难在小学实施。由于自己太想用着试试了，还是决定把这节课上着“玩玩”，但必须把操作难度和内容难度降低，降到小学生能接受的程度。
记得当我第一次看到蒋鸣和教授提供的“种子发芽”和其他许多网络互动课件时，有种眼前一亮、豁然开朗的感觉。那一直缠绕在我脑海中的问题——科学课程缺乏定量研究，在这里总算是找到了希望。科学的基础是数学，科学研究是离不开数学的，定量研究的方法是科学研究中最普遍的方法，小学科学教育虽然是科学启蒙性质的，但科学研究的这个特点还是要强烈地体现出来的。
另外，实验设计始终是科学教育的软肋。记得多年前的一次评课中，我指出老师没有好好地去指导学生控制实验变量，当时广西师范大学的罗星凯教授也在场，他认为这个问题的确很复杂，成年人做这样的实验，也不能很好地处理好实验变量的控制问题，何况小学生。而“种子发芽”这个课件，不仅仅是在让学生研究种子发芽，更重要的是在让学生领会实验设计中变量控制的思想方法。
基本的教学设计出来后，我请孙颖这位小学数学教研员从数学课的角度来给我把把脉，提提修改意见。孙老师认为非常可行，并帮助我分析了学生对相关数学知识的掌握状况，她对数学在其他学科的应用方面也颇感兴趣。孙老师的肯定和她所提出的一些修改建议使我信心大增。
上完公开课后，与香港教育学院科学教育系师生们进行了热烈的讨论和交流。在交流的过程中我了解到，像这样的实验设计的训练在大学都很少（后来华南师大教育技术专业的一位研究生也是这样说），但这节课却使听课师生看到，由于虚拟实验课件的引入，使不可能在小学出现的教学内容出现了，而且确实起到了实验设计思想的启蒙教育的作用。由于是全定量的研究，对学生的影响也是潜移默化的。
这节课并没有在一人一机的电脑机房上课，只是在电脑投影上与学生边讨论边实验，这样的技术条件很多学校都具备，是比较适合推广的。
现在回忆起来还是让我很兴奋，因为我看到了信息化给科学教育带来的质变！
课前准备：
(1)华氏温度与摄氏温度之间的换算方法。
(2)求平均数的方法。
情境：
一位农民想从三种经济价值高的种子中选择一种回去种, 他的农田处在背阴潮湿的地方，种子发芽的条件是温度55华氏度（约13摄氏度）、水每小时80滴、光照10％。一般来说，发芽率越高，收成也会越大。现在，你就是种子公司的一名技术人员，请你利用公司里选种用的虚拟实验软件，通过模拟操作，告诉农民这三种种子在他的农田里发芽的情况，为他的最终选择提供依据。
问题一：哪种种子适合这位农民的土地种植？
虚拟实验：
如下图所示，教师先依照农民田地的实际条件把虚拟环境下农田的水、光、温度等参数设定好，实验结果显示方式为“BAR CHART”，并在其下选择“Show numerical values”，使条形图上有数字显示出来。这些设定完成后，就可以请学生上来操作，在教师的指导下先后选择A、B、C三种种子，点击“controls”区域的“开始”按钮，就可以看到随着时间的推移，种子发芽数在变化。
每种种子都反复做5次模拟实验，并记录到表1中。
虽然实验条件没有改变，但每次实验的结果都会有些不同，为了得到一个最好的估计，求平均数是个很好的办法。
结论：根据模拟实验的结果，B种子在农民土地的条件下平均发芽数最多，因此推断，B种子最适合这位农民的土地种植。
思考：每次实验的结果虽然有些不同，但结果相差大吗？对于这三个种子的实验结果，由于相差数值很大，所以即使重复实验，这种差异也不会有大的改变，因此就没有必要再做重复实验了。
问题二：如果搭建温室种植经济效益最高的A种子，这个温室要把温度、水、光照等条件控制到哪个比较合适的数值才能有最多的种子发芽呢？
这三个数值很重要，关系到这位农民要投入的资金多少。比如，如果对光照要求太高，就可能花去很多的用电资金，这样就可能反而使收入减少，还不如选择第一种办法。所以，你的实验很重要哦！
思考：怎样寻找最合适的这三个数值呢？比如，要寻找最合适的温度，该怎样做呢？
教师的作用是教会学生控制实验条件的方法。每次只改变一个条件，其他的条件不变，如：水、光照值不变，只改变温度，每次改变的单位是10。
导语：显然，A种子不适合农民土地的这几个条件，那我们能不能尝试改变这些数据，找到最适合它生长的条件？你想怎么改？
如果学生一下子不知如何下手、如何思考，就提供假定的原产地的资料（实际上是给定两个不变的量，去变化第三个量）给学生做参考，如水50，光50，温度60。
虚拟实验：
按顺序先后调整数值，选择出最接近的数值来。记录方法是：数值／发芽数。
得到某个条件的最佳值后，就固定住这个最佳值，去改变下一个条件，如此反复，直到得到三个最佳值。数值如表2所示，其中加灰部分为最佳值。
结论：最合适的温度是80F，光照是90％，水是每小时80滴，发芽数可以达到90。
总结：我们做了一回技术员，设计了正确合适的实验方法，经历了反复实验、记录下数据、把数据进行计算分析的过程。只有这样我们才能得出令人信服的科学结论，才能成为一名能为农民服务的技术人员。
超链接：
● 数学老师的看法
孙颖，广州天河区教研室数学教研员，小学组组长
在我的印象中，小学科学课就是教师教学生一些简单的科学知识、生活常识，做一些简单的实验操作，培养学生对科学的兴趣。毕竟学生年龄比较小，一些复杂的实验是不可能操作和理解的。而在这节“种子发芽”一课中，学生却真的经历了一个完整的科学研究过程：实验操作——数据记录——数据计算和分析——得出结论——做出决策。这不仅让他们学到了种子发芽需要多个条件的知识，更渗透了实验设计中变量控制的思想方法，这是超越于某个知识点本身之上的科学素养的培养，对学生的今后发展有着更深远的意义！
为什么这么复杂的“种子发芽”的研究过程能在一节课中完成？因为吴老师恰当地运用了信息技术，使实际播种、观察、实验参数的精确控制等高难度的、学生不可能去做的实验在虚拟环境中成为可能。学生在吴老师的指导下进行简单的电脑操作，亲历虚拟实验过程。由于这个学习软件的设计非常智能化，操作又特别简单，学生一学就会，从而提高了实验的效率，使整个过程既完整又快捷。五次实验如在真实情境下可能需要几周时间，而在虚拟环境中只需要几分钟，实验数据就出来了。学生可以立即进行观察、记录，并结合数学课中所学过的求平均数的知识求出各种种子的平均发芽数，从而比较出数据的大小。在这个过程中，学生不但从中能得到充分的数据材料，还能有充足的时间进行思考，思维和技能都得到了培养，综合运用知识解决科学问题的能力也得到了锻炼，更体验到科学研究中的量化思想方法，这样的效益确实是普通课堂环境所不能达到的。
听了这节课，我切实感受到了吴老师所说的“信息化给科学教育带来的‘质变’”，它使科学教学更加生动，更具挑战性，更有高效率，更能多方位地培养学生的科学素养。
● 物理老师的看法
李涅，广州天河区89中物理教师
科学实验是学科学习的重要组成部分，有效地实施科学实验是学生进行科学学习的“催化剂”。但是科学的内容广泛，不是所有主题都能让学生有实验的机会，如：耗时太长或太短的、过于宏观或微观的、存在危险的、实验仪器设备要求很高的各种实验课题。这样，虚拟实验就有了用武之地。就本案例而言，如果真实地做选种研究实验，则学生正常的课程学习将无法完成，教师明智地选择了虚拟实验，他非常明确地把“选种”分解成“怎样选种”和“选种与什么有关”两个课程模块，这样既忠实于课程目标，又有利于学生的科学思想与方法的培养。在小学阶段，科学原理与规律的探究往往不是重点，识别能力与基本研究方法的启蒙更重要。本案例就是针对选种的手段和依据展开实验活动，避免了学生对种子在不同条件下的不同表现的原理认识上的困难。
出差去上海之前的一天，学校就通知我，回来后有香港的老师要听我的课。原本打算上节普通的实验课就算了，可学习回来后，却不自觉地萌发了使用在上海就深深吸引着我的网络互动课件“种子发芽”来上节科学课的念头。广东省广州市天河区教研室的容梅老师提醒我，这个插件虽好，但内容难度大，可能很难在小学实施。由于自己太想用着试试了，还是决定把这节课上着“玩玩”，但必须把操作难度和内容难度降低，降到小学生能接受的程度。
记得当我第一次看到蒋鸣和教授提供的“种子发芽”和其他许多网络互动课件时，有种眼前一亮、豁然开朗的感觉。那一直缠绕在我脑海中的问题——科学课程缺乏定量研究，在这里总算是找到了希望。科学的基础是数学，科学研究是离不开数学的，定量研究的方法是科学研究中最普遍的方法，小学科学教育虽然是科学启蒙性质的，但科学研究的这个特点还是要强烈地体现出来的。
另外，实验设计始终是科学教育的软肋。记得多年前的一次评课中，我指出老师没有好好地去指导学生控制实验变量，当时广西师范大学的罗星凯教授也在场，他认为这个问题的确很复杂，成年人做这样的实验，也不能很好地处理好实验变量的控制问题，何况小学生。而“种子发芽”这个课件，不仅仅是在让学生研究种子发芽，更重要的是在让学生领会实验设计中变量控制的思想方法。
基本的教学设计出来后，我请孙颖这位小学数学教研员从数学课的角度来给我把把脉，提提修改意见。孙老师认为非常可行，并帮助我分析了学生对相关数学知识的掌握状况，她对数学在其他学科的应用方面也颇感兴趣。孙老师的肯定和她所提出的一些修改建议使我信心大增。
上完公开课后，与香港教育学院科学教育系师生们进行了热烈的讨论和交流。在交流的过程中我了解到，像这样的实验设计的训练在大学都很少（后来华南师大教育技术专业的一位研究生也是这样说），但这节课却使听课师生看到，由于虚拟实验课件的引入，使不可能在小学出现的教学内容出现了，而且确实起到了实验设计思想的启蒙教育的作用。由于是全定量的研究，对学生的影响也是潜移默化的。
这节课并没有在一人一机的电脑机房上课，只是在电脑投影上与学生边讨论边实验，这样的技术条件很多学校都具备，是比较适合推广的。
现在回忆起来还是让我很兴奋，因为我看到了信息化给科学教育带来的质变！
课前准备：
(1)华氏温度与摄氏温度之间的换算方法。
(2)求平均数的方法。
情境：
一位农民想从三种经济价值高的种子中选择一种回去种, 他的农田处在背阴潮湿的地方，种子发芽的条件是温度55华氏度（约13摄氏度）、水每小时80滴、光照10％。一般来说，发芽率越高，收成也会越大。现在，你就是种子公司的一名技术人员，请你利用公司里选种用的虚拟实验软件，通过模拟操作，告诉农民这三种种子在他的农田里发芽的情况，为他的最终选择提供依据。
问题一：哪种种子适合这位农民的土地种植？
虚拟实验：
如下图所示，教师先依照农民田地的实际条件把虚拟环境下农田的水、光、温度等参数设定好，实验结果显示方式为“BAR CHART”，并在其下选择“Show numerical values”，使条形图上有数字显示出来。这些设定完成后，就可以请学生上来操作，在教师的指导下先后选择A、B、C三种种子，点击“controls”区域的“开始”按钮，就可以看到随着时间的推移，种子发芽数在变化。
每种种子都反复做5次模拟实验，并记录到表1中。
虽然实验条件没有改变，但每次实验的结果都会有些不同，为了得到一个最好的估计，求平均数是个很好的办法。
结论：根据模拟实验的结果，B种子在农民土地的条件下平均发芽数最多，因此推断，B种子最适合这位农民的土地种植。
思考：每次实验的结果虽然有些不同，但结果相差大吗？对于这三个种子的实验结果，由于相差数值很大，所以即使重复实验，这种差异也不会有大的改变，因此就没有必要再做重复实验了。
问题二：如果搭建温室种植经济效益最高的A种子，这个温室要把温度、水、光照等条件控制到哪个比较合适的数值才能有最多的种子发芽呢？
这三个数值很重要，关系到这位农民要投入的资金多少。比如，如果对光照要求太高，就可能花去很多的用电资金，这样就可能反而使收入减少，还不如选择第一种办法。所以，你的实验很重要哦！
思考：怎样寻找最合适的这三个数值呢？比如，要寻找最合适的温度，该怎样做呢？
教师的作用是教会学生控制实验条件的方法。每次只改变一个条件，其他的条件不变，如：水、光照值不变，只改变温度，每次改变的单位是10。
导语：显然，A种子不适合农民土地的这几个条件，那我们能不能尝试改变这些数据，找到最适合它生长的条件？你想怎么改？
如果学生一下子不知如何下手、如何思考，就提供假定的原产地的资料（实际上是给定两个不变的量，去变化第三个量）给学生做参考，如水50，光50，温度60。
虚拟实验：
按顺序先后调整数值，选择出最接近的数值来。记录方法是：数值／发芽数。
得到某个条件的最佳值后，就固定住这个最佳值，去改变下一个条件，如此反复，直到得到三个最佳值。数值如表2所示，其中加灰部分为最佳值。
结论：最合适的温度是80F，光照是90％，水是每小时80滴，发芽数可以达到90。
总结：我们做了一回技术员，设计了正确合适的实验方法，经历了反复实验、记录下数据、把数据进行计算分析的过程。只有这样我们才能得出令人信服的科学结论，才能成为一名能为农民服务的技术人员。
超链接：
● 数学老师的看法
孙颖，广州天河区教研室数学教研员，小学组组长
在我的印象中，小学科学课就是教师教学生一些简单的科学知识、生活常识，做一些简单的实验操作，培养学生对科学的兴趣。毕竟学生年龄比较小，一些复杂的实验是不可能操作和理解的。而在这节“种子发芽”一课中，学生却真的经历了一个完整的科学研究过程：实验操作——数据记录——数据计算和分析——得出结论——做出决策。这不仅让他们学到了种子发芽需要多个条件的知识，更渗透了实验设计中变量控制的思想方法，这是超越于某个知识点本身之上的科学素养的培养，对学生的今后发展有着更深远的意义！
为什么这么复杂的“种子发芽”的研究过程能在一节课中完成？因为吴老师恰当地运用了信息技术，使实际播种、观察、实验参数的精确控制等高难度的、学生不可能去做的实验在虚拟环境中成为可能。学生在吴老师的指导下进行简单的电脑操作，亲历虚拟实验过程。由于这个学习软件的设计非常智能化，操作又特别简单，学生一学就会，从而提高了实验的效率，使整个过程既完整又快捷。五次实验如在真实情境下可能需要几周时间，而在虚拟环境中只需要几分钟，实验数据就出来了。学生可以立即进行观察、记录，并结合数学课中所学过的求平均数的知识求出各种种子的平均发芽数，从而比较出数据的大小。在这个过程中，学生不但从中能得到充分的数据材料，还能有充足的时间进行思考，思维和技能都得到了培养，综合运用知识解决科学问题的能力也得到了锻炼，更体验到科学研究中的量化思想方法，这样的效益确实是普通课堂环境所不能达到的。
听了这节课，我切实感受到了吴老师所说的“信息化给科学教育带来的‘质变’”，它使科学教学更加生动，更具挑战性，更有高效率，更能多方位地培养学生的科学素养。
● 物理老师的看法
李涅，广州天河区89中物理教师
科学实验是学科学习的重要组成部分，有效地实施科学实验是学生进行科学学习的“催化剂”。但是科学的内容广泛，不是所有主题都能让学生有实验的机会，如：耗时太长或太短的、过于宏观或微观的、存在危险的、实验仪器设备要求很高的各种实验课题。这样，虚拟实验就有了用武之地。就本案例而言，如果真实地做选种研究实验，则学生正常的课程学习将无法完成，教师明智地选择了虚拟实验，他非常明确地把“选种”分解成“怎样选种”和“选种与什么有关”两个课程模块，这样既忠实于课程目标，又有利于学生的科学思想与方法的培养。在小学阶段，科学原理与规律的探究往往不是重点，识别能力与基本研究方法的启蒙更重要。本案例就是针对选种的手段和依据展开实验活动，避免了学生对种子在不同条件下的不同表现的原理认识上的困难。