“互联网+科学教育”新模式的探索

黄波

（梧州市民主路小学，广西 梧州 543000）

近年来，随着我国“互联网+”战略的提出，各个领域包括教育领域不断融合互联网进行创新发展。不同于早年崛起的计算机辅助教学、多媒体教学和在线教育，“互联网+教育”正以种全新的知识探究方式影响着人们的教育行为和学习行为。“互联网+科学教育”的教学模式使学生的科学学习活动更接近真实的科学探究过程，推动了科学教育的科学化。它有利于学生通过科学重演，实现科学的深度学习。“互联网+科学教育”的科学教学过程可以去探索新的教学模式，例如“线下学习与在线学习结合”、“课堂学习与课外学习结合”和“教师指导与自主探究结合”。

一、线下学习与在线学习结合

“线下”的常规课堂教学提供了一种自然的学习方式，学生立刻进入教师设计的课堂情境，教师拥有现场指导学生的机会和可能。在“线下”常规课堂学习过程中，学生可以及时获得教师通过讲授、演示、演算、评价等提供的帮助与指导，能够进行真实的科学现象观察、探究工具的使用与操作、科学实验的设计与观测、面对面的交流讨论、师生的情感交流等。但是，由于课堂时间、空间、节奏的限制，“线下”的常规课堂教学不可能充分考虑学生在知识基础、学习速度、学习风格等方面的客观差异，学生完全没有对学习材料、学习时间、学习速度、学习方式等的选择自主权，这必然导致一些学生“吃不了”。而另一些学生却“吃不饱”的现象。在“线下”常规课堂学习过程中，教师往往被视为权威，学生只是教学内容、书本以及其他媒体材料的接受者。

由于“在线”学习将学习建构在网络之上网络平台为学习者提供了多样化的多媒体资源和计算机调节的交互环境，信息的多样性和信息获得渠道的多维性，既让学生有机会了解科学家们的探究活动，也使学生“重演”科学家科学探究过程成为可能，从而使科学教学或科学学习活动更符合科学探究范式。相对于“线下”的常规课堂学习，“在线”学习不受课堂时间、空间、节奏的限制，学生可以个性化地选择学习材料、学习时间、学习速度、学习方式，这在一定程度上避免“吃不了”和“吃不饱”现象。“在线”学习也为学生提供了更多的平等对话与发言的机会，特别是对于那些不善言辞的学生而言更是如此；“在线”讨论能够摆脱常规课堂教学中学生即兴的、缺乏深度思考的言说，让学生有时间在深思熟虑后通过文字或语音表达自己的观点。

同时，“在线”学习要求学生是高动机的、自我指导的以及拥有强大的组织能力；“在线”学习也可能带来“网络依赖”现象，缺乏自制能力的学生可能在遇到问题时，不进行分析与探究，而求助于网络搜索答案或解决问题的方法；“在线”学习的远程交互作用特点，又让它成为一种非人性化的缺乏思考深度的甚至探究方向错误的学习活动，因而可能抑制教学价值的实现，非人性化的一个直接后果是，学生很难在网络环境内部达成一种共同意识，也淡化了学生小组合作。这些问题只有通过“互联网+科学教育”的“混合学习模式”来解决。

二、课堂学习与课外学习结合

常规课堂的科学教学强调师生之间的相互作用，表现在：教师通过呈现科学现象、展示科学事实、提出科学问题，激发学生学习科学的兴趣、动机，让学生产生求知欲，把学生“领到”科学世界中去；在探索科学世界的过程中，学生通过与教师对话和提出问题，寻求教师的帮助；在与学生对话的过程中，教师发现学生学习科学的困难，与学生一起面对困难，共同协商解决困难的方案，最终解决困难；而学生直观感知科学现象、科学事实、科学问题，通过动脑、动手、动笔和动口，获得经验和体验，掌握科学知识和方法。学生通过实验、讨论与思考等活动，既独立地、直接地完成对科学世界的探究，也养成合作学习的精神，还领悟科学的研究范式。

在“互联网+科学教育”的教学中，“提出问题，进行猜想”环节除了建立在教师的实验现象演示、生产生活现象介绍之上以外，还可以建立在学生阅读教材内容、课前通过互联网查阅相关信息、学生之间的交流讨论之上。“反转”的科学课堂，能够真正实现由教师引导、学生各自提出疑问，真正让学生基于前期所获得的信息进行有根据的猜想、推测并设想可能的答案或解决问题的途径，不会等待教师提出问题和提供解决问题的方案。

同时，可以在学生提出的猜想、推测和设想的基础上，教师与学生共同评价各种猜想、推测和设想，讨论得出几种正确的解决问题的方案。在学生实施这几种方案开展探究活动时，教师现场引导学生观察现象、实验操作、分析讨论、文本阅读和网络查阅等，让学生“重演”科学探究过程，并给予学生探究方法与学习方法方面的指导，通过互联网获得并处理全班全年级甚至学校往届学生的观测数据，实现合作探究。在学生通过观察、实验、讨论、查阅等学习活动和得出初步结论后，教师与学生或互动讨论或通过网络寻找更多的证据，辨别与评价各种结论的正确性，纠正学生由于认识能力的局限性所得出的片面的甚至错误的结论，从而获得正确认识。教师在课堂组织学生应用科学概念和规律解决问题，对学生提出课外学习任务，从而巩固所学科学概念和规律，产生进一步学习探索的需要。由于互联网的支持，学生课外学习的任务既可以是书面的作业也可以是“在线”的作业，既可以是常规的习题也可以是一些小实验、小制作和小论文，甚至还可以是后继科学内容的“反转课堂”学习。教师需要批改与评价的学生的作业包括“线下”的纸质作业和“在线”的电子作业。

三、教师指导与自主探究结合

学习动机一般源于自我激发的内在兴趣，学生对学习内容的兴趣会直接影响其学习策略。当然，学生在学习过程中并非不需要教师的帮助。互联网+科学教育”的教学对教师提出了更高的要求：教师必须具备敏锐的观察能力和判断能力，通过“线下”与“在线”跟学生的交流与互动，预测和理解学生个性化的猜想甚至“胡思乱想”，并能够给予相应的“线下”与“在线”的指导和引导。教师在营造科学事件、探究情境和呈现科学现象的过程中，应该从学生的知识基础与探究兴趣出发，突出问题意识和认知冲突。

当学生经历了观察、猜想、假设等加工活动后，学生已经发现了自己在学习中遇到的问题和认知冲突，就开始了深加工、精加工和多维加工活动。学生的深加工、精加工和多维加工活动需要学习共同体的交流和教师的启发指导。“互联网+科学教育”的教学具有形成学习共同体的优势。教师既能够在课堂中组织并参与学生的观察与实验、测量与测算、对话与交流，也能够在网络空间参与学生的讨论并适时进行启发与引导。当然，科学教师要给学生提供规范的、已经达成共识的概念、支架和工具，使学生带着各自的问题去理解科学事件、探究情境和科学现象，检验各自的猜想和假设，最终形成精确的知识。在“互联网+科学教育”的教学中，学生在认真领会教师和别的学生的分析与观点后，如果发现与自己的见解有冲突，可以及时通过网络向教师和别的学生交流自己的不同观点，从而纠正各自对科学事物的错误的“前科学”认识。

科学教学不仅要帮助学生进行常规问题解决，将知识条理化、系统化和活化，还要不断引导学生发现新的“反常”与认知冲突，开启学生新的、自主的探究活动。“互联网+科学教育”的教学能够让学生通过课外的书面作业、“在线”作业、小实验、小制作、小论文和后继科学内容的“反转课堂”学习，发现一些无法用已知的科学规律和科学原理解释得更加新异的科学事件、科学现象，了解科学家进一步的研究成果，产生新的认知冲突，从而开启学生新的、自主的科学探究活动。“互联网+科学教育”的教学能够帮助科学教师通过在线和线下的交流对话，及时答疑学生的解惑，提出挑战性问题或提供新的信息资料，引发和鼓励学生开展进一步的个性化自由探索。