智慧教育背景下科學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的思考與實(shí)踐研究

陳麗平

關(guān)鍵詞：智慧教育;科學(xué)學(xué)科;學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng);思考;實(shí)踐

學(xué)生創(chuàng)新思維是指學(xué)生就同一問題尋求不同解答方法、多樣的探究過程的基礎(chǔ)素養(yǎng)。在科學(xué)智慧課堂構(gòu)建中，教師要注重對(duì)學(xué)生觀察方法的引導(dǎo)，啟發(fā)其思維的發(fā)散，促使其在問題的探究中發(fā)展個(gè)人創(chuàng)新素養(yǎng)。

一、創(chuàng)設(shè)智慧化情境，啟發(fā)學(xué)生思維

科學(xué)學(xué)科具有高度綜合性、實(shí)踐性，教師授課不必局限于“教師講，學(xué)生聽”的單向傳輸式教學(xué)，而是調(diào)整師生角色，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、探索解決方式。智慧課堂是當(dāng)前科學(xué)學(xué)科教學(xué)新探索，教師可通過信息化情境創(chuàng)設(shè)和導(dǎo)學(xué)問題設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生思維，指引學(xué)生探究方向，加深其對(duì)科學(xué)知識(shí)與技能的理解，促進(jìn)其創(chuàng)新思維的形成。

例如：教學(xué)《晝夜交替現(xiàn)象》這部分內(nèi)容時(shí)，教師可借助智慧化的“地球晝夜交替仿真3D模型”的情境創(chuàng)設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維、拓展學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)視野。首先，教師可以問代講，啟發(fā)學(xué)生對(duì)晝夜交替現(xiàn)象的觀察與思考。其次，教師通過智慧課堂分別為學(xué)生展示百度地圖中倫敦和北京的實(shí)時(shí)在線街景圖，請(qǐng)學(xué)生討論兩張照片的異同。再次，追問“黑夜與白天不斷交替出現(xiàn)的原因”，啟發(fā)學(xué)生思考，激勵(lì)學(xué)生參與“地球儀自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)”的尋根問底的探究。最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)記錄以小組為單位討論、總結(jié)和分享“晝夜產(chǎn)生原因”，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于探索的科學(xué)研究精神，啟發(fā)其創(chuàng)新思維。

二、聯(lián)系生活中經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)創(chuàng)新靈感

科學(xué)又是一門與生活經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)的學(xué)科，教師可抓住這一特征，將更多生活化元素融入智慧課堂構(gòu)建中，站在學(xué)生的視角去認(rèn)識(shí)世界，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新靈感。

例如：教學(xué)杠桿原理的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師可通過建筑工人使用杠桿撬動(dòng)石頭、玩蹺蹺板等生活模型，進(jìn)行課堂導(dǎo)入;課中，啟發(fā)學(xué)生對(duì)杠桿的形狀、應(yīng)用環(huán)境、各部分構(gòu)成進(jìn)行觀察，幫助學(xué)生建構(gòu)杠桿概念及杠桿構(gòu)成要素。最后，提出一個(gè)生活中智能物品的杠桿問題，讓學(xué)生運(yùn)用杠桿原理知識(shí)進(jìn)行解析，激發(fā)其在探究過程中產(chǎn)生智能造物的靈感，“源于生活、作用于生活”培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。

三、注重實(shí)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

“像科學(xué)家一樣思考”是探究科學(xué)問題的重要途徑。在科學(xué)探究領(lǐng)域，每一個(gè)公式、命題、定理的產(chǎn)生都離不開無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)推演和實(shí)證。在科學(xué)學(xué)科智慧課堂構(gòu)建中，教師要注重實(shí)驗(yàn)過程教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過參與實(shí)證性思維探究，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

例如：教學(xué)浮力相關(guān)的知識(shí)時(shí)，首先，提問學(xué)生是否有游泳的經(jīng)歷，與學(xué)生討論游泳時(shí)“感覺水在托著自己”這一感性體驗(yàn)，引出浮力的概念。其次，通過“不同物品丟入水中實(shí)驗(yàn)”探究實(shí)驗(yàn)，展示不同事物在水中的狀態(tài)，啟發(fā)學(xué)生思考“為什么有的物體可以漂浮在水面上，有的物體則會(huì)下沉到水底？”再次，學(xué)生以小組為單位，對(duì)提供實(shí)驗(yàn)物品進(jìn)行大小改變、數(shù)量改變等操作，驗(yàn)證小組的猜想和推論，形成科學(xué)概念。

四、借助智能技術(shù)手段，拓展創(chuàng)新培養(yǎng)路徑

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能在課堂教學(xué)的應(yīng)用也在不斷發(fā)展。智慧教育的創(chuàng)設(shè)更有利學(xué)習(xí)情境、即時(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況、可視化展示學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)、激發(fā)學(xué)生對(duì)科技探究等綜合優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)代教育改革和發(fā)展提供了顛覆性創(chuàng)新的路徑，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)提供了新的突破口。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和整理是目前科學(xué)課堂的一大難點(diǎn)，因?yàn)榇隧?xiàng)工作煩瑣而時(shí)間緊，基于點(diǎn)陣智慧紙筆的科學(xué)探究課堂，在致學(xué)云平臺(tái)大數(shù)據(jù)的幫助下，能保持學(xué)生傳統(tǒng)紙質(zhì)書寫習(xí)慣，能同步教師講解減少切換繁雜事項(xiàng)，能即時(shí)收集數(shù)據(jù)形成分析圖，能跟蹤學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率實(shí)施精準(zhǔn)化指導(dǎo)……點(diǎn)陣識(shí)別技術(shù)和教育人工智能的融合，為智慧教育提供了技術(shù)支撐和創(chuàng)新思路，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才拓展了路徑。

五、結(jié)語

總而言之，學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)知是從感性體驗(yàn)開始的，教師在智慧課堂構(gòu)建與學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)過程中，要重視智慧化情境設(shè)置、生活原型啟發(fā)、實(shí)踐驗(yàn)證思維培養(yǎng)、嘗試智能技術(shù)教學(xué)方式等啟發(fā)學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新。教育是知識(shí)創(chuàng)新、傳播、運(yùn)用的主要基地，也是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。

參考文獻(xiàn)：

[1]張李娜.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代小學(xué)信息技術(shù)智慧課堂生成性教學(xué)實(shí)踐研究[J].現(xiàn)代教育科學(xué)，2021（02）：135-140.

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課題研究項(xiàng)目：《粵港澳大灣區(qū)背景下基于智能技術(shù)深度融合的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)》，2020WQYB084;《教研組共生文化構(gòu)建與教師專業(yè)發(fā)展》2020gh048;《思維建模在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究》GMJKY2021QN010。