在教育信息化2.0的新阶段，“互联网+”、多媒体、人工智能、大数据等技术与学科教学深度融合。随着国家级虚拟仿真实验教学中心的启动，虚拟仿真技术逐步进入课堂教学环节，促使教师对教学新方法和新模式进行探索。范小露等人在《国内虚拟仿真实验教学研究趋势与热点分析》中提出在实验教学中运用虚拟仿真技术能够激发学生学习动力与兴趣，提升学生的动手创新能力，其具有资源共享度高、低成本、低消耗、低危险性等显著特征。
随着时代的发展，信息技术改变了课程的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式。通过信息技术手段优化教学过程中的各个要素和环节，是数字化教学与课程融合的要求。将信息技术有效融入科学教学过程有以下两大优点：第一，它可以使教师在课堂中发挥主导作用；第二，它能充分体现以学生为主体的“自主、探究、合作”学习模式，充分发挥学生的主动性、积极性、创造性。通过信息技术与实验教学的融合，学生创新精神和实践能力的培养才能真正落到实处。
1虚拟仿真技术与科学实验教学融合的起因
年初随着新型冠状病*肺炎疫情的蔓延，原有的教学模式被打破，教师被迫将课堂由传统教室转为线上网络环境。由此原有科学课程中实验教学的关键要素之一——实验条件产生了巨大变化，传统的实验室已无法使用，整齐规范的实验条件和器材已不能满足线上教学需求。作为教师应如何及时调整教学策略，在特殊情境下继续开展好科学实验教学，已变成当前科学教师的困惑之一。况且这样大规模的线上授课并无固定模式可以遵循，教师在感受到“教无定法”的同时，也常常会产生“教学如何落地”的困惑。为此，曹杨第二中学附属学校在线上小学科学教学中运用了虚拟仿真技术来帮助教师完成一些线上科学实验。通过将信息技术有效融入科学实验教学过程，营造一种新型线上教学环境，为特殊时期实验教学的顺利开展提供保障。
2基于数字化实验系统的小学科学实验融合应用
虚拟仿真技术为教师提供了一个新的实验探究平台。在教学中教师运用此工具能解决器材准备难、现象描述不精确等问题，让学生有充足的时间和精力对科学现象进行多角度的感知和多视角的探究。同时，作为教师而言，此系统也可以促进教学方式的多元化、教学过程的高效化，提升了整个课堂内容的容量，也为新形势下的线上教学提供了助力。将现代化的虚拟仿真技术与科学课程进行有效融合也需要先进的教育思想介入。随着时代的发展，教师应秉持开放、多元、富有探究性的科学精神去摸索新颖的教育观念、教育思想与教育模式。实验教学在科学课程中占有占非常重要的部分，在实验教学中运用虚拟仿真技术必须立足课堂，确保数字化实验与课堂实验内容无缝融合。只有体现出实验的直观性、客观性和技术的便捷性，技术和教学的深度融合才能真正达成。
小学阶段所有科学实验按内容均可分为教师演示实验、学生群体操作性实验和探究性实验三类，为此下面就三者具体展开梳理。
（1）运用虚拟生物实验实现与演示实验融合
在小学科学实验教学中最常见、最普通的实验就是教师演示实验。教师在讲解科学概念的时候，因班级人数较多，实验设置烦琐、空间相对较大等客观因素，导致很多学生对具体的科学现象观察不清晰，影响学习。虚拟实验则能很好地解决这个问题。例如，上海市远东版自然教材四年级下《能量》单元中《人需要能量》一课，需要通过燃烧相同质量的食物，记录燃烧时间和释放热量证明不同食物所含的能量不同。在线上教学演示教学中由于拍摄的角度问题和实验步骤的关系导致直观性不够，学生较难理解。为了处理好这一问题，可以采用了NB虚拟生物实验软件，通过这个虚拟实验演示不同食物所含能量不同。在实验前教师利用程序先介绍实验所需的材料用具。然后选取不同食物作为实验材料，为了确保实验的客观性，可以选择多组食物作分组对比实验。教师可以点燃酒精灯燃烧不同的食物，投入定量水中让其加热水，通过测算水的升温情况，观察得出不同食物所含能量多少，从而最终得出不同食物所含能量不同。在整个实验过程中程序会自动演算水的温度和食物所含能量的实验数据，随机产生直观的实验结果和数据，让学生在仿真的实验场景中完成实验，形成科学概念(如图1所示)。
图1NB虚拟生物实验软件中的《不同食物所含能量不同》
（2）运用虚拟物理实验实现与群体实验融合群体实验是为了培养学生的动手能力和理论联系实际的能力，一般在正常教学过程中并不主张用虚拟实验代替真实实验。但是在一些特殊情况下，无法设置实验室环境时，教师可以指导学生借助虚拟实验开展群体操作实验。当然在具体的教学中要细化实验过程讲清观察实验过程，让学生掌握正确的操作方法，避免将来在真实实验中出现失误。同时虚拟实验也可以在真实实验的基础上，让学生通过虚拟实验进行实验的操作练习，通过反复操作加深对该实验原理的理解。例如，上海远东版牛津《自然》教材中四年级《物体重力》一课，需要直观认识1千克物体具有向下约10牛顿的力，但是由于在家学习阶段缺少平板测力计，学生无法在实验室完成这一实验操作，科学教师往往只能采用视频演示的方法开展演示实验，学生无法获得直观体验，教学效果大打折扣。为此在教学中可以采用NB虚拟物理实验这一虚拟实验工具，运用软件界面中已有的弹簧测力计、50克或克钩码，自由测量钩码重量。放大弹簧测力计，观察刻度，发现质量克钩码约等于1牛顿，由此得出质量为克的物体，具有向下约1牛顿的重力。随后通过