淺談在信息技術(shù)環(huán)境下初中科學(xué)教育的新探索

1、淺談在信息技術(shù)環(huán)境下初中科學(xué)教育的新探索【內(nèi)容摘要】科技教育提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，融合信息技術(shù)構(gòu)建全方位的科學(xué)氛圍。采用多元化教學(xué)手段來豐富科學(xué)教育的內(nèi)涵，豐富創(chuàng)新實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的科技興趣。體驗(yàn)多種學(xué)習(xí)模式，讓信息技術(shù)激發(fā)創(chuàng)新思維?！娟P(guān)鍵詞】信息技術(shù) 創(chuàng)新 科學(xué) 探索 十八大報(bào)告指出：“科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置?！笨萍紕?chuàng)新是對國家的發(fā)展和社會進(jìn)步起著關(guān)鍵性的作用，是社會進(jìn)步的動力源。我們認(rèn)識到，一個(gè)國家要振興，就要培養(yǎng)大批科技型人才?？萍夹腿瞬诺呐囵B(yǎng)，很重要的一個(gè)條件就是讓青少年接受科學(xué)啟蒙教育?？茖W(xué)教育離不開信息技術(shù)，有效的實(shí)施科學(xué)教育，則應(yīng)

2、充分運(yùn)用現(xiàn)代信息教育技術(shù)。本文就信息技術(shù)在科學(xué)教育中的運(yùn)用，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐作出一些初步的探討。一、融合信息技術(shù)構(gòu)建全方位的科學(xué)氛圍高素質(zhì)的人才必須有很高的科學(xué)素養(yǎng)，其中科學(xué)精神和人文精神是非常重要的品質(zhì)。國民的科學(xué)素養(yǎng)，是指公民了解必要的科學(xué)知識，具備科學(xué)精神和科學(xué)世界觀，以及用科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法判斷及處理各種事務(wù)的能力。利用多種先進(jìn)的信息技術(shù)在校內(nèi)營造出濃厚的科技藝術(shù)氛圍，組織全體學(xué)生參與到科學(xué)創(chuàng)想中來，如“科技節(jié)”開幕式的航模表演，直接在校園電子屏上實(shí)現(xiàn)即時(shí)播放航拍校園景色；利用校園網(wǎng)站推出優(yōu)秀的科技成果，邀請所有師生及家長參與評論投票；注重開展各種形式多樣的科學(xué)科技探索活動，讓學(xué)生探索機(jī)器

3、人等新科技領(lǐng)域，以及開展各種發(fā)明、科技制作、生物、物理和化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等。讓學(xué)生帶著實(shí)事求是的精神去動腦筋、動手、多思、多做，從中受到激勵、啟發(fā)，產(chǎn)生聯(lián)想、靈感，增添創(chuàng)新的意識，訓(xùn)練和培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的才能。校園里充滿了科學(xué)馨香。當(dāng)學(xué)生置身校園，就會被學(xué)校濃郁的科技氛圍所感染，體驗(yàn)到探索與研究的愉悅，學(xué)生們在耳濡目染中陶冶著情操，完善著人格，成長著能力，發(fā)展著自我。二、采用多元化教學(xué)手段豐富科學(xué)教育的內(nèi)涵（一）體驗(yàn)微課微課程就是要把老師的課程用數(shù)字化手段處理，同學(xué)們在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，可以反復(fù)來看。微課程可以用多媒體技術(shù)，用移動技術(shù)，可以有聲音動畫和視頻，形成互動?？茖W(xué)微課程和原本教材之間，不是

4、排斥的關(guān)系，而是互補(bǔ)的關(guān)系，各有各的用處。它們結(jié)合在一起才是一個(gè)全方位的，更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)性化的教材。微課是信息技術(shù)在教學(xué)中完美的應(yīng)用，整個(gè)微課程的發(fā)展，應(yīng)該是創(chuàng)新和選題的共同發(fā)展，關(guān)鍵是創(chuàng)意。在科學(xué)教育中，很多領(lǐng)域的探索無法當(dāng)堂呈現(xiàn)，如太空領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。我們借助微課的平臺，可以直觀地理解科學(xué)知識。如我校曾集體觀看，神十女航天員的太空科學(xué)課，在飛行艙內(nèi)展示的是測質(zhì)量、單擺運(yùn)動以及陀螺的動態(tài)與靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，失重環(huán)境中的剛體動力學(xué)特性；水膜及水球?qū)嶒?yàn)，展示的是失重環(huán)境中液體表面張力作“主導(dǎo)因素”的奇異特征。（二）嘗試3D打印我校邀請了3D打印專家給同學(xué)作了有關(guān)3D打印的科技講座，并在現(xiàn)場打印出

5、了學(xué)生設(shè)計(jì)的兵器立體實(shí)物。講座用雙語揭開了3D打印的神秘面紗，先通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。信息技術(shù)的應(yīng)用是一些軟件的使用，如設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。而PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。學(xué)生通過現(xiàn)場的3D打印，啟發(fā)了很多的科學(xué)創(chuàng)想。在信息技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，通過國外的幾家著名的網(wǎng)站，哪怕是學(xué)生的創(chuàng)想都可以一步成為炙手可熱的暢銷品。 (三)現(xiàn)代化信息技術(shù)

6、傳統(tǒng)教學(xué)媒體主要側(cè)重于教學(xué)過程的展現(xiàn)，忽視對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程的研究?，F(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用，使傳統(tǒng)的教育方式發(fā)生了深刻的改革，教育質(zhì)量和教學(xué)效率也有了顯著提高。首先，現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展帶來了知識呈現(xiàn)方面的重大突破。知識可以用文字、圖像、動畫、聲音、視頻、立體圖表等多媒體表示，豐富多彩的世界都可以被模擬仿真。其次，傳統(tǒng)知識的傳授，基本都是用語言描述的，雖然也可能重現(xiàn)客觀世界，但很抽象，學(xué)生需要領(lǐng)會，在腦中運(yùn)用想象，去重現(xiàn)客觀存在，這是相當(dāng)困難的過程；然而，有了信息技術(shù)，就可直接把枯燥的知識轉(zhuǎn)化為更助記憶的情景再現(xiàn)。第三、現(xiàn)代教育技術(shù)可以創(chuàng)設(shè)一種交互合作式學(xué)習(xí)的環(huán)境。交互合作學(xué)習(xí)是現(xiàn)代教學(xué)理論所推崇

7、的，是課程改革的重要理論基礎(chǔ)?！笆谌艘贼~，不如授人以漁?！币箤W(xué)生終身受益，學(xué)生對于學(xué)習(xí)方法的習(xí)得是至關(guān)重要的。而學(xué)習(xí)方法的習(xí)得是通過學(xué)習(xí)過程來實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)化學(xué)習(xí)過程是實(shí)施創(chuàng)新教育的主渠道，而運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)可以從多角度、多側(cè)面、多途徑來促進(jìn)教學(xué)過程的優(yōu)化?，F(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用，把學(xué)習(xí)過程中的發(fā)現(xiàn)、探索、研究等認(rèn)識活動突顯出來，使學(xué)習(xí)過程更多地成為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程。三、體驗(yàn)多種學(xué)習(xí)模式信息技術(shù)激發(fā)創(chuàng)新思維（一）開展學(xué)?？萍忌鐖F(tuán)活動我校的科技社團(tuán)取名為“創(chuàng)新科技社團(tuán)”，其內(nèi)涵是培養(yǎng)創(chuàng)新意識。校本課程中根據(jù)STEM理念，引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)”。在一項(xiàng)科技成果從創(chuàng)意到成品的

8、過程中，需要借助大量的信息技術(shù)應(yīng)用。如想法的查新，涉及到一些專業(yè)的查新網(wǎng)站及專利網(wǎng)站；再到作品的過程記錄，需要圖片、文字及數(shù)據(jù)的收集處理；接著作品制作階段，大量的信息搜索及向?qū)＜以诰€請教；在作品基本完成后，還需要做一些調(diào)查問卷等。在每學(xué)期社團(tuán)活動前期，啟發(fā)學(xué)生所有可能的想法，用絕殺式提問產(chǎn)生大量的想法，如頭腦風(fēng)暴、列表單等。集中精力，搜索學(xué)生自己感興趣的領(lǐng)域，在項(xiàng)目查新中鎖定最值得花力氣的領(lǐng)域。小組研究時(shí)，要面對的問題就是要確定讓每人分別持有一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄本，還是小組用一個(gè)合并整理過的實(shí)驗(yàn)記錄本?！?】我們學(xué)校選擇的是將兩者結(jié)合起來，每個(gè)項(xiàng)目的小組長有一個(gè)完整的記錄本，每個(gè)小組成員有一個(gè)單獨(dú)的實(shí)

9、驗(yàn)記錄本，可以隨時(shí)向組長的總記錄本增加個(gè)性的記錄。經(jīng)過多年的探索，學(xué)生對這些記錄的呈現(xiàn)更喜歡用網(wǎng)絡(luò)日志的填寫方式。常常圖文并茂，還有一些網(wǎng)絡(luò)自動生成的圖表分析等。這樣有利用于數(shù)據(jù)的保存、同學(xué)的互動及老師的及時(shí)關(guān)注。將人氣最高的想法評選出來，向?qū)＜艺埥蹋皶r(shí)修改學(xué)生項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)，增加可行性。一個(gè)只有想法沒有執(zhí)行的創(chuàng)意是一個(gè)“空想”。社團(tuán)的同學(xué)將利用大量的社團(tuán)活動時(shí)間來落實(shí)項(xiàng)目的所有步驟，前期調(diào)查、分析數(shù)據(jù)、請教專家老師及多次試驗(yàn)修改及形成過程的文字及照片資料。在學(xué)校“科技節(jié)”上，創(chuàng)新科技社團(tuán)的項(xiàng)目小組成員們，用自己設(shè)計(jì)的展板向全校的學(xué)生、老師及家長們展示自己的創(chuàng)新成果，每年都會用現(xiàn)場投票及校園網(wǎng)絡(luò)

10、投票的方式評選出“最佳人氣獎”、“最具前景獎”、“最佳創(chuàng)意獎”等，這樣的交互式科技活動，綜合的鍛煉了學(xué)生們的能力，展示了科技社團(tuán)的成員風(fēng)采，同時(shí)也為每年的招新點(diǎn)亮科技夢想，還為全校所有參觀的同學(xué)帶來一場科技盛宴。這樣的平臺是發(fā)散思維的碰撞，靈魂的深層對話。為進(jìn)一步提升學(xué)生參與熱情，學(xué)校每年組織科技知識競賽、每月一次的科技知識講座、科技征文等系列活動，大大激發(fā)全校學(xué)生對科技創(chuàng)新的熱情。學(xué)校德育教育中有很多工作是與科技教育有關(guān)聯(lián)的，如每月的班級星級評議中，每班的科技教育取得的碩果是重要的考核范圍。每年六月與十二月確定科技教育主題月，黑板報(bào)、校園廣播、手抄報(bào)等活動，能有利于激發(fā)學(xué)生愛科技的熱情，樹立

11、正確觀念，落實(shí)到行動中去。（二）關(guān)注地方科普教育基地科技教師的角色應(yīng)該從專業(yè)型拓展為“社會型”教師，注重利用社會資源來拓寬學(xué)生的視野，豐富校外教育的內(nèi)容。【2】運(yùn)用社會科普教育基地如：大豐未來科技館、東方創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園和海洋科技館等地方。以海洋科技館為例，學(xué)生一進(jìn)入就被信息技術(shù)和海洋情境的融合吸引了。深海的數(shù)字化體現(xiàn)、互動式保衛(wèi)海洋的參與答題、觸摸式的航海體驗(yàn)、交互式的打擊海盜游戲等，學(xué)生通過參與、體驗(yàn)、互動等手段，激發(fā)科學(xué)興趣、啟迪科學(xué)觀為目的，延伸了課堂的科技教育。科技參觀活動豐富了學(xué)生的感性知識，擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，為學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)起到了直接的促進(jìn)作用。學(xué)生在豐富多彩、富于創(chuàng)造及想象的科技

12、學(xué)習(xí)環(huán)境中感受到自主發(fā)揮的心理氣氛，更能激發(fā)他們的創(chuàng)造想象能力。這樣潤物細(xì)無聲的學(xué)習(xí)讓很多科技環(huán)保的理念深深的留在學(xué)生的腦海里，也落實(shí)到他們今后的生活中。四、豐富創(chuàng)新實(shí)踐激發(fā)學(xué)生的科技興趣人民教育家陶行知先生曾說：“人人是創(chuàng)造之人，天天是創(chuàng)造之時(shí)，處處是創(chuàng)造之地?！彼袑W(xué)生可以通過學(xué)習(xí)、強(qiáng)化和提高，成為創(chuàng)新人才。創(chuàng)新精神主要包括好奇心，探究興趣，求知欲，對新事物的敏感性，對真知的執(zhí)著追求，對發(fā)現(xiàn)、革新、開拓、進(jìn)取的百折不撓的精神追求，這是進(jìn)行創(chuàng)新的動力，也是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。先賢孔子說：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！边@就指出了興趣對學(xué)習(xí)的重要作用。真正的“樂之”才會創(chuàng)作出優(yōu)秀的科技

13、作品，真正享受創(chuàng)造過程。（一）從科學(xué)幻想畫到科技制作在參加江蘇省科技創(chuàng)新大賽中，學(xué)生的科學(xué)幻想畫的靈感來自于科技課堂中穿插的科幻電影的情節(jié)?；孟胧菍W(xué)生們在生活中的奇思妙想，是他們純真心靈的一種大膽的無拘無束的表露，也是一種聰明聰穎的反映。如畫的太空警察，原型來自于科幻電影機(jī)械戰(zhàn)警，這是神經(jīng)義肢的未來科技探索領(lǐng)域。細(xì)菌也是寶體現(xiàn)學(xué)生對新型能源的幻想，中國低碳空間站更是對外太空的探索畫出了藍(lán)圖，我校的學(xué)生獲得了很多獎項(xiàng)，這些是對學(xué)生的莫大鼓舞，也成為學(xué)生們從科學(xué)幻想邁向科技制作的動力，如有位同學(xué)就把自己曾經(jīng)畫的可伸縮公交車，做成了可伸縮的公交車模型，可以節(jié)約能源和交通空間，獲得了市級的獎項(xiàng)。（二）

14、從科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)到優(yōu)秀科技制作在2014年科學(xué)調(diào)查主題活動中，開始是布置一項(xiàng)調(diào)查任務(wù)“手機(jī)功能用途的調(diào)查”，請同學(xué)們尋找調(diào)查對象發(fā)放調(diào)查表，收集數(shù)據(jù)。最后網(wǎng)絡(luò)提交自己收集的數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行簡單的分析總結(jié)。這樣的網(wǎng)絡(luò)提交既體現(xiàn)了大賽的保護(hù)資源的環(huán)保觀念，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的信息處理能力及網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用。這種研究性學(xué)習(xí)能力在科學(xué)體驗(yàn)主題調(diào)查中得到真正的試行。我接受到資源包后，尤其是研究實(shí)驗(yàn)手冊后，以“創(chuàng)新在我身邊”為主題的一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我?guī)ьI(lǐng)同學(xué)進(jìn)入資源包中優(yōu)秀例子小制作 大智慧，鼓勵同學(xué)們突破思維定勢，自發(fā)的探尋科學(xué)真理。以飽滿的熱情、積極的態(tài)度投入學(xué)習(xí)。很多學(xué)生在試做資源包的簡單器材后，利用暑期時(shí)間尋

15、找適合的材料，很多同學(xué)做出了優(yōu)秀的科技小制作參加網(wǎng)絡(luò)展評。（三）培養(yǎng)創(chuàng)新意識在課程改革中運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的根本目的就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。它通過為學(xué)生提供一個(gè)有利于學(xué)習(xí)者觀察、思考、比較、創(chuàng)造的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)者的主動參與，重視學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的自主探索，使學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)的能力、合作交流的精神、個(gè)性化的品質(zhì)和積極的情感體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生掌握信息獲取、分析、處理、交流與應(yīng)用的能力。初中科技活動可以突破課本內(nèi)容和形式的局限，密切聯(lián)系實(shí)際，反映最新技術(shù)成果，最大限度地喚醒學(xué)生的創(chuàng)新精神。心理學(xué)表明，青少年時(shí)期學(xué)生的抽象性思維開始占主導(dǎo)地位，出現(xiàn)了思維的獨(dú)立批判性，表現(xiàn)出思維的獨(dú)創(chuàng)性。這個(gè)時(shí)期，青少年學(xué)生已經(jīng)積累了一定的科學(xué)知識，他們愿意獨(dú)立思考，提出一些新的設(shè)想和見解，樂于去嘗試新的方法。我們應(yīng)珍惜學(xué)生的創(chuàng)造意識，培養(yǎng)學(xué)生良好的意志品質(zhì)，幫助他們樹立積極的心理素質(zhì)，使他們有主見、有耐心、有毅力。培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力；引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)思想、科學(xué)態(tài)度；幫助他們逐步形成科學(xué)的世界觀和方法論。綜上所述，在科學(xué)教育的道路上需要大量的信息技術(shù)的應(yīng)用?？茖W(xué)教育在信息技術(shù)的環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，塑造創(chuàng)造性人格，促使學(xué)生整體素質(zhì)得到全面發(fā)展。以上是我在信息技術(shù)環(huán)境下初中科學(xué)教育的初步探索，加強(qiáng)課堂上的信息技術(shù)的應(yīng)用是時(shí)代的需要