智慧教育背景下科学培养学生创新思维的思考与实践研究

陈丽平

关键词：智慧教育;科学学科;学生创新思维培养;思考;实践

学生创新思维是指学生就同一问题寻求不同解答方法、多样的探究过程的基础素养。在科学智慧课堂构建中，教师要注重对学生观察方法的引导，启发其思维的发散，促使其在问题的探究中发展个人创新素养。

一、创设智慧化情境，启发学生思维

科学学科具有高度综合性、实践性，教师授课不必局限于“教师讲，学生听”的单向传输式教学，而是调整师生角色，引导学生在实践中发现问题、探索解决方式。智慧课堂是当前科学学科教学新探索，教师可通过信息化情境创设和导学问题设计，启发学生思维，指引学生探究方向，加深其对科学知识与技能的理解，促进其创新思维的形成。

例如：教学《昼夜交替现象》这部分内容时，教师可借助智慧化的“地球昼夜交替仿真3D模型”的情境创设，培养学生科学创新思维、拓展学生科学学习视野。首先，教师可以问代讲，启发学生对昼夜交替现象的观察与思考。其次，教师通过智慧课堂分别为学生展示百度地图中伦敦和北京的实时在线街景图，请学生讨论两张照片的异同。再次，追问“黑夜与白天不断交替出现的原因”，启发学生思考，激励学生参与“地球仪自转的实验”的寻根问底的探究。最后，结合实验记录以小组为单位讨论、总结和分享“昼夜产生原因”，培养学生敢于质疑、勇于探索的科学研究精神，启发其创新思维。

二、联系生活中经验，激发创新灵感

科学又是一门与生活经验息息相关的学科，教师可抓住这一特征，将更多生活化元素融入智慧课堂构建中，站在学生的视角去认识世界，激发学生创新灵感。

例如：教学杠杆原理的相关知识时，教师可通过建筑工人使用杠杆撬动石头、玩跷跷板等生活模型，进行课堂导入;课中，启发学生对杠杆的形状、应用环境、各部分构成进行观察，帮助学生建构杠杆概念及杠杆构成要素。最后，提出一个生活中智能物品的杠杆问题，让学生运用杠杆原理知识进行解析，激发其在探究过程中产生智能造物的灵感，“源于生活、作用于生活”培养其创新思维。

三、注重实证性实验，培养创新思维

“像科学家一样思考”是探究科学问题的重要途径。在科学探究领域，每一个公式、命题、定理的产生都离不开无数次的实验推演和实证。在科学学科智慧课堂构建中，教师要注重实验过程教学，引导学生通过参与实证性思维探究，培养创新思维。

例如：教学浮力相关的知识时，首先，提问学生是否有游泳的经历，与学生讨论游泳时“感觉水在托着自己”这一感性体验，引出浮力的概念。其次，通过“不同物品丢入水中实验”探究实验，展示不同事物在水中的状态，启发学生思考“为什么有的物体可以漂浮在水面上，有的物体则会下沉到水底？”再次，学生以小组为单位，对提供实验物品进行大小改变、数量改变等操作，验证小组的猜想和推论，形成科学概念。

四、借助智能技术手段，拓展创新培养路径

随着信息技术的不断发展，人工智能在课堂教学的应用也在不断发展。智慧教育的创设更有利学习情境、即时反馈学生学习情况、可视化展示学习过程数据、激发学生对科技探究等综合优势，为现代教育改革和发展提供了颠覆性创新的路径，为培养学生的创新素养提供了新的突破口。实验数据的收集和整理是目前科学课堂的一大难点，因为此项工作烦琐而时间紧，基于点阵智慧纸笔的科学探究课堂，在致学云平台大数据的帮助下，能保持学生传统纸质书写习惯，能同步教师讲解减少切换繁杂事项，能即时收集数据形成分析图，能跟踪学生课堂学习效率实施精准化指导……点阵识别技术和教育人工智能的融合，为智慧教育提供了技术支撑和创新思路，为培养创新人才拓展了路径。

五、結语

总而言之，学生对科学知识的认知是从感性体验开始的，教师在智慧课堂构建与学生科学创新思维培养过程中，要重视智慧化情境设置、生活原型启发、实践验证思维培养、尝试智能技术教学方式等启发学生思维，促进学习，培养创新。教育是知识创新、传播、运用的主要基地，也是培养创新精神和创新人才的摇篮。

参考文献：

[1]张李娜.“互联网+”时代小学信息技术智慧课堂生成性教学实践研究[J].现代教育科学，2021（02）：135-140.

[2]郭长元.小学数学智慧课堂教学模式实践探索[J].中小学电教，2020（09）：73-74.

课题研究项目：《粤港澳大湾区背景下基于智能技术深度融合的科学实验课程开发》，2020WQYB084;《教研组共生文化构建与教师专业发展》2020gh048;《思维建模在小学科学教学中的应用研究》GMJKY2021QN010。