怎样提高小学科学实验教学和探究活动的认知支架效能，怎样及时汇总、掌握学生的学情，以形成“教-学-评”一体化的理想教学模式，一直是困扰广大教师的难题。

而就在2025年10月15日，内蒙古义务教育小学科学骨干教师活动中，自治区教学研究室小学科学教研员陈丽霞老师与满洲里市第二小学的师多奇老师强强联手，通过积极尝试，以课堂实践告诉我们：“数字化实验”+“数字化课堂”，就是上述教学难题的圆满解决方案。两位老师的成功，为内蒙古自治区推进教育数字化建设、促进教育均衡化发展提供了可复制、可推广的实践方案与宝贵经验。这一成功案例必将对自治区教育信息化发展产生深远影响，为培养适应数字时代的创新型人才奠定坚实基础。

一、双师示范课——《呼吸与健康生活》回顾

在这堂充满科技感的示范课上，学生们手持平板电脑，借助与之无线连接的DIS氧气传感器、二氧化碳传感器以及心率传感器，系统采集了运动前后人体吸入与呼出气体中氧气含量、二氧化碳浓度以及心率变化等实验数据。这些高精度的数字化测量设备，将原本难以直观感知的人体生理变化过程，转化为精确量化的实验数据，使学生们能够通过客观数据清晰地观察到运动前后呼吸气体成分及心率变化的规律特征。

在学生通过分组测量得到上述数据之后，教师使用与DIS数字化实验系统直连的“赛灵格”数字化课堂系统——（朗威·赛灵格^®智能网络化教学系统的简称），轻松实现了学生课堂实验数据的实时汇总、即时分析，并将其直接转化成为了极具教学价值的教师个性化评价以及学生自主评价等活动的资源和依据。值得注意的是，“赛灵格”作为教师授课的平台，不仅承担了上述数字化实验数据的处理工作，还是贯通备课、授课、任务发布、作业回收等整个教学过程的强大平台。

借助数字化实验和数字化课堂的双管齐下，两位科学名师联袂出击，汇集起前所未有的课堂实践活动信息流，完成了包含“猜想-实验-判断-推理”全过程的教学活动，在显著提升课堂活动效率的同时，促进了学生“透过现象看本质”的科学认知，为小学科学教学的数字化转型提供了一个成功范例。

双师课现场

二、数字化实验+数字化课堂——双管齐下的教学解析

在《呼吸与健康生活》示范课中，DIS数字化实验解决了传统教学实践中难以企及的实验数据实时采集问题，以技术手段穿透了物质表象，以真实数据揭示了科学本质，攻克了本课的认知难点。而“赛灵格”数字化课堂则承载起了课堂信息流，让教师的教学设计和学生的探究活动得以无缝连接、高效运行，并最终导向学生针对科学规律的成功认知。

1、移动授课+任务即时发布：打造教师的“灵活指挥中枢”

在本堂示范课上，师多奇老师借助平板操控全场，在闲庭信步间将实验任务推送至每个学生小组的终端。这种移动授课模式打破了传统课堂的时空限制，让教师可以走下讲台，深入学生中间，实现更个性化的指导。

师老师收集各小组实验数据

2、软硬结合无缝衔接：一切为了学生的科学认知

本来，将高科技手段交到学生手里，就会激发其蓬勃的探究欲。而在这堂课上，学生又受命借助高科技手段探究自身，其学习兴趣被进一步点燃。因此，当学生们手持DIS氧气、二氧化碳和心率等数字化实验传感器开展测量时，必然极其专注于对实验数据的观察、理解和判断。此时“赛灵格”数字化课堂所汇聚的信息流在平板和大屏上的即时呈现，无疑为学生们铺就了基于实验数据、形成科学认知的坦途。整个过程行云流水，实现了从物理信号到数字信息的精准、无缝转换。

3、数据实时分析+可视化呈现：以数形转换培养学生的归纳能力

有了实验数据，“赛灵格”数字化课堂可根据教师之前的预设，将各组数据生成直观的图表，供学生清晰地对比运动前后氧气、二氧化碳浓度和心率的变化规律。将抽象数据转化为直观图像，培养了学生对数据的归纳分析能力，体现了“用数据说话”的科学精神。

实验数据汇总

4、“讲-学-做-评” 一体化：依托信息流构建“科学认知闭环”

在本案例中，陈老师与师老师基于其深厚的教学功底，将传统的“教-学-评”一体化细化、扩展为“讲-学-做-评”一体化，充分挖掘数字化实验和数字化课堂的相关功能，借助“赛灵格”分阶段实现了上述教学设计，完美串联了各项教学活动，基于实验数据——证据，步步递进，构建了逻辑坚实的科学认知闭环。

课堂评价汇总

三、数字化实验+数字化课堂，“软硬兼施”的技术解读

1、DIS数字化实验：让科学探究“看得见，摸得着”

DIS数字化实验系列传感器（如温度传感器、湿度传感器、光强传感器、电流传感器等），可直接与真实实验场景和实验对象相融合，填补传统实验空白，克服手工采集数据的弊端，为学生探究提供更加精准、及时的实验数据。

例1  在“水的沸腾实验” 中，传统方式依赖学生定时读取温度计数值，易因读数延迟、视线偏差导致数据偏差；而DIS温度传感器则生成连续数据曲线，清晰呈现“沸腾前温度持续上升、沸腾后温度保持不变” 的真实规律。在“蒸发使温度降低”实验中，DIS温度传感器则可以捕捉温度的微小变化，呈现使用温度计难以呈现的降温效果。

例2  在“植物蒸腾作用实验” 中，DIS湿度传感器可实时监测密闭环境内的湿度变化，即使是0.1%的细微湿度提升也能精准捕捉，帮助学生发现 “叶片数量越多，湿度上升越快” 的隐性规律，突破传统实验 “仅能观察到器壁水雾” 的表层认知，引导学生认识与蒸腾作用相关的系统因素。

例3  在“植物光合作用实验”、“水果电池实验”和“不同材料导电性”实验中，DIS氧气含量、二氧化碳浓度、微小电流等传感器可有效填补传统实验中的测量空白，实现对这些数据的精确测量和清晰呈现，让学生学会变量控制并看见并理解现象背后的科学规律。改变学生只能 “听理论、记结论”，让学生做到“眼见为实”。 

2、“赛灵格”数字化课堂：构建信息平台，助力科学思维培养

“赛灵格”之所以能够被上海教委纳入“三个助手”，源于其对“备课、授课和作业”三个重要教学任务的全面支持。

首先，该系统兼容传统PPT课件，允许教师导入各种数字文件并使之转化为教学资源；其次，该系统具备对每一堂课进行结构化和进程性构建的功能，教师可借此实现自己全面的教学设计；再者，借助强大的系统内核，可提供图文影像播放、实验数据呈现、数据图表转换、数据汇总统计、数据前后比较及平行对比等功能，最终实现数据驱动课堂教学的目标，让学生在逻辑思维的加持下，形成以“猜想和验证”为基础的科学思维。

3、DIS+“赛灵格”：支持三个维度的互动

学生的科学学习不是机械的记忆，而是积极互动中的自主建构。这种互动包含三个维度：人与物质世界的互动、学生与学生的互动、学生与教师的互动。其中，人与物质世界的互动对应的就是实验教学，要让物质世界吐露其秘密，这就对应着获取实验数据并加以分析和判断；学生与学生的互动对应着学生合作精神的培养，这是一个人社会化的起点，是成功教育的深层追求；学生与教师的互动对应着教师对学生思维——科学思维和逻辑思维的指引，是学生成长的重要阶梯。对以上三个维度互动的认识，是研发中心和远大教科在设计开发DIS数字化实验和“赛灵格”数字化课堂过程中的认识前提，同时也是时刻遵循的认知科学基础。陈丽霞和师多奇老师联袂出击且双管齐下，不仅让学生经历了这三个维度的互动，更让学生得以通过互动实现了科学思维的养成和提升。

课件列表

4、兼顾智慧教研：为教师专业成长装上“加速引擎”

“赛灵格”系统内置教研活动模块，在教学开始前就可借助丰富的教研模板生成活动表单并下发至听课教师的终端上。教学活动中，听课教师可实时反馈自身的看法和感受，完成教研任务并借助AI分析相关教学评价。教学活动完成后，可生成完整的教研档案自动留存，支持导出复盘，让教师的每一次教学活动、每一步职业成长都有迹可循。

教研活动列表

后记：硬核实力从何而来？

早在上世纪末，上海市教委的领导和专家就关注到了数字化技术在基础教育课堂教学和实验教学改革中巨大的潜力。在2002年命名DIS研发机构的时候，就将“中小学”一举纳入了其服务对象，于是才有了上海市中小学数字化实验系统研发中心。2010年之后，DIS研发中心的技术成果开始向上海的小学科学课堂传递，以虹口广灵路小学、闸北实验、田家炳小学、徐汇实验等学校为代表的上海小学加入到DIS数字化实验的教学应用中来。2015年之后，上海教委教研室赵伟新等专家逐步明确了从数字化实验向数字化课堂拓展的教学需求。尤其在DIS研发中心成员单位——远大教科的“赛灵格”系统荣获世界教具联合会大奖之后，该进程因无线技术手段的完善而陡然提速，基于“课堂实验探究、互动教学与教研”的深度融合，“赛灵格”数字化课堂不断升级迭代。随着上海小学用户数量的高速增长，一个生机勃勃的数字化科学教学新生态逐步构建起来。2022年，“赛灵格”系统正式并入上海市教育数字化转型“三个助手”系统，成为市级通用的教学工具平台，用户数量更是呈现了几何级数增长，并被《中国教育报》深度报道。如雪片般飞来的教学需求对DIS数字化实验和“赛灵格”数字化课堂提出了连续不断地冲击和洗礼，研发中心和远大教科通过挑战自我极限、积极应对上述教学需求，令上述系统得到了千锤百炼，最终浴火重生。DIS数字化实验与“赛灵格”数字化课堂之所以能够在陈丽霞老师和师多奇老师手中闪耀内蒙双师课堂，均得益于多年以来上海教育界的高标准、严要求，以及海量用户的持续锻打和教学实战考验——至今“赛灵格”数字化课堂的用户教师已达1998人，累计开课超54141课时。随着连续三年全国科学教育数字化实验教学研讨会的举办，DIS数字化实验和“赛灵格”数字化课堂如今已经阔步走出上海、迈向全国，正在成为越来越多科学教师手中的教学利器。

再次祝贺本次内蒙古小学科学双师示范课圆满成功！期待我国小学科学教学破旧立新、勇创辉煌!

上海市中小学数字化实验系统研发中心

2025年10月25日