国务院印发了《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》(以下简称《科学素质纲要》)指出2035年远景目标:我国公民具备科学素质的比例达到25%,城乡、区域科学素质发展差距显著缩小,为进入创新型国家前列奠定坚实社会基础。2020年公民具备科学素质的比例为10.56%,即到2035年我国公民科学素质总数要增加14.44%。
小学科普知识是贯穿整个小学教学过程的,对学生有着重要的影响,不仅仅是学习科普知识,更是培养学生的科学素养,发展学生的科学探究能力、思维能力、实践能力等,以此提高我国青少年的综合素质。科学普及与科技创新同等重要,科学普及对科技创新有着重要影响。小学科普教育的开展是深入实施《科学素质纲要》,培养学生科技意识的重要工作,是小学教育教学中的重要组成部分。
一、小学科普教育的重要性
青少年正处于人类重要的成长阶段,在这个阶段中对世界充满好奇,是积极自主探索与创新的重要时刻,针对这一人群开展科普知识学习,对学生后续的生活质量、国家未来科学技术的提高等等都有着重要影响。
《科学素质纲要》提出提升基础教育阶段科学教育水平。引导变革教学方式,倡导启发式、探究式、开放式教学,保护学生好奇心,激发求知欲和想象力。推进信息技术与科学教育深度融合,推行场景式、体验式、沉浸式学习。完善科学教育质量评价和青少年科学素质监测评估。
新课标下的小学科学教材涵盖了物质科学、生命科学、地球与宇宙、技术与工程四个分类多方面的知识,涉及范围广泛,帮助学生拓宽视野丰富知识面。教材内容的开发源于实际生活,与其息息相关,一定程度上要求教师正确的认识到这一点,通过实践引导学生掌握科学探究的方法及过程,同时能够将方法应用于力所能及的事情上,掌握科学与生产、生活、可持续发展中之间的关系,培养学生求真务实的良好习惯。
小学科学不同于其它学科,内容丰富多样,对学生认识自己和认识世界具有重要作用。开展小学科学教学不仅对学生的终身发展有很大的积极作用,也是提升全民科学素养的重要措施。
二、创新教学方式,推行场景式、体验式、沉浸式学习
信息技术的迅速发展对科普教育的教学方法和教学模式产生了巨大的影响。虚拟仿真技术在实践教学中的应用顺应了信息化教育发展趋势与教育需要,为学生提供优质的教学环境。
1、虚拟仿真技术基本特征
第一个是其沉浸性,构建仿真教学场景,用户可以通过视觉、听觉、运动感觉等,体会到身临其境的感受;第二个是交互性,用户可以操作虚拟环境中的仪器设备,实时得到反馈;第三个是构想性,虚拟仿真技术可以模拟客观存在的现实环境,也可以模拟抽象的或不存在的环境,模拟的环境与客观世界环境高度相似。
2、虚拟仿真技术应用于小学科学中
科普知识有很多地质灾害等危险环境、不可及或不可逆的场景、大范围抽象化的内容等,学生不便于观察与学习,而通过虚拟仿真技术可以将这些内容全部展示出来。
便捷性:课堂上可利用的时间及空间是有限的,如地球与宇宙中的地质变化、星球星系等等难于展示。虚拟仿真技术可以模拟火山喷发现象,建设火山模型,动态模拟火山喷发时的地质变化过程,让学生认识火山喷发的现象及原因。
直观性:可以直观将课本上枯燥的知识内容形象、生动的展示出来,形式新颖,对知识点全方位多角度的详细展示,调动学生学习兴趣。如我们是如何听见声音的课程中,模拟耳朵模型,形象化声音的输入与传递,便于学生理解知识内容。
互动性:虚拟与现实的互动、学生与虚拟内容的互动、教师与学生的互动,加强教师与学生的联系,学生可以在互动中发散思维进行思考。
3、构建场景式、体验式、沉浸式学习环境
虚拟仿真技术的互动性和逼真性为娱乐式教学提供了革命性升级,在体验教学领域带给人们一种前所未有的娱乐刺激。虚拟仿真带入教学中使学生由“被动学”变为“主动学”,设定情景启发学生思考,引导互动实践探究与创新,同时丰富的素材资料拓宽学生视野,发挥学生的主观能动性。
如云幻科教虚拟仿真教学资源,倡导探究式实验教学,以理论知识为目的,以实验教学为引导,通过AR技术将虚拟内容叠加真实环境,辅以图片、音视频等内容,搭建开放式教学环境,着力提升学生实践动手操作能力,促进创新思维全面发展,掌握并利用科学知识解决生活问题。
虚拟仿真教学充分利用学生对事物天生的好奇心及对日常生活现象的浓烈兴趣,调动学习动机,满足学生的好奇心,帮助学生学习相关的科学知识,学生可以全身心的投入去分析情境、提出问题、解决问题、交流问题,完美解决学校空间不足、教具不足等问题,促进小学科学学科核心素养的建构和发展,寓教于乐,从而大幅度提升学生们的学习意愿、激发学习兴趣,提高学习效果。
小学科普教育能够使学生掌握关键的基础科学知识和基本技能,全面培养学生的科学兴趣与思维能力、探索能力,从而让学生更好的将科学知识应用于日常生活之中。虚拟仿真教学通过传统教学与虚实结合的方式克服现有教学困难,与小学科学教学相融合能够提高课堂教学有效性,是提高学生科学素养的重要措施。
