运用信息技术助力中小学科学教育

  加强新时代中小学科学教育，对提升中小学生科学素质、促进学生全面发展和建设教育强国具有重大意义。人工智能、虚拟现实等新兴信息技术的快速发展，为加强科学教育提供了一个全新视角。

  运用信息技术手段助力科学教育，有利于激发学生学习科学的兴趣。科学实验课，是培养学生科学思维、探索未知兴趣和创新意识的有效方式，也是科学教育的重要环节。《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（以下简称《意见》）强调，探索利用人工智能、虚拟现实等技术手段改进和强化实验教学。用信息技术手段赋能课堂教学、科学实验以及科学实践活动，既能有效提升科学教育的效果，更能激发学生学习科学的兴趣。比如，首都师范大学附属回龙观育新学校不仅开设了编程、3D打印、激光切割、教育机器人等课程，还提供了AR/VR互动、眼动追踪等丰富的科技项目。通过游戏化、互动式的创意方式，引导学生走近科学、热爱科学。
  运用信息技术手段助力科学教育，有利于提升科学教育教学质量。很多科学现象无法在现实中展示，也难以用言语准确描述。而虚拟现实技术可以创设逼真的学习情境，把危险性高、受限于环境或设备等无法进行的实验通过虚拟场景进行操作，将微观、抽象等现实中不可见的现象以及背后的原理等内容直观化、可视化，帮助学生更好地理解科学知识。比如，武汉硚口水厂路小学利用虚拟现实技术给学生展示了食物在身体内的旅行，让学生身临其境地体验食物被消化的过程。将抽象的概念具体化，把枯燥的知识趣味化，降低了学生理解科学的难度，提高了科学教育教学的质量和效果。
  利用信息技术手段助力科学教育，有利于促进科学教育资源均衡配置。《意见》提出，注重利用先进教育技术弥补薄弱地区、薄弱学校及特殊儿童群体拥有优质教育教学资源不足的状况。互联网能够打破地域空间、经济资源等限制障碍，将智慧教育平台的优质科学课程传递到薄弱地区、薄弱学校，实现科学教育资源的流动共享，促进教育公平。比如，四川省绵阳市平武县旧堡乡中心小学是一所边远乡村小学，学生少、班级多、老师少曾是困扰学校开展教学活动的主要障碍。自国家中小学智慧教育平台上线后，学校充分利用平台资源，实施“双师课堂”，开展丰富多彩的科普、兴趣小组等活动，提升了学生的学习兴趣和成绩。
  在现代信息技术不断发展的背景下，如何更好地运用信息技术助力科学教育，既是机遇也是挑战，需要多方协同配合。各地相关部门特别是教育行政部门，要注重调动和统筹校内外资源，动员各方参与、提供科技项目资源和课程，加强谋划指导和推动落实。各地中小学要高度重视科学教育，加强科学教师数字化能力的培养培训，开齐开足开好科学类课程，配齐配足科技实验教学设备。科学教师要注重将现代信息技术手段与传统科学教育方式巧妙结合，不断加强学习，创新教学设计，提升教育教学水平。
  （作者系中国教育科学研究院院务办公室副主任）