大數據時代背景下科學課堂人才培養模式探究

彭瑋

大數據時代背景下，教育領域不斷發生著深刻的變革。筆者針對所教的學科——小學科學的人才培養模式也進行了一系列的探索，以期在大數據時代下的科學課堂上可以更加突出學生學習的主體地位，使他們掌握學會學習未來知識的能力。隨著大數據時代的到來，教育行業也與其有著越來越深入的關聯，智慧教育變革正在悄然來臨。每位教育工作者需要不斷加快學習的腳步才能讓學生應對未來更快速的變化。筆者針對所教的學科——小學科學的教學進行了相關的探索。

一、大數據時代對教育環境的影響

大數據時代對教育環境產生的影響越來越廣，越來越深，表現在如下幾個方面：

（一）大數據時代對教與學關系的影響

在知識面的層面，過去是教師占優勢，教師讀書多，上學時間長，其專業知識遠遠大于學生，其他方面的知識由于生活經驗較學生豐富也有一定的積累，之前教學中提倡教師的知識量為一個“缸子”，這樣學生才能從中得到“一小碗”。隨著時代的發展，網絡的不斷發達，教師與學生知識面在同一平面，教師知道的學生也知道，甚至經常會出現“學生知道，教師卻不知道”或者“學生會問教師根本不懂的問題”等情況的出現。

在知識深度的層面，從前教師是權威，教師在專業上必須有絕對深度的研究，才能引導學生的思維邏輯不斷向深度發展。現今，教師與學生互為挑戰。由于其在思維發展黃金期很早就接觸外界源源不斷的信息，因此學生在其感興趣的領域會多加關注，不斷加深思考，很多情況下教師也了解不夠其深刻。

在知識獲取層面，過去是教師教、學生學，現在是教師學生獲取知識各有渠道，教師有的渠道，很多學生也是可以接觸到的。

（二）大數據時代對學生認知方式的影響

過去的學生大部分時間是通過閱讀紙張處理簡單的知識，被動地接受很多知識，認知方式較為單一，認知能力增長較為緩慢。在現今的大數據時代，很多文字信息都變為圖片呈現的方式，即學生步入了“讀圖時代”，其中有海量的、有趣的信息，因此學生會在其中主動搜尋知識。這樣得來的知識印象會更加深刻，應用起來更加靈活。

（三）大數據時代對教育組織的影響

傳統的教育組織猶如“金字塔”形，“底層的”學生權力意志得不到充分的發揮，這樣的教育組織刻板規劃、活力低下。現今，微信、QQ等社交App的應用越來越廣泛，各種教育組織呈現扁平化趨勢，猶如“蜂巢”般需要協調合作，鼓勵自我涌現，教育組織高度靈活。學生可以通過微信等社交軟件向教師表達所思所想。

二、大數據時代背景在小學科學課堂中人才培養策略

為了應對大數據時代帶來的變革，人才培養的方式也發生了變化，如圖1所示：

因此，當今以及未來的教育需要照顧到班上每位學生的個別差異，貫徹因材施教。

針對以上大數據時代對于教育行業的影響，筆者以自己教的班級為依托，進行了幾個方面的探索。

（一）開展主動型學習，提升學生數據處理能力

大數據時代，獲得信息已經不是難題，“加工”“處理”才能實現數據的“增值”。面對海量的數據、信息，學生同時也面臨著“選擇困難癥”，哪些是與己有用的信息，哪些是無用的，有用的信息又該如何為己所用，這是難點所在。因此，提高學生對數據的“加工能力”是解決問題的關鍵所在。《小學科學課程標準》中，課程基本理念中的一條是倡導探究式學習，如何進行更有深度的探究，首先學生要學會“發問”。意識到這個問題后，我在每個單元開始之前都會布置一個作業：學習本單元之前你有什么問題？你想有什么收獲？提示學生課前搜集一些資料，并且回答上述三個問題。例如，在學習《天氣》單元時，我布置了這個作業，很多學生搜集了很多有關天氣的問題，例如天氣是什么？為什么會下雨？為什么南方比北方更熱？……這些問題即使不去搜集資料也可以問得出，但是學生的確收集了很多有關天氣的資料，我發現原因是學生不會歸納整理這些信息。因此，我引導學生對所搜集的信息進行分類：天氣的組成部分，天氣的觀察方法，天氣預測的方法，氣候與天氣的不同，不同天氣形成的原因等，列出這些條目后，我鼓勵學生分組討論，將所收集的信息進行分類。果然提出的問題會更加具體，更加有深度。學習完這個單元的內容時孩子們也收獲了很多。

引導學生會分析數據、資料是學生在科學課堂上主動學習的“助推器”。

（二）倡導跨學科學習方式，提升學生解決問題的能力

STEAM代表科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），藝術（Arts），數學（Mathematics），STEAM教育就是集科學、技術、工程、藝術、數學多學科融合的綜合教育;是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，有利于學生創新能力的培養。身處大數據時代，學生們知道知識并不是難事，難的是運用知識。教師需要調動學生解決難題的主觀能動性。例如在學習《聲音的變化》這一節時，我發現學生對聲音的高低、強弱變化容易混淆時，發現一味地探究已經無法加深學生的認知了。在教學反思時，我及時找到了這節課與音樂學科的交叉點，利用“學習聲音的變化可以改造常見的物體制作樂器”為突破點，調動學生的積極性，學習聲音變化的本質規律，結合一些常見樂器的演奏方式，幫助學生理解聲音的變化。課下鼓勵學生制作簡單的“樂器”，學生在收集資料并不斷摸索實驗中，制作出“吸管排簫”（ 如圖2）。并且利用其吹奏出簡單的歌曲。在這個過程中學生對聲音強弱、高低變化的本質規律有了深刻的理解。

找到學科間交叉點并且培養孩子應用知識的能力是科學課堂重要的一環，這為學生解決問題能力的提升奠定了基礎。

（三）滲透國際理解教育，提升學生國際勝任力

國際理解教育是20世紀70年代后半期日本出現的教育思潮和活動。它是隨著當代經濟貿易活動國際化而發展起來的，旨在通過傳播和掌握各國地理、經濟、文化和政治等知識，適應日益擴大的國際交往的需要，達到各國及其人民之間相互理解和相互關心。鄧小平同志曾經說過：“教育要面向現代化，面向世界，面向未來”。習近平同志也說過：“中國開放的大門不會關閉，只會越開越大”。大數據時代中，學生時刻與世界處在緊密聯系中，未來發生的聯系會更深刻。根據時代的變化，我將國際教育的理念滲透進小學科學課堂中，從小培養學生用國際視野分析、解決問題，逐步參與國際事務。例如，在《運動起來會怎樣（一）》以及《運動起來會怎樣（二）》的教學過程中，為了讓學生深刻理解呼吸以及心臟跳動對運動的作用，筆者引導學生在課前收集中外小學生大量運動后的表現等相關資料，并讓學生自己查找原因。學生整理資料后總結道：很多外國小學生運動后很快體能恢復到正常，中國小學生雖然也能完成一些運動量大的運動，但是恢復到正常體能時所花的時間長。再問學生是哪些方面的體能因素，學生會知道是呼吸頻率和心臟跳動頻率。隨后筆者開始安排一些探究實驗，學生會更加明白兩者在運動中扮演的角色。最后問學生造成出這種差異的原因，學生歸結為以下幾方面原因：1.人種差異;2.遺傳基因;3.飲食結構;4.體育教學;5.生活習慣;6.教育體制;7.社會環境等。課堂最后的升華階段，我引導學生說出如何解決這個問題，所有學生都會認識到鍛煉身體的重要性。在這樣的課堂上，學生不僅縱深學習了課本上的內容，還橫向對比了其他國家的相關做法，開闊了思路，學會用全球視野分析問題。

在科學課堂上滲透一些國際理解教育的理念可以大大開闊學生的思路，強調開放性思維，讓學生們更加關心世界，理解不同國家歷史背景和風俗習慣，從而提升學生的國際勝任力。

三、總結與展望

身處與大數據時代，教師與學生需要共同面對新的挑戰，學生的學習不僅僅發生在教室里，而是終身的、全面的、按需獲得的。教師因此也必須不斷更新思想觀念，突破舊的、傳統的教育觀念、教育模式、教與學的方式，用“創新型學習”取代“維持型學習”，將更多的精力用于教會學生學會學習未來知識。

【作者單位：天津外國語大學附屬濱海外國語學校 ?天津】