移動終端技術在科學創(chuàng)新教育中的運用總結(jié)
移動終端技術在科學創(chuàng)新教育中的運用總結(jié)
摘要：隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)的普及和計算機技術在教育領域的應用，許多基于移動終端技術的科學創(chuàng)新教學資源應運而生，比如仿真學習軟件、移動終端課件、微視頻資源、網(wǎng)絡學科主題社區(qū)等。這些信息技術的應用使科學創(chuàng)新教育更加生動，培養(yǎng)了青少年對科研的熱愛和興趣，并通過高效互動的方式促進了青少年高階思維的建立和科學素養(yǎng)的提高。
關鍵詞：移動終端技術；科學創(chuàng)新教育；移動終端課件；微視頻
校內(nèi)的科學創(chuàng)新教育在青少年創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)方面起到了主導作用，學校如何搭建平臺，使學生開闊視野，迸發(fā)創(chuàng)意的火花并將其付諸實踐是創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的關鍵。常規(guī)的科技創(chuàng)新教育主要以專家講座、學生課題咨詢、科技輔導教師授課為主，這種方式受到活動場地、時間等限制，使得互動性不夠強，學生無法在科學探究過程中隨時提問并獲得有效解答，課堂較為枯燥，學習效率比較低下。近年來，信息技術成為了當今世界創(chuàng)新速度最快、通用性最廣、滲透力最強的高技術之一。隨著信息技術的發(fā)展，許多基于移動終端技術的教學資源應運而生[1]。移動終端技術指的是利用各種方法制作的多媒體課件、視頻、教學軟件、網(wǎng)絡互動等平臺能夠在iPad、AndroidPad等移動教學設備上運行，比如仿真模擬軟件、移動終端課件、微視頻資源、網(wǎng)絡學科主題社區(qū)等。這些基于移動終端資源的新興授課方式具有以下優(yōu)點：①達成碎片化學習方式；②互動性好；③即時性學習；④過程可重復[2]。因此，我所在的中學已經(jīng)將移動終端技術與科學創(chuàng)新教育相結(jié)合，鼓勵青年科技輔導教師在教育方法上進行改革創(chuàng)新。期望通過教學模式的變革，提高學生的自主科學探究能力，逐步形成高效的思維能力和問題解決能力。下文通過幾個已經(jīng)成形的實踐案例介紹移動終端技術在科學創(chuàng)新教育中的應用，并簡單總結(jié)了實踐經(jīng)驗和體會。
一、基于移動終端設備的仿真學習軟件在科學創(chuàng)新教育中的應用
長期以來，青少年科學創(chuàng)新教育受到實驗環(huán)境和設備的制約，限制了青少年的創(chuàng)新實踐活動。目前網(wǎng)絡上已有很多學習軟件能夠?qū)崿F(xiàn)3D模擬效果，通過iPad下載移動終端軟件，可使整個實驗過程完整地呈現(xiàn)。通過這樣的學習方式，能夠加深學生的記憶，從而產(chǎn)生親臨等同真實環(huán)境的感受和體驗，獲得對科學真諦的理解。在微生物學課題探究過程中，學生往往需要對特定細菌進行菌種鑒定。國際上微生物菌種鑒定主要采用分子生物學方法，依賴PCR技術擴增細菌16SrDNA序列，測序后利用GeneBank數(shù)據(jù)庫對序列進行識別和鑒定細菌種屬。整套過程周期長、操作難度較大，高中實驗室較難實現(xiàn)，而通過常規(guī)的講授式課程又很難使學生對整個過程進行理解。利用網(wǎng)絡現(xiàn)有的學習軟件就能夠很好地解決這一問題。學生可以利用iPad下載移動終端軟件“TheVirtualBacterialIDLab”（如圖1）模擬呈現(xiàn)整個微生物菌種鑒定的操作過程。學生根據(jù)提示，自行在軟件界面進行操作，最后能夠在一節(jié)課時間內(nèi)獲得某一細菌DNA的序列信息，并通過GeneBank數(shù)據(jù)庫進行序列比對，最終獲得該細菌的種屬分類信息。通過網(wǎng)絡仿真軟件的學習，學生普遍能夠更好地理解和掌握較為前沿的研究知識點或研究方法，這也為其真正進行實驗操作做好了堅實的理論鋪墊。
二、移動終端課件、微視頻在科學創(chuàng)新教育中的應用
隨著平板電腦和網(wǎng)絡的普及，教師能夠使用iBooksAuthor等軟件編寫移動終端電子書（資源能在iPad、AndroidPad等移動教學設備上運行），電子書中可以編寫插入大量文字、圖片、視頻、音頻、3D動畫和檢測習題，這些移動終端課件在課前或課后發(fā)放給學生，供學生自主學習和課后總結(jié)復習。另外，近幾年基于微視頻的教學模式也正逐步?jīng)_擊著傳統(tǒng)的教學模式。微視頻指的是相對較短的、具有連續(xù)畫面的視頻片段，可通過PC、手機、iPad（比如ExplainEverything，如圖2）等多種視頻終端攝錄或播放。教師依據(jù)教學規(guī)律錄制時長為510分鐘的視頻片段，通過學生觀看微視頻進行深度學習。青少年在從事科學研究過程中，如何選擇課題、確定合適的科研方向是科學創(chuàng)新教育的重點。常規(guī)方法是通過科技輔導教師面向全年級學生開設專題講座進行輔導，這種方法互動性較差，學生對于研究個案無法進行及時思考，也無法滿足學生個性化學習的需要。因此，我們將講座的前沿素材、研究案例通過iBooksAuthor軟件編寫了一本電子書，書內(nèi)嵌入講座的視頻信息或重新錄制的短小的微視頻，發(fā)放給學生學習。并開設網(wǎng)絡討論平臺，由學生自主提問。這種學習方式具有以下優(yōu)點：①隨時取用材料，提高學生自學能力。比如利用編寫電子書可以讓學生隨時取用課程資料進行學習、筆記和思考，突出學生主體地位，使學習者有機會進行探索研究，并自主選擇學習資料，完成知識的有意義建構[3]。②教育形式多樣化。比如電子書中能夠插入講座、視頻、交互圖片、文字和PPT等，方便學生學習，教學效果較好。視覺和聽覺對信息的綜合感知比單用視覺或聽覺更有利于學習，也能讓學習印象更深刻。生動的畫面是提高學生學習動機的誘因，能將學習者引入環(huán)境中[4]。電子書或微視頻使得原本不夠直觀、生動的知識變得活潑、有趣，進而激發(fā)學生的學習興趣，提升科學教學的質(zhì)量[5]。③資源利用率高，互動性好。
三、網(wǎng)絡學科主題社區(qū)在科學創(chuàng)新教育中的應用
網(wǎng)絡學科主題社區(qū)是指以某一學科為主題，由一定規(guī)模的學習群體組成的網(wǎng)上交流空間。通過討論、溝通、互動等共同經(jīng)驗過程，分享和交流觀念、知識、經(jīng)驗、信息和策略，創(chuàng)建集體的探究活動，擴展集體的知識和能力。如今，手機、平板電腦在青少年日常生活中已經(jīng)非常普及，一些交流互動的網(wǎng)站已經(jīng)集成了客戶端，能夠方便地通過移動終端設備登錄后使用。通過開設網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)師生、生生間的即時交流和高效互動，能更好地激發(fā)學生的創(chuàng)意靈感，培養(yǎng)其科研精神。在科學創(chuàng)新教育實踐過程中，我們嘗試利用“門口學習網(wǎng)”作為交流互動平臺。在班級內(nèi)下發(fā)用戶名和密碼，每年將收集獲得的研究型學習開題報告上傳至班內(nèi)的討論平臺。在平臺內(nèi)，學生能夠?qū)ζ渌瑢W的開題報告瀏覽后進行點評，教師也能夠給出回復和建議。通過這種方法，實現(xiàn)了資源共享和高效互動。
四、結(jié)語
目前，各種基于移動終端技術的科學創(chuàng)新教育模式正在快速建立起來。這些新興的教育方法推進了青少年對科學的認知，促進了學生和教師之間的互動，也逐漸培養(yǎng)了學生的高階思維能力。在實踐研究的過程中，科技工作者也需要注意信息技術應當為教育服務，形式并不能取代教育本身的內(nèi)容。輔導者對課程、對教學資源應當有較好的了解和設計，再選取合適的教育形式，使科技創(chuàng)新教育落到實處。通過各種實踐研究不斷將信息技術的應用與科學教育的變革緊密結(jié)合，促進科學教育的創(chuàng)新與發(fā)展。
參考文獻:
[1]朱曉光，聶永霞．大數(shù)據(jù)時代的移動終端技術演進．中興通訊技術，2014（6）
[2]向舒．iPad在課堂教學中的應用與展望．科教導刊，2015（5）
[3]盧強．教育心理學．北京出版社，2010
[4]徐雪梅．多元智能理論在中學生物教學中的應用研究．南京師范大學．2008
[5]上海一小學將iPad引進課堂，期望取代教材．出版視野，2011（5）
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