浅析信息技术在科技创新教育中的应用

汪 玲

（南京市雨花台区实验小学善水湾分校 江苏南京 210000）

引言

素质教育理念影响下，我国一些学校也开始重视科技创新教育，科技创新教育符合新课程改革教学目标，有助于提升学校素质教育水平以及学生创造力。传统教育模式不利于科技创新教育的顺利开展，信息技术为新型教育理念的发展创造了良好契机，信息技术本身难以实现教育创新，但信息技术属于一种智能化技术，不仅能够作为科技创新教育的基础设施，而且是人类高级智慧的体现，可以从思想上带给学生启发。科技创新教育中运用信息技术，有助于改变和优化课堂教学方法、教学模式，可以更为灵活地呈现教材内容，提升教学效率与教学质量，打破教材对教师教学的限制，激发学生科技创新的兴趣和好奇心，对学生的创新思维与创新能力具有积极的锻炼作用。

一、信息技术在科技创新教育中的应用意义

1.有助于构建“生本”教学课堂

传统教学课堂属于教师的“一言堂”，是教师基于“师本”教育理念开展的一种教学模式，即课堂的主角是教师，学生处于一种被动倾听状态，学生更多是依靠死记硬背来学习教师传输的知识，课后会借助“刷题”的形式理解自己记住的知识。学生从教师的教学中能够获得的知识较为有限，知识的理解不够透彻，不能灵活应用知识，不能将关联的知识融会贯通应用。“师本”教学课堂的三个要素主要是教师、教材和学生，教师的教学活动出发点是教材，教师和学生之间缺乏有效互动[1]。而信息技术丰富了教师的教学手段，促使教师逐渐形成“生本”教育理念，即课堂活动中更为突出学生的主体地位，教师不会代替学生完成问题探究、分析和解决，教师是科技创新活动的引导者，课堂要素扩大到四个，即教师、教材、学生和多媒体，教材是教师设计科研创新课程的参考，教师的出发点与落脚点都是学生，多媒体则是教师完成教学的辅助工具。

比如，教师根据学生的实际情况选择一个合理的科技研究主题，学生自己应用相应的信息技术完成资料收集、数据调查与分析等任务，在这一过程中，教师可以教授学生资料收集、数据分析等方面的计算机技术，学生掌握该技术后，就能实现所有科技研究数据的收集和分析，教师教给学生的信息技术就好比让学生拥有了一个“渔网”，至于在哪一块捕鱼、捕什么样的鱼就可以由学生自己决定。学生的科技创新主动性被调动起来，会在参与中体会科技创新的魅力。

2.有助于培养学生的创新精神

传统课堂下，教师的权威性比较大，学生对教师所讲内容的质疑比较小，例如，教师讲出“水在零度以下才会变成冰”，学生就会接受这个结论。而信息技术拓展了学生的信息来源，在海量信息的影响下，学生对事物有了更多认识，学生可能会质疑教师所讲内容，比如，学生提出“零度以上是不是也能结冰，为什么不能？”学生有了这种猜想后，就可以在网上搜集相关内容进行验证。教师应鼓励学生从不同角度看待和分析事物，能够针对事物提出自己的新观点。质疑并不是胡乱猜想，而是一种有理有据的逻辑推理，学生在提出猜想后，还需要讲出自己的猜想理由，并对自己的想法进行验证[2]。

比如，冬天过冷时，窗户会产生水珠，学生可以展开猜想，是不是只有冬天才会产生水珠，其他三个季节是不是也会有这个现象，这种现象发生的原因是什么？学生自己在网络平台通过关键词搜索，得出这属于一种常见的物理现象，即液化现象，除了液化，还有雾化和汽化。不同物理现象的条件不同，学生可以自己创造条件对这几种现象一一进行验证，在自我实践与验证中理解知识，并联系实际想一下生活中有哪些现象属于液化，让学生领悟到科技创新和生活的联系。

二、小学生科技创新教育的现状

1.科技创新教育发展存在较大区域性差异

应试教育影响下，学校、教师、家长以及学生都更为看中各学科的卷面成绩，学生的学习目的就是为了通过中考、高考等各种大型升学考试，学生的学习侧重点是语数外等主要学科，科技创新不作为升学考试的衡量指标，所以学生不愿意在科技创新上面投入过多时间和精力。一些经济发达地区的学校已经意识到科技创新教育对学生综合素质培养的积极意义，也将科技创新教育作为学校的重要特色，在科技创新教育方面投入了较多的人力、物力和财力，学校的重视也带动了教师与学生的重视，学生能较为主动地参与到科技创新活动中，学生的科技研究作品以及数量相对都比较多。而一些经济落后地区的学校对科技创新教育不够重视，特别是环境比较闭塞的农村地区，学校本身缺乏科技创新条件和环境，学生不了解什么是科技创新，科技创新有什么作用，这些地区学校学生的科研参与度不高，科研作品几乎没有，有的个别作品质量也不高。科技是经济发展的主要推动力，经济发达地区更能认识到科技创新对社会、经济发展的重要作用，也更重视人才的科技创新力培养[3]。相反，经济落后地区的教师、家长或是学生都希望能够通过中考与高考这种大型考试，获得继续学习与进入大城市的机会，科技创新教育区域性差异也是经济发展差异的一种体现，更是教育观念差异的一种体现。

2.科技创新教育存在较大的学科性差异

虽然一些学校比较重视科技创新教育，但应试教育对学生的科技研究关联学科也有较大影响，学生在语数外等学科投入的时间较长，对这些传统学科的了解更为全面，所以学生的科技创新活动一般都选择自己熟悉的学科展开与深耕。学生的科研创新活动通常不涉及机器人工程、计算机科学、环境科学等新型学科，这些都是国际普遍比较关注的学科，也是有一定时代特征的学科。学生在科技创新活动上的学科差异，表明学生的科技创新活动缺乏时代特征。科技创新的目的是将科技研究转变为实际的成果，能够为人类的生活和社会的发展服务[4]。例如，环境保护是国际社会都比较关注的问题，学生围绕环保所设计与研究的科技作品，符合社会的期待以及科技的发展规律。

三、信息技术在科技创新教育中的具体应用策略

1.利用信息技术激发学生的科技创新兴趣

传统教学是一种说教式教学，教师对科技创新的教学更偏重理论，一些科技创新涉及诸多专业词汇，小学生的认知水平不高，对理论的理解较为有限，学生会感觉科学相关的知识都是比较枯燥的内容。学生意识不到科技创新和自身生活的关联，教师口头上讲解的科技创新重要性并不能吸引学生的注意力。例如，教师在课堂上讲解生命是一件特别奇特的事情，不同生命体的孕育方式也不同，比如鸡鸭鹅等动物是孵化而来的，小狗、小猫等动物是胎生而来，很多学生并没有见过具体的动物孕育过程，所以对教师讲的知识处于一知半解的懵懂状态，而且这种理解是浅层面的，对知识的掌握是依靠记忆完成的。

信息技术背景下，教师能够利用多媒体的图片、视频向学生生动展示鸡鸭鹅的孕育过程，小狗或是小猫的生产过程，通过动态的画面引导学生认识动物的出生以及生长过程，真正意义上理解动物或人在不同生命历程阶段的差异性。信息技术能够让抽象的科学知识简单化、具体化，降低学生的理解难度[5]。同时让学生感觉到科技创新是一件特别有趣、特别重要的事情，例如早期小鸡只能依赖鸡妈妈孵化而来，但随着科技的发展，利用热水缸、电热毯、机器等都能孵化小鸡，这就是科技力量的神奇之处，在引导中让学生对科技创新充满好奇心和求知欲。

2.利用信息技术体现科技创新的个体差异

传统的科技创新主题主要来源于相关教材，探究主题比较单一，受限于师资力量、资料来源等，教师会给学生安排统一的科技探究主题，这一过程中基本不会考虑学生的个体差异。但学生作为独立个体，不仅思想大不相同，而且知识擅长领域、学科喜好也大不相同，统一的主题可能只能满足一部分学生。比如，教师要求学生根据自己的想象画一幅科幻画，并写一篇描述科技画的科技型论文，这类科技创新活动更受有画画功底学生的青睐，有些学生虽然脑中有丰富的联想，但是不能用手中的笔通过画画的形式呈现出来，这会打击这部分学生科技创新的积极性，让学生对自己的科技创新能力产生较大怀疑，认为自己不适合科技创新。再例如，教师要求学生做一个环保相关的科技小作品，一些学生对环保知识了解比较少，感觉难以达到教师的要求，可能会直接让家长帮忙完成任务。

信息技术背景下，教师可以充分考虑学生的个性化差异，基于学生的兴趣以及认知，设置多样化的科技探究主题[6]。例如可以给出环保、天文、计算机、机器人、社会调查等相关的探究主题，让学生根据自己的喜好选择。学生选好科技主题后，可以自己利用信息技术搜集所要用的资料，例如有学生对生命科学比较感兴趣，就想自己孵化一个小鸡，学生可以在网上搜索小鸡的具体孵化方法，利用现有的素材创造符合条件的孵化环境，自己尝试小鸡孵化。学生在科技创新活动中会逐渐领悟“科学是什么”，并逐渐形成“爱科学、用科学”的高尚情操，促使学生成长为科学思想的传播者、科学精神的弘扬者、科学知识的普及者、科学方法的提倡者。

3.利用信息技术实现科技创新的过程化评价

传统教学中教师通常采用结果评价，这种评价不够全面，使得教师容易忽视学生在过程中的进步和努力。比如，教师安排学生做一个科技小作品，部分学生动手比较差，其在过程中也经过了很大努力，全程都是自己一个人完成，但是最终的作品依旧不够完美；个别学生在制作过程中，可能获得过家长的帮助，最终的作品也比较完美。如果教师单纯评论最终作品，可能对学生不够公平，自己动手的学生可能会丧失科技活动信心，找家长帮忙的学生可能在后续科技活动中会继续依赖家长的帮忙，难以发挥评价对科技创新活动的作用，不能真正意义上挖掘学生的科技创新潜力。

信息技术背景下，教师能够对学生的科技创新活动进行过程化评价，比如学生在结果呈现时，不仅可以呈现最终作品，还可以利用手机等工具录制或是拍摄自己科技创新的过程，将整个过程剪辑成一个完整的视频，科技创新活动结束后，学生可以分享自己的科研灵感，科技创新过程中比较有趣的事情，学生的分享也是二次思考的过程，有助于教师和其他学生更好理解自己的科技创新意图，同时能够让教师更好挖掘学生作品中的科技点以及闪光点，对学生在科技研究过程中的认真负责给予高度肯定和表扬，让学生可以体会到科技创新过程的趣味性。例如，一些学生最后的论文表达不够规范，学生的过程记录能够让教师展开更详细的论文撰写指导。教师可以在全部学生的科技作品中选择几个学生高度感兴趣的作品，将学生划分成对应的小组，对科技作品继续进行深加工，因为科技创新的目标不应局限在科技模型上，更应该体现科技作品的实用性。例如，有学生创作了一个风力水车，但成品还不能实现风力提水，小组成员就可以继续研究与实验，在此基础上创作出一个能够真正提水的风力水车，让学生在反复实验和锤炼中，增大作品得科技含量。

结语

综上所述，创新是国家发展与社会进步的主要动力，知识经济时代下，人才培养的重点在于创造力的培育，很多发达国家的学习教育都将“培育学生创造力”作为教学目标。学校开展有计划、有目的、有步骤的科技创新教育，可以培养学生的科技创新能力，有助于实现学生的全面发展和综合素质提升，对培养科技后备人才至关重要。