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摘 要 通过调查，了解到在初中科学实验教学中数字化实验的应用还相当薄弱，文章提出关于推广数字化实验的建议，构想“校-校联络分享平台”和“校-企合作发展平台”。
关键词 数字化实验 科学教学 初中
中图分类号：G632 文献标识码：A
数字化实验，就是将计算机技术和传统的实验方法结合起来，利用传感器把各种物理（还有化学、生物等）的待测量转换为数字化的量输入计算机，经计算机处理得到结果（简称“DIS”）。我国新一轮中学理科课程改革对信息技术尤其是基于传感器的数字化实验室与课程整合提出了明确要求。目前在高中理科教学中数字化实验应用较多，比如浙江省2006年发布了《高中理科实验数据采集系统配备方案（试行）》[1]，温州市2008年5月发布的《关于进一步加强中小学实验教育工作的意见》指出：“省二级以上重点普通高中要根据学校实际建立数字化实验室、生命科学实验室等前沿的实验教育装备，……以满足新课程教学的需要。”那么在初中科学教学中，数字化实验应用的情况如何呢？有必要进行调查分析。笔者以浙江省湖州市、台州市和温州市部分初中的部分教师和学生为对象，进行了有关初中科学实验教学中数字化实验应用情况的调查。三个地区分别位于浙江省北部、中部和南部，具有地域分布的代表性，调查结果如下。
1 对教师的调查
1.1 调查目的
对于数字化实验在初中科学教学中的应用情况，一线的初中科学教师最有发言权。因此，笔者选取湖州市、台州市和温州市初中科学教师共25名作为此次调查的对象。以问卷调查的形式，来深层分析一线初中科学教师眼中数字化实验应用的情况以及其对推广的建议。
1.2 调查结果
1.2.1 初中教师对DIS的了解
对于“对DIS的认识情况”的调查，我们分“没听说过、听说过但不了解、了解一些但不熟悉、比较熟悉”四个方面进行调查，结果如下：没听说过的占了60%，听说过但不了解的占了28%，了解一些但不熟悉的占了12%，而比较熟悉的则为0。
对于“是否使用DIS来做过科学实验”的调查，结果是100%的调查对象都未使用DIS来做过科学实验。
调查结果反映出：（1）目前初中科学教师对于DIS这样的现代实验技术了解很少，有一半以上的教师表示没听说过；（2）目前初中科学教师使用DIS来做过科学实验的基本没有。
1.2.2 学校DIS应用现状
对于“学校DIS实验室建设情况”的调查，我们分“没有、正在建设和已经建立”三个方面进行调查，结果表明没有建设的占了92%，正在建设和已经建立的都只占了4%。
可以看出：（1）目前初中学校在DIS实验室建设方面基本处于空白；（2）虽然有个别初中学校也迈出了先行试点改革的步伐，但还远远不够。
1.2.3 教师对推广DIS的建议
对于“使用DIS做科学实验，最大的顾虑”的调查结果，我们分“操作复杂、学校设备少、没有兴趣、学生不信任实验结果、对中考帮助不大、实验过程不能很好地提高学生的动手能力”六个方面进行调查，选项可以多选（以下同），结果显示：“学校设备少”和“实验过程不能很好地提高学生的动手能力”两大顾虑会成为推广DIS进程中的主要拦路虎，均有83.3%的被选率；此外，“操作复杂”和“学生不信任实验结果”这两个顾虑虽然不是主要问题，但也值得我们关注，分别有16.7%和25%的被选率。其余“没有兴趣”只有8.3%的被选率，“对中考帮助不大”没有人选。
对于“如果应用DIS，最希望应用于哪”的调查，结果说明：（1）“平常课堂演示”（73.3%）和“平常实验教学”（53.3%）是DIS推广的基本载体；（2）除了基本推广载体外，作为更容易推广的载体“上公开课”（13.3%）和“学校展览”（6.7%）不妨可以作为推广的先行试点载体。
对于“最希望DIS应用与学生何种生活结合”的调查，结果发现：（1）学校这个场合仍然是学生参与DIS应用的主要环境（93.3%）；（2）“寒暑假生活”应该成为学生参与DIS应用值得挖掘的一个平台（6.7%）。
对于“最希望DIS应用跟哪类活动结合发展”的调查，可以得出：（1）对于DIS在教师发展中的应用功能更多的是与“学校科技活动”（80%）这样的不直接与教师利益相关的平台挂钩；（2）基于目前初中科学教师队伍还不了解DIS的客观现实，要想使DIS应用与教师利益直接挂钩将会受到较大的阻碍；（3）“学生学科竞赛”（20%）和“科研论文发表”（10%）这两个平台一方面跟教师的利益挂钩，但很大程度上只会使教师利益得到提升而不是削减，也是提高教师科学探究和教育教学能力的有效平台。
“对于DIS的推广，谁的支持最重要”的调查可以发现：（1）“学校领导”（73.3%）和“市、区教育领导”（73.3%）的意见左右着改革的基本进程；（2）然而作为改革最直接相关的“学生群体”（13.3%）和“教师群体”（20%）的支持则占了很小的一部分，所以很有必要在推广DIS的进程中同时加强师生群体的主体地位，以便于师生群体能够积极地参与实验教学方式的改革。
对于“对于现在推广DIS所持态度”的调查结果看出：初中科学教师群体总体上还是愿意接受新兴事物（80%赞成，5%既不赞成也不反对，15%未发表意见），欢迎推广DIS这样的现代实验技术的，以适应时代的发展。
1.2.4 学校常规情况
关于“学校是否有常规的学生课外科技制作比赛或活动”的调查结果反映出：（1）目前学生课外科技制作比赛或活动这样的平台在初中学校还是比较常见的（80%）；（2）作为潜在的DIS应用平台的这些学校课外科技比赛和活动还需要进一步强化，以求达到在初中学校的普及；（3）应进一步加大学校间的教育教学交流，搭建起一个学校间常规学生课外科技制作比赛或活动的经验和设备的分享平台。 对于“平均每学期做科学实验次数”的调查结果是：平均每学期做科学实验8次及以上的占70%，6至7次的占10%，4至5次的占10%，3次以下的占10%。从中明显发现：初中科学教学并不缺乏做科学实验的次数，关键在于在这些有限的科学实验当中是否真正达到了科学探究的目标。
2 对学生的调查
2.1 调查目的
对数字化实验在初中科学教学中的应用情况的了解，离不开初中生这一群体的切身感受。因此，笔者选取湖州市、台州市和温州市部分初中的学生共400名作为此次问卷调查的对象（有效的为332名）。以问卷调查的形式，来深层分析初中生群体眼中数字化实验应用的情况以及其对推广数字化实验的建议。
2.2 调查结果
2.2.1 学生对DIS的了解
对于“对DIS的认识”的调查表明：在有效的332名调查对象中只有一名表示“对数字化实验比较熟悉”，“了解一些但不很熟悉”的只有31名，更是有225名调查对象表示“没听说过”，75名表示“听说过但不太了解”，也就是说有接近九成的初中生对此类新兴的现代实验技术不了解。
而对于使用DIS做过科学实验的学生来讲，对“使用DIS做科学实验的最大优点”的调查结果，认为“实验过程可重复”（75%）、“实验现象及结果明显”（62.5%）和“操作简便”（50%）是DIS应用于科学实验的三大优点，这也是其有别于传统实验的突出优势；另外，“实验时间短”（37.5%）和“数据采集快，精度高”（25%）这两个优点也值得我们的重视。
2.2.2 学校常规情况
对于“平均每学期做科学实验的次数”的调查可以看出：在学生眼里，科学实验的次数并不多，平均每学期做科学实验8次及以上的只占21%，6至7次的占12.6%，4至5次的占28.9%，3次以下的占37.5%。这也从一个侧面反映了当今学校对于实验教学的不够重视；然而科学课程应该是一门以实验为基础的课程，“重理论、轻实验”的客观现状值得大家的再度深思。
对于“以何形式参与平时的科学实验课”的调查中“课堂老师演示为主”的占了将近一半，而“实验室里老师示范加自己动手操作”的占了一半，从中可以看出：目前初中科学实验中学生的主体地位还不够，仍然还延续着传统的“教师讲授”式的教学模式。
2.2.3 学生对于推广DIS的观点
对于“使用DIS做科学实验最大的顾虑”的调查，其中“实验原理不理解”成为最大的顾虑（39%），“学校设备少”成为第二大顾虑（22.3%），第三大顾虑则是“怀疑实验结果的真实性” （16.3%），其余“没有兴趣”只有15%的被选率，“对中考帮助不大” 只有8.4%的人选。从中则可以看出：现实实验条件的不具备使得大家对数字化实验的应用并不看好；由于大家对数字化实验的不了解造成对其应用中存在的问题的误解；由于数字化实验技术的集成度非常高，从而使得其实验原理相对会复杂一点，这也是大家所公认的难点，但我们需要转变我们的思维，因为现成的这些先进技术手段应该成为我们科学探究的一个工具，而不需要将其作为我们的实验内容来看待，具体技术和实验原理的深层理解应该是技术研发者的事情。也就是说，推广数字化实验技术是让大家知道“怎么用”和“能用来干什么”，而不是要大家都去研究“是什么”。
对于“对于DIS应用的推广，谁的支持最重要”的调查，结果是：73%的被调查者选择“学生群体”的支持是最重要的，其次才是“市、区领导”的支持（39%），再是“学校领导”的支持（21%），“教师群体”和“家长群体”则只有16%。由此可以看出：学生应该是整个教育改革当中的利益攸关者，改革的好与坏直接影响着一代学生的发展，所以“学生群体”应该成为整个DIS推广的决定者。但也需要看到，目前教育改革的推行都是自上而下的，也就是说“市、区领导”和“学校领导”才是整个DIS推广的决定者，因此如何完善好现有的改革模式也值得大家重视。
对于“对于初中现在推广DIS的态度”的调查，结果表明：将近六成（58%）的学生还是对DIS的推广持赞成态度的，还有三成多(38%)的人保持中立，只有4%的学生表示反对，这也就是说对于DIS的推广大多数人还是比较欢迎的。
3 调查小结
通过对浙江省部分地区初中科学教师和初中生的问卷调查，可以得出以下结论：（1）目前初中科学教师和初中生对于数字化实验的认识程度还是不容乐观的。（2）目前初中学校数字化实验设施的建设还很落后。（3）无论是学校层面，还是师生层面，现有教育大环境下可供数字化实验推广的载体并不缺乏。传统的实验教学环境、学校科技活动比赛以及学生假期实践活动等平台完全可以进行优化整合作为数字化实验的载体来发展。（4）要想推进数字化实验在初中学校的建设迫切需要学校以及市、区教育部门的相关领导给予大力的支持。（5）发挥好数字化实验操作简便、实验结果明显、实时可记录等优势，逐渐扫清师生由于不了解数字化实验引起的不感兴趣、不信任、不会用等误区，知识普及与技能培训同行，师生队伍还是对数字化实验的推广持欢迎态度的。
4 建议
4.1 校－校联络分享平台
目前，许多高校都有自己的数字化实验室，但这些实验室除了日常的课程教学以外很少对外开放，以致于高校资源不能得到有效的利用。然而，作为义务教育阶段的初中来说，规模有限，资金有限，很少能有初中短期内有实力建立起一套自己的数字化实验室，很多学校苦于没有设备而不能展开数字化实验的教学或。为了更好地进行社会资源的有效整合，利用“校－校联络分享平台”这样的方案不失为一条可行的路径。
4.2 校－企合作发展平台
当地教育部门利用暑假时间组织数字化实验研发企业和初中学校参与，共同搭建一个“校－企合作发展平台”，开展一定时间的数字化实验认识与操作的业务培训。可以达到以下目的：（1）利用好现有的数字化实验设备研发公司和初中科学教师资源，促进校企的交流合作；（2）研发企业为学校提供数字化实验设备和技术人员为中学科学教师开展业务培训，推广数字化实验；（3）通过对科学教师的业务培训，由科学教师向研发公司提供有关设备改进的建议。
参考文献
[1] 浙江省教育技术中心.关于印发《高中理科实验数据采集系统配备方案（试行）》和《高中生物实验室新增仪器配备方案（试行）》的通知[EB/OL] ．http://www.zjedu.org/html/detial/info/200908/200908301048089578.html. 2009-08-30.
关键词 数字化实验 科学教学 初中
中图分类号：G632 文献标识码：A
数字化实验，就是将计算机技术和传统的实验方法结合起来，利用传感器把各种物理（还有化学、生物等）的待测量转换为数字化的量输入计算机，经计算机处理得到结果（简称“DIS”）。我国新一轮中学理科课程改革对信息技术尤其是基于传感器的数字化实验室与课程整合提出了明确要求。目前在高中理科教学中数字化实验应用较多，比如浙江省2006年发布了《高中理科实验数据采集系统配备方案（试行）》[1]，温州市2008年5月发布的《关于进一步加强中小学实验教育工作的意见》指出：“省二级以上重点普通高中要根据学校实际建立数字化实验室、生命科学实验室等前沿的实验教育装备，……以满足新课程教学的需要。”那么在初中科学教学中，数字化实验应用的情况如何呢？有必要进行调查分析。笔者以浙江省湖州市、台州市和温州市部分初中的部分教师和学生为对象，进行了有关初中科学实验教学中数字化实验应用情况的调查。三个地区分别位于浙江省北部、中部和南部，具有地域分布的代表性，调查结果如下。
1 对教师的调查
1.1 调查目的
对于数字化实验在初中科学教学中的应用情况，一线的初中科学教师最有发言权。因此，笔者选取湖州市、台州市和温州市初中科学教师共25名作为此次调查的对象。以问卷调查的形式，来深层分析一线初中科学教师眼中数字化实验应用的情况以及其对推广的建议。
1.2 调查结果
1.2.1 初中教师对DIS的了解
对于“对DIS的认识情况”的调查，我们分“没听说过、听说过但不了解、了解一些但不熟悉、比较熟悉”四个方面进行调查，结果如下：没听说过的占了60%，听说过但不了解的占了28%，了解一些但不熟悉的占了12%，而比较熟悉的则为0。
对于“是否使用DIS来做过科学实验”的调查，结果是100%的调查对象都未使用DIS来做过科学实验。
调查结果反映出：（1）目前初中科学教师对于DIS这样的现代实验技术了解很少，有一半以上的教师表示没听说过；（2）目前初中科学教师使用DIS来做过科学实验的基本没有。
1.2.2 学校DIS应用现状
对于“学校DIS实验室建设情况”的调查，我们分“没有、正在建设和已经建立”三个方面进行调查，结果表明没有建设的占了92%，正在建设和已经建立的都只占了4%。
可以看出：（1）目前初中学校在DIS实验室建设方面基本处于空白；（2）虽然有个别初中学校也迈出了先行试点改革的步伐，但还远远不够。
1.2.3 教师对推广DIS的建议
对于“使用DIS做科学实验，最大的顾虑”的调查结果，我们分“操作复杂、学校设备少、没有兴趣、学生不信任实验结果、对中考帮助不大、实验过程不能很好地提高学生的动手能力”六个方面进行调查，选项可以多选（以下同），结果显示：“学校设备少”和“实验过程不能很好地提高学生的动手能力”两大顾虑会成为推广DIS进程中的主要拦路虎，均有83.3%的被选率；此外，“操作复杂”和“学生不信任实验结果”这两个顾虑虽然不是主要问题，但也值得我们关注，分别有16.7%和25%的被选率。其余“没有兴趣”只有8.3%的被选率，“对中考帮助不大”没有人选。
对于“如果应用DIS，最希望应用于哪”的调查，结果说明：（1）“平常课堂演示”（73.3%）和“平常实验教学”（53.3%）是DIS推广的基本载体；（2）除了基本推广载体外，作为更容易推广的载体“上公开课”（13.3%）和“学校展览”（6.7%）不妨可以作为推广的先行试点载体。
对于“最希望DIS应用与学生何种生活结合”的调查，结果发现：（1）学校这个场合仍然是学生参与DIS应用的主要环境（93.3%）；（2）“寒暑假生活”应该成为学生参与DIS应用值得挖掘的一个平台（6.7%）。
对于“最希望DIS应用跟哪类活动结合发展”的调查，可以得出：（1）对于DIS在教师发展中的应用功能更多的是与“学校科技活动”（80%）这样的不直接与教师利益相关的平台挂钩；（2）基于目前初中科学教师队伍还不了解DIS的客观现实，要想使DIS应用与教师利益直接挂钩将会受到较大的阻碍；（3）“学生学科竞赛”（20%）和“科研论文发表”（10%）这两个平台一方面跟教师的利益挂钩，但很大程度上只会使教师利益得到提升而不是削减，也是提高教师科学探究和教育教学能力的有效平台。
“对于DIS的推广，谁的支持最重要”的调查可以发现：（1）“学校领导”（73.3%）和“市、区教育领导”（73.3%）的意见左右着改革的基本进程；（2）然而作为改革最直接相关的“学生群体”（13.3%）和“教师群体”（20%）的支持则占了很小的一部分，所以很有必要在推广DIS的进程中同时加强师生群体的主体地位，以便于师生群体能够积极地参与实验教学方式的改革。
对于“对于现在推广DIS所持态度”的调查结果看出：初中科学教师群体总体上还是愿意接受新兴事物（80%赞成，5%既不赞成也不反对，15%未发表意见），欢迎推广DIS这样的现代实验技术的，以适应时代的发展。
1.2.4 学校常规情况
关于“学校是否有常规的学生课外科技制作比赛或活动”的调查结果反映出：（1）目前学生课外科技制作比赛或活动这样的平台在初中学校还是比较常见的（80%）；（2）作为潜在的DIS应用平台的这些学校课外科技比赛和活动还需要进一步强化，以求达到在初中学校的普及；（3）应进一步加大学校间的教育教学交流，搭建起一个学校间常规学生课外科技制作比赛或活动的经验和设备的分享平台。 对于“平均每学期做科学实验次数”的调查结果是：平均每学期做科学实验8次及以上的占70%，6至7次的占10%，4至5次的占10%，3次以下的占10%。从中明显发现：初中科学教学并不缺乏做科学实验的次数，关键在于在这些有限的科学实验当中是否真正达到了科学探究的目标。
2 对学生的调查
2.1 调查目的
对数字化实验在初中科学教学中的应用情况的了解，离不开初中生这一群体的切身感受。因此，笔者选取湖州市、台州市和温州市部分初中的学生共400名作为此次问卷调查的对象（有效的为332名）。以问卷调查的形式，来深层分析初中生群体眼中数字化实验应用的情况以及其对推广数字化实验的建议。
2.2 调查结果
2.2.1 学生对DIS的了解
对于“对DIS的认识”的调查表明：在有效的332名调查对象中只有一名表示“对数字化实验比较熟悉”，“了解一些但不很熟悉”的只有31名，更是有225名调查对象表示“没听说过”，75名表示“听说过但不太了解”，也就是说有接近九成的初中生对此类新兴的现代实验技术不了解。
而对于使用DIS做过科学实验的学生来讲，对“使用DIS做科学实验的最大优点”的调查结果，认为“实验过程可重复”（75%）、“实验现象及结果明显”（62.5%）和“操作简便”（50%）是DIS应用于科学实验的三大优点，这也是其有别于传统实验的突出优势；另外，“实验时间短”（37.5%）和“数据采集快，精度高”（25%）这两个优点也值得我们的重视。
2.2.2 学校常规情况
对于“平均每学期做科学实验的次数”的调查可以看出：在学生眼里，科学实验的次数并不多，平均每学期做科学实验8次及以上的只占21%，6至7次的占12.6%，4至5次的占28.9%，3次以下的占37.5%。这也从一个侧面反映了当今学校对于实验教学的不够重视；然而科学课程应该是一门以实验为基础的课程，“重理论、轻实验”的客观现状值得大家的再度深思。
对于“以何形式参与平时的科学实验课”的调查中“课堂老师演示为主”的占了将近一半，而“实验室里老师示范加自己动手操作”的占了一半，从中可以看出：目前初中科学实验中学生的主体地位还不够，仍然还延续着传统的“教师讲授”式的教学模式。
2.2.3 学生对于推广DIS的观点
对于“使用DIS做科学实验最大的顾虑”的调查，其中“实验原理不理解”成为最大的顾虑（39%），“学校设备少”成为第二大顾虑（22.3%），第三大顾虑则是“怀疑实验结果的真实性” （16.3%），其余“没有兴趣”只有15%的被选率，“对中考帮助不大” 只有8.4%的人选。从中则可以看出：现实实验条件的不具备使得大家对数字化实验的应用并不看好；由于大家对数字化实验的不了解造成对其应用中存在的问题的误解；由于数字化实验技术的集成度非常高，从而使得其实验原理相对会复杂一点，这也是大家所公认的难点，但我们需要转变我们的思维，因为现成的这些先进技术手段应该成为我们科学探究的一个工具，而不需要将其作为我们的实验内容来看待，具体技术和实验原理的深层理解应该是技术研发者的事情。也就是说，推广数字化实验技术是让大家知道“怎么用”和“能用来干什么”，而不是要大家都去研究“是什么”。
对于“对于DIS应用的推广，谁的支持最重要”的调查，结果是：73%的被调查者选择“学生群体”的支持是最重要的，其次才是“市、区领导”的支持（39%），再是“学校领导”的支持（21%），“教师群体”和“家长群体”则只有16%。由此可以看出：学生应该是整个教育改革当中的利益攸关者，改革的好与坏直接影响着一代学生的发展，所以“学生群体”应该成为整个DIS推广的决定者。但也需要看到，目前教育改革的推行都是自上而下的，也就是说“市、区领导”和“学校领导”才是整个DIS推广的决定者，因此如何完善好现有的改革模式也值得大家重视。
对于“对于初中现在推广DIS的态度”的调查，结果表明：将近六成（58%）的学生还是对DIS的推广持赞成态度的，还有三成多(38%)的人保持中立，只有4%的学生表示反对，这也就是说对于DIS的推广大多数人还是比较欢迎的。
3 调查小结
通过对浙江省部分地区初中科学教师和初中生的问卷调查，可以得出以下结论：（1）目前初中科学教师和初中生对于数字化实验的认识程度还是不容乐观的。（2）目前初中学校数字化实验设施的建设还很落后。（3）无论是学校层面，还是师生层面，现有教育大环境下可供数字化实验推广的载体并不缺乏。传统的实验教学环境、学校科技活动比赛以及学生假期实践活动等平台完全可以进行优化整合作为数字化实验的载体来发展。（4）要想推进数字化实验在初中学校的建设迫切需要学校以及市、区教育部门的相关领导给予大力的支持。（5）发挥好数字化实验操作简便、实验结果明显、实时可记录等优势，逐渐扫清师生由于不了解数字化实验引起的不感兴趣、不信任、不会用等误区，知识普及与技能培训同行，师生队伍还是对数字化实验的推广持欢迎态度的。
4 建议
4.1 校－校联络分享平台
目前，许多高校都有自己的数字化实验室，但这些实验室除了日常的课程教学以外很少对外开放，以致于高校资源不能得到有效的利用。然而，作为义务教育阶段的初中来说，规模有限，资金有限，很少能有初中短期内有实力建立起一套自己的数字化实验室，很多学校苦于没有设备而不能展开数字化实验的教学或。为了更好地进行社会资源的有效整合，利用“校－校联络分享平台”这样的方案不失为一条可行的路径。
4.2 校－企合作发展平台
当地教育部门利用暑假时间组织数字化实验研发企业和初中学校参与，共同搭建一个“校－企合作发展平台”，开展一定时间的数字化实验认识与操作的业务培训。可以达到以下目的：（1）利用好现有的数字化实验设备研发公司和初中科学教师资源，促进校企的交流合作；（2）研发企业为学校提供数字化实验设备和技术人员为中学科学教师开展业务培训，推广数字化实验；（3）通过对科学教师的业务培训，由科学教师向研发公司提供有关设备改进的建议。
参考文献
[1] 浙江省教育技术中心.关于印发《高中理科实验数据采集系统配备方案（试行）》和《高中生物实验室新增仪器配备方案（试行）》的通知[EB/OL] ．http://www.zjedu.org/html/detial/info/200908/200908301048089578.html. 2009-08-30.