李萬峰 _ 北京市通州區(qū)次渠中學(xué) 史鵬越 閆月 _ 北京市通州區(qū)教師研修中心

“科學(xué)精神”作為中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)六大核心素養(yǎng)之一，在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立精神、提高學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)能力等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)中對(duì)科學(xué)精神的解釋為:“主要是學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能等方面所形成的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、思維方式和行為表現(xiàn)。具體包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等基本要點(diǎn)?！痹诩?xì)化“科學(xué)精神”表現(xiàn)維度中，大量的文獻(xiàn)并沒有對(duì)其進(jìn)行可操作的分析，我們參考《科學(xué)精神：創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的核心》一書中對(duì)科學(xué)精神的解讀，最終形成了中小學(xué)科學(xué)精神的8個(gè)維度：理性精神、崇實(shí)精神、探索精神、察微精神、質(zhì)疑精神、進(jìn)取精神、創(chuàng)新精神和奉獻(xiàn)精神。

《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確提出:“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展有革命性影響，必須高度重視?！本W(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、資源等多種信息技術(shù)能夠突破時(shí)空局限，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)虛擬學(xué)習(xí)空間、提供海量資源，給予他們更多的自由選擇和探索空間，為培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)精神”提供了探索的環(huán)境和豐富的資源。那么，如何在信息技術(shù)環(huán)境下培養(yǎng)中小學(xué)生“科學(xué)精神”呢？

1.數(shù)據(jù)分析與信息化實(shí)證，提升學(xué)生理性和探索的科學(xué)精神

多國在制定科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中都強(qiáng)調(diào)了“證據(jù)”意識(shí)，即學(xué)生在解決探究問題過程中的依據(jù)，它可能由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)成，也可能由報(bào)告數(shù)據(jù)組成。美國1996年的《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》指出，科學(xué)解釋包括用批判性和邏輯性思維思考證據(jù)和解釋之間的關(guān)系。圍繞問題搜尋“證據(jù)”的過程，是培養(yǎng)學(xué)生探索精神，鼓勵(lì)學(xué)生利用“證據(jù)”去分析解決實(shí)際問題的過程。

然而在日常教學(xué)過程中，由于環(huán)境、空間的限制，學(xué)生很難經(jīng)歷搜集“證據(jù)”的過程。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬技術(shù)為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了更加真實(shí)、豐富的環(huán)境。搜索引擎解決了大部分“是什么”“為什么”的問題，各類傳感器、模擬器幫助學(xué)生收集與生成多種的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算工具能將數(shù)據(jù)進(jìn)一步整合、分析，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)相關(guān)規(guī)律等。

在具體實(shí)踐中，一方面，通過課堂教學(xué)不斷為學(xué)生創(chuàng)設(shè)收集“證據(jù)”解決問題的任務(wù)；另一方面，在學(xué)生的日常生活學(xué)習(xí)中，鼓勵(lì)他們利用“證據(jù)”去解決問題。例如，兩個(gè)小學(xué)生在郊游的路上發(fā)現(xiàn)兩只蝸牛，一只蝸牛外殼的螺紋順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，另一只逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，它們都緊緊地貼在長滿青苔的石頭上，很難將它們拿下來。這是什么原因呢？怎么尋找答案呢？在教師的指導(dǎo)下，兩個(gè)學(xué)生的做法是：回家上網(wǎng)，搜索影響蝸牛外殼螺紋旋轉(zhuǎn)方向的原因；通過物理拉力試驗(yàn)，測試蝸牛的粘結(jié)力；通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)，初步了解產(chǎn)生這種粘結(jié)力的物質(zhì)的特征。由此可以看到，郊游的實(shí)踐活動(dòng)使他們發(fā)現(xiàn)了問題，互聯(lián)網(wǎng)幫助他們找到了老師，計(jì)算機(jī)使他們能夠利用信息技術(shù)來學(xué)習(xí)和研究，科學(xué)實(shí)驗(yàn)使他們學(xué)會(huì)了通過實(shí)證和數(shù)據(jù)來論證問題。

2.實(shí)物觀摩與信息化實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生崇實(shí)和察微的科學(xué)精神

實(shí)物觀摩與實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)和觀察科學(xué)現(xiàn)象、通過實(shí)踐掌握科學(xué)知識(shí)的有效手段，尤其對(duì)于抽象思維還沒有完全形成的小學(xué)生及中學(xué)低年級(jí)學(xué)生，信息技術(shù)環(huán)境可以支持與拓寬學(xué)生觀察的深度與廣度。如某小學(xué)依托網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、微信公眾號(hào)、科技社團(tuán)等，開展了多項(xiàng)科學(xué)教育活動(dòng)，逐漸形成了“學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、愛科學(xué)”的教育氛圍。

該學(xué)校以科學(xué)實(shí)驗(yàn)公眾號(hào)為依托，定時(shí)發(fā)布學(xué)生做的各種奇妙又貼近生活的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)視頻。主題包括從書本上的實(shí)驗(yàn)到生活中老師和同學(xué)們觀察的各種現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)視頻是學(xué)生自己在家拍攝的，實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)和步驟清晰，實(shí)驗(yàn)工具有序擺放，學(xué)生一邊講解一邊按步驟做實(shí)驗(yàn)。如在“花青素變色”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生用生活中最常見的紫薯、大米、自來水、堿和食醋這些食材，利用電飯煲煮紫薯米粥，然后分別把它們放在三個(gè)杯子里，第一個(gè)杯子什么也不放，第二個(gè)杯子放堿，第三個(gè)杯子放醋，然后觀察杯子的顏色變化，從而了解花青素這種物質(zhì)的存在。

學(xué)生看到生活中的小問題或基于書本上的話題，進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，能夠培養(yǎng)學(xué)生崇尚實(shí)際的精神；這些實(shí)驗(yàn)源于身邊同學(xué)、書本知識(shí)和生活自然，所以更加貼近生活；這些微實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程，還可以讓更多的學(xué)生親自動(dòng)手開展實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。這種線上與線下相混合的學(xué)習(xí)方式，使科學(xué)教育更加豐富，不僅增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的興趣，也培養(yǎng)了他們細(xì)致觀察生活、追尋事物本質(zhì)的科學(xué)精神。

該學(xué)校的科學(xué)實(shí)驗(yàn)公眾號(hào)是利用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的有效手段，這一做法也啟發(fā)我們，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的過程中，要充分利用公眾號(hào)、微信群、學(xué)校乃至區(qū)域統(tǒng)一學(xué)習(xí)網(wǎng)站或App，作為學(xué)生實(shí)踐展示交流的平臺(tái)。

3.工具整合與信息化檢索，提升學(xué)生質(zhì)疑與進(jìn)取的科學(xué)精神

我們在學(xué)生調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，除在校學(xué)習(xí)外，網(wǎng)絡(luò)是學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)最主要的途徑。學(xué)生會(huì)通過科普視頻、微課、線上中國科技館等數(shù)字化資源了解科學(xué)知識(shí)；利用百度、谷歌等搜索引擎查詢科學(xué)知識(shí)、解決不懂的科學(xué)問題；在公眾號(hào)、美篇等互動(dòng)平臺(tái)中提出問題、發(fā)表見解；利用思維導(dǎo)圖、圖形計(jì)算器、NB物理等數(shù)字化認(rèn)知工具梳理知識(shí)脈絡(luò)、完成科學(xué)驗(yàn)證等。

在具體實(shí)踐中，教師應(yīng)善于利用學(xué)生的好奇心與進(jìn)取心，引導(dǎo)他們借助網(wǎng)絡(luò)資源與工具延伸課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，發(fā)展個(gè)人愛好與興趣。如在科技項(xiàng)目制作中，某歷史小組在研究日本戰(zhàn)國時(shí)期歷史時(shí)，想做一張人物關(guān)系表，但是對(duì)“龜壽姬”的丈夫是誰存在兩種說法，為解決這些疑問，學(xué)生只能繼續(xù)搜索相關(guān)資料。在這個(gè)過程中，篩除掉無用的信息，對(duì)有價(jià)值的信息進(jìn)行梳理歸納，構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)體系，也就是提升學(xué)生質(zhì)疑與進(jìn)取科學(xué)精神的過程。

4.科技校園與信息化設(shè)計(jì)，提升學(xué)生創(chuàng)新和奉獻(xiàn)的科學(xué)精神

隨著新課改的不斷推進(jìn)，學(xué)校開始不斷豐富自身的課程體系，尤其是與科技相關(guān)的課程、項(xiàng)目、社團(tuán)。這些新型課程與時(shí)代發(fā)展同步，大大激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神有很大的幫助。一方面，內(nèi)容的前瞻性需要學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的思考與實(shí)踐；另一方面，團(tuán)隊(duì)協(xié)作的過程需要學(xué)生進(jìn)行合理的分工與合作，處理個(gè)人與他人的關(guān)系，理解包容與奉獻(xiàn)的精神。

為了推進(jìn)科學(xué)精神教育，某中學(xué)將科技教育融入學(xué)校的課程體系，構(gòu)建起科技教育與學(xué)科教育相互融合、相互促進(jìn)的校本課程體系。各學(xué)科教師都參與到科技教育中來，在學(xué)科教學(xué)中滲透知識(shí)、方法、技能、思維等，自覺地進(jìn)行科技教育，實(shí)現(xiàn)科技教育與學(xué)科教育的整合。學(xué)校結(jié)合基礎(chǔ)學(xué)科，開發(fā)了科技教育的校本教材《科技點(diǎn)亮未來，智慧引領(lǐng)成長》；該教材以學(xué)生的年齡特點(diǎn)和興趣愛好為出發(fā)點(diǎn)，以培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)為宗旨，以培養(yǎng)科技人才為目標(biāo)，從青少年人工智能編程、運(yùn)動(dòng)模型、建筑模型、綜合技能機(jī)器人、鯨魚機(jī)器人、未來工程師、天文地理七個(gè)方面，為學(xué)生精心設(shè)計(jì)了適合時(shí)代發(fā)展需要的內(nèi)容，開啟了精彩的科技探索之旅。學(xué)校根據(jù)自身發(fā)展和學(xué)生興趣，開設(shè)了10個(gè)科技社團(tuán)，包括青少年人工智能編程、機(jī)器人、未來工程師、生物科學(xué)、天文、建筑模型、航海模型、航空模型等，學(xué)生在社團(tuán)中形成興趣小組，在互幫互助中完成一個(gè)個(gè)作品；社團(tuán)定期展示社員制作的科技創(chuàng)新作品，極大地激發(fā)了學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新的興趣。

該學(xué)校從學(xué)科教學(xué)、課程、活動(dòng)等方面為學(xué)生提供了體驗(yàn)科學(xué)的機(jī)會(huì)，將前沿信息技術(shù)融入教材與課程中，配以豐富的科學(xué)社團(tuán)活動(dòng)，讓學(xué)生能系統(tǒng)、全面地感受科技，在團(tuán)隊(duì)合作中激發(fā)潛能，培養(yǎng)了其創(chuàng)新與奉獻(xiàn)的科學(xué)精神。

通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，信息技術(shù)為學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐與探究活動(dòng)創(chuàng)設(shè)了環(huán)境和條件，使學(xué)生親身經(jīng)歷提出問題、設(shè)計(jì)研究方案、獲得證據(jù)、解決問題的科學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新過程。多種類的數(shù)字化資源與工具在不斷拓寬學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域與思維方法，教師應(yīng)善于利用信息技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生利用其正向作用，避免學(xué)生沉迷網(wǎng)絡(luò)，荒廢時(shí)光。