大数据时代背景下科学课堂人才培养模式探究

彭玮

大数据时代背景下，教育领域不断发生着深刻的变革。笔者针对所教的学科——小学科学的人才培养模式也进行了一系列的探索，以期在大数据时代下的科学课堂上可以更加突出学生学习的主体地位，使他们掌握学会学习未来知识的能力。随着大数据时代的到来，教育行业也与其有着越来越深入的关联，智慧教育变革正在悄然来临。每位教育工作者需要不断加快学习的脚步才能让学生应对未来更快速的变化。笔者针对所教的学科——小学科学的教学进行了相关的探索。

一、大数据时代对教育环境的影响

大数据时代对教育环境产生的影响越来越广，越来越深，表现在如下几个方面：

（一）大数据时代对教与学关系的影响

在知识面的层面，过去是教师占优势，教师读书多，上学时间长，其专业知识远远大于学生，其他方面的知识由于生活经验较学生丰富也有一定的积累，之前教学中提倡教师的知识量为一个“缸子”，这样学生才能从中得到“一小碗”。随着时代的发展，网络的不断发达，教师与学生知识面在同一平面，教师知道的学生也知道，甚至经常会出现“学生知道，教师却不知道”或者“学生会问教师根本不懂的问题”等情况的出现。

在知识深度的层面，从前教师是权威，教师在专业上必须有绝对深度的研究，才能引导学生的思维逻辑不断向深度发展。现今，教师与学生互为挑战。由于其在思维发展黄金期很早就接触外界源源不断的信息，因此学生在其感兴趣的领域会多加关注，不断加深思考，很多情况下教师也了解不够其深刻。

在知识获取层面，过去是教师教、学生学，现在是教师学生获取知识各有渠道，教师有的渠道，很多学生也是可以接触到的。

（二）大数据时代对学生认知方式的影响

过去的学生大部分时间是通过阅读纸张处理简单的知识，被动地接受很多知识，认知方式较为单一，认知能力增长较为缓慢。在现今的大数据时代，很多文字信息都变为图片呈现的方式，即学生步入了“读图时代”，其中有海量的、有趣的信息，因此学生会在其中主动搜寻知识。这样得来的知识印象会更加深刻，应用起来更加灵活。

（三）大数据时代对教育组织的影响

传统的教育组织犹如“金字塔”形，“底层的”学生权力意志得不到充分的发挥，这样的教育组织刻板规划、活力低下。现今，微信、QQ等社交App的应用越来越广泛，各种教育组织呈现扁平化趋势，犹如“蜂巢”般需要协调合作，鼓励自我涌现，教育组织高度灵活。学生可以通过微信等社交软件向教师表达所思所想。

二、大数据时代背景在小学科学课堂中人才培养策略

为了应对大数据时代带来的变革，人才培养的方式也发生了变化，如图1所示：

因此，当今以及未来的教育需要照顾到班上每位学生的个别差异，贯彻因材施教。

针对以上大数据时代对于教育行业的影响，笔者以自己教的班级为依托，进行了几个方面的探索。

（一）开展主动型学习，提升学生数据处理能力

大数据时代，获得信息已经不是难题，“加工”“处理”才能实现数据的“增值”。面对海量的数据、信息，学生同时也面临着“选择困难症”，哪些是与己有用的信息，哪些是无用的，有用的信息又该如何为己所用，这是难点所在。因此，提高学生对数据的“加工能力”是解决问题的关键所在。《小学科学课程标准》中，课程基本理念中的一条是倡导探究式学习，如何进行更有深度的探究，首先学生要学会“发问”。意识到这个问题后，我在每个单元开始之前都会布置一个作业：学习本单元之前你有什么问题？你想有什么收获？提示学生课前搜集一些资料，并且回答上述三个问题。例如，在学习《天气》单元时，我布置了这个作业，很多学生搜集了很多有关天气的问题，例如天气是什么？为什么会下雨？为什么南方比北方更热？……这些问题即使不去搜集资料也可以问得出，但是学生的确收集了很多有关天气的资料，我发现原因是学生不会归纳整理这些信息。因此，我引导学生对所搜集的信息进行分类：天气的组成部分，天气的观察方法，天气预测的方法，气候与天气的不同，不同天气形成的原因等，列出这些条目后，我鼓励学生分组讨论，将所收集的信息进行分类。果然提出的問题会更加具体，更加有深度。学习完这个单元的内容时孩子们也收获了很多。

引导学生会分析数据、资料是学生在科学课堂上主动学习的“助推器”。

（二）倡导跨学科学习方式，提升学生解决问题的能力

STEAM代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Arts），数学（Mathematics），STEAM教育就是集科学、技术、工程、艺术、数学多学科融合的综合教育;是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，有利于学生创新能力的培养。身处大数据时代，学生们知道知识并不是难事，难的是运用知识。教师需要调动学生解决难题的主观能动性。例如在学习《声音的变化》这一节时，我发现学生对声音的高低、强弱变化容易混淆时，发现一味地探究已经无法加深学生的认知了。在教学反思时，我及时找到了这节课与音乐学科的交叉点，利用“学习声音的变化可以改造常见的物体制作乐器”为突破点，调动学生的积极性，学习声音变化的本质规律，结合一些常见乐器的演奏方式，帮助学生理解声音的变化。课下鼓励学生制作简单的“乐器”，学生在收集资料并不断摸索实验中，制作出“吸管排箫”（ 如图2）。并且利用其吹奏出简单的歌曲。在这个过程中学生对声音强弱、高低变化的本质规律有了深刻的理解。

找到学科间交叉点并且培养孩子应用知识的能力是科学课堂重要的一环，这为学生解决问题能力的提升奠定了基础。

（三）渗透国际理解教育，提升学生国际胜任力

国际理解教育是20世纪70年代后半期日本出现的教育思潮和活动。它是随着当代经济贸易活动国际化而发展起来的，旨在通过传播和掌握各国地理、经济、文化和政治等知识，适应日益扩大的国际交往的需要，达到各国及其人民之间相互理解和相互关心。邓小平同志曾经说过：“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”。习近平同志也说过：“中国开放的大门不会关闭，只会越开越大”。大数据时代中，学生时刻与世界处在紧密联系中，未来发生的联系会更深刻。根据时代的变化，我将国际教育的理念渗透进小学科学课堂中，从小培养学生用国际视野分析、解决问题，逐步参与国际事务。例如，在《运动起来会怎样（一）》以及《运动起来会怎样（二）》的教学过程中，为了让学生深刻理解呼吸以及心脏跳动对运动的作用，笔者引导学生在课前收集中外小学生大量运动后的表现等相关资料，并让学生自己查找原因。学生整理资料后总结道：很多外国小学生运动后很快体能恢复到正常，中国小学生虽然也能完成一些运动量大的运动，但是恢复到正常体能时所花的时间长。再问学生是哪些方面的体能因素，学生会知道是呼吸频率和心脏跳动频率。随后笔者开始安排一些探究实验，学生会更加明白两者在运动中扮演的角色。最后问学生造成出这种差异的原因，学生归结为以下几方面原因：1.人种差异;2.遗传基因;3.饮食结构;4.体育教学;5.生活习惯;6.教育体制;7.社会环境等。课堂最后的升华阶段，我引导学生说出如何解决这个问题，所有学生都会认识到锻炼身体的重要性。在这样的课堂上，学生不仅纵深学习了课本上的内容，还横向对比了其他国家的相关做法，开阔了思路，学会用全球视野分析问题。

在科学课堂上渗透一些国际理解教育的理念可以大大开阔学生的思路，强调开放性思维，让学生们更加关心世界，理解不同国家历史背景和风俗习惯，从而提升学生的国际胜任力。

三、总结与展望

身处与大数据时代，教师与学生需要共同面对新的挑战，学生的学习不仅仅发生在教室里，而是终身的、全面的、按需获得的。教师因此也必须不断更新思想观念，突破旧的、传统的教育观念、教育模式、教与学的方式，用“创新型学习”取代“维持型学习”，将更多的精力用于教会学生学会学习未来知识。

【作者单位：天津外国语大学附属滨海外国语学校  天津】