科學教育的特點是通過實驗來探究科學原理，皮亞杰說過“要把實驗室搬到課堂中去”。傳統(tǒng)的實驗教學呈現的往往是定性的實驗結果，很難對實驗的過程及結果作出基于數據的精準的解釋。數字化信息系統(tǒng)（ digital informationsystem，簡稱DIS）是綜合運用傳感器、計算組成進行數據采集、數據處理的新型實驗系統(tǒng)，它實現了信息技術與科學教學的深度融合，開啟了實驗教學的數字化時代。如何應用數字化信息系統(tǒng)重構科學實驗教育課程是變革與創(chuàng)新科學教育的一項前瞻性的研究課題。我校從對小學科學課程內容的整體分析和梳理出發(fā)，在開展常態(tài)化DIS實驗教學實踐的基礎上，博采眾長，設計和開發(fā)了覆蓋小學科學教育各個內容領域的《實驗教學的新實踐——上海市小學數字化實驗應用案例100例》，初步形成了“猜想一驗證一解釋”探究實驗教學的模式，激發(fā)了學生的科學興趣，發(fā)展了學生科學探究能力。
　　一、引進設備，豐富實驗手段
　　自2016年起，我校分批投入DIS數字實驗設備，確保數字化實驗課程的設計與實施。目前已經累計擁有各類傳感器1 5種，包括pH傳感器、力傳感器、分體式位移傳感器、溫度傳感器、聲波傳感器、聲級傳感器、光照度傳感器、磁感應強度傳感器等，還有與之配套的摩擦力軌道實驗器、摩擦做功實驗器、多用途力學軌道、浮力組件等實驗設施。這些設施、設備，極大地豐富了學生的實驗操作內容，為解決科學問題提供了更多行之有效的手段。
　　二、因地制宜，調整課時安排
　　為了更好地實現數字化實驗常態(tài)化教學，提供學生和老師連貫的實驗操作體驗和充分的思考、交流時間，2019年開始，學校將自然課安排成兩節(jié)連上的形式，保證了實驗的系統(tǒng)性和連貫性。課內實驗對應現階段滬遠東版、滬科教版《自然》教材和滬教版《科學與技術》教材內的大部分實驗；課外探究對應學校的“科技大本營”“數字化實驗室”“創(chuàng)智田子坊”等科技社團的活動，以及“衣、食、住、行”生活課程所涉及的長周期科學實踐活動。結合每學期德育生活課程中關于“衣、食、住、行”的探究任務，讓學生利用課后或者休息日，自己組合團隊小組，設計實驗方案與任務單，借用學校的數字化實驗設備開展實驗，最終形成項目活動報告。比如“行”主題中，探究“汽車慣性實驗和交通安全調查”的小組項目，4個學生自行組合，圍繞影響車輛剎車的因素展開調查和實驗論證。學生先在實驗室，利用力傳感器和摩擦力軌道開展對比實驗，從實驗數據里找到了摩擦力大小對剎車的影響，證實自己的推測；隨后到小區(qū)、街邊等公共場合開展問卷調查，得到一手數據；匯總兩個數據信息，得出最終結論“摩擦力不足以減少車輛剎車的慣性”，進而倡議“安全駕駛，遵守交規(guī)，享受幸福生活”。我們力求將科技前沿知識和最新技術成果融入學生生活實驗中，豐富生活體驗的同時，培養(yǎng)觀察思考的能力。
　　三、分層施教，培養(yǎng)科學精神
　　我們注重引領、普及、照顧，讓所有孩子都能踏入數字化實驗的世界。針對不同學生的學習水平，我們制定分層實驗要求，以滿足不同層次學生的學習需求。面向普通學生，設計基于教材的、基于生活問題研究的數字化實驗，注重體驗科學探索的一般過程，給每個學生參與實驗的機會；對于資優(yōu)學生，在基礎實驗的基礎上提高實驗難度，或由學生自己發(fā)現社會生活中想研究的課題，以項目研究的方式推進，注重培養(yǎng)學生項目設計、方案撰寫、實驗操作、數據分析、實驗表達等嚴謹的科學態(tài)度、科學精神，培養(yǎng)其領悟科學技術與日常生活、與社會發(fā)展相聯系的更高層次的認知與技能；對特殊學生和學困生，我們則降低難度、減少數量、反復實驗，幫助學生體驗感悟實驗的快樂。如鼓勵學生用學到的知識和數字化實驗設備，去解決他們感興趣的問題。4個志同道合的小伙伴，組成了“冰火小隊”，以“遵守交通安全，共建美麗家園”為主題，運用力傳感器設計模擬實驗，對汽車慣性涉及的交通安全問題開展調查；聽障孩子雖聽力受損，但在人工耳蝸的幫助下，可以如常人般，運用自己其他感官參與科學探索。對于智障和學習困難學生，降低實驗要求，設計操作簡便的實驗項目。如運用磁感應強度傳感器測量磁性大小，操作上只要求學生能夠按照實驗規(guī)則，把磁性探頭擺放到準確位置即可，然后通過讀數，記數、比大小，就可得出結論；又比如腦癱孩子因為手指不靈活、不受力，在實驗中發(fā)揮小組伙伴的互助作用，讓他承擔觀察讀數、分析表達的任務，共同參與完成實驗。
　　四、博采眾長，構建數字化實驗課程
　　2018年至今，學校受市教研室的委托成為上海市中小學數字化實驗應用推進項目的培訓基地之一。在上海市數字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心主任馮容士、副主任陸伯鴻和市教研室趙偉新、沈慧麗老師的指導下，學校參與兩批次市級DIS實驗應用培訓，其中共有18所學校、60位老師參與培訓活動。2019年12月-2021年6月，學校在市教研室的支持下開展了“上海市中小學數字化實驗應用案例研制”的項目研究。