移動(dòng)終端技術(shù)在科學(xué)創(chuàng )新教育中的運用總結

移動(dòng)終端技術(shù)在科學(xué)創(chuàng )新教育中的運用總結

　　摘要：隨著(zhù)近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的普及和計算機技術(shù)在教育領(lǐng)域的應用，許多基于移動(dòng)終端技術(shù)的科學(xué)創(chuàng )新教學(xué)資源應運而生，比如仿真學(xué)習軟件、移動(dòng)終端課件、微視頻資源、網(wǎng)絡(luò )學(xué)科主題社區等。這些信息技術(shù)的應用使科學(xué)創(chuàng )新教育更加生動(dòng)，培養了青少年對科研的熱愛(ài)和興趣，并通過(guò)高效互動(dòng)的方式促進(jìn)了青少年高階思維的建立和科學(xué)素養的提高。

　　關(guān)鍵詞：移動(dòng)終端技術(shù)；科學(xué)創(chuàng )新教育；移動(dòng)終端課件；微視頻

　　校內的科學(xué)創(chuàng )新教育在青少年創(chuàng )新素養培養方面起到了主導作用，學(xué)校如何搭建平臺，使學(xué)生開(kāi)闊視野，迸發(fā)創(chuàng )意的火花并將其付諸實(shí)踐是創(chuàng )新素質(zhì)培養的關(guān)鍵。常規的科技創(chuàng )新教育主要以專(zhuān)家講座、學(xué)生課題咨詢(xún)、科技輔導教師授課為主，這種方式受到活動(dòng)場(chǎng)地、時(shí)間等限制，使得互動(dòng)性不夠強，學(xué)生無(wú)法在科學(xué)探究過(guò)程中隨時(shí)提問(wèn)并獲得有效解答，課堂較為枯燥，學(xué)習效率比較低下。近年來(lái)，信息技術(shù)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(shù)之一。隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展，許多基于移動(dòng)終端技術(shù)的教學(xué)資源應運而生[1]。移動(dòng)終端技術(shù)指的是利用各種方法制作的多媒體課件、視頻、教學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò )互動(dòng)等平臺能夠在iPad、AndroidPad等移動(dòng)教學(xué)設備上運行，比如仿真模擬軟件、移動(dòng)終端課件、微視頻資源、網(wǎng)絡(luò )學(xué)科主題社區等。這些基于移動(dòng)終端資源的新興授課方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：①達成碎片化學(xué)習方式；②互動(dòng)性好；③即時(shí)性學(xué)習；④過(guò)程可重復[2]。因此，我所在的中學(xué)已經(jīng)將移動(dòng)終端技術(shù)與科學(xué)創(chuàng )新教育相結合，鼓勵青年科技輔導教師在教育方法上進(jìn)行改革創(chuàng )新。期望通過(guò)教學(xué)模式的變革，提高學(xué)生的自主科學(xué)探究能力，逐步形成高效的思維能力和問(wèn)題解決能力。下文通過(guò)幾個(gè)已經(jīng)成形的實(shí)踐案例介紹移動(dòng)終端技術(shù)在科學(xué)創(chuàng )新教育中的應用，并簡(jiǎn)單總結了實(shí)踐經(jīng)驗和體會(huì )。

　　一、基于移動(dòng)終端設備的仿真學(xué)習軟件在科學(xué)創(chuàng )新教育中的應用

　　長(cháng)期以來(lái)，青少年科學(xué)創(chuàng )新教育受到實(shí)驗環(huán)境和設備的制約，限制了青少年的創(chuàng )新實(shí)踐活動(dòng)。目前網(wǎng)絡(luò )上已有很多學(xué)習軟件能夠實(shí)現3D模擬效果，通過(guò)iPad下載移動(dòng)終端軟件，可使整個(gè)實(shí)驗過(guò)程完整地呈現。通過(guò)這樣的學(xué)習方式，能夠加深學(xué)生的記憶，從而產(chǎn)生親臨等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗，獲得對科學(xué)真諦的理解。在微生物學(xué)課題探究過(guò)程中，學(xué)生往往需要對特定細菌進(jìn)行菌種鑒定。國際上微生物菌種鑒定主要采用分子生物學(xué)方法，依賴(lài)PCR技術(shù)擴增細菌16SrDNA序列，測序后利用GeneBank數據庫對序列進(jìn)行識別和鑒定細菌種屬。整套過(guò)程周期長(cháng)、操作難度較大，高中實(shí)驗室較難實(shí)現，而通過(guò)常規的講授式課程又很難使學(xué)生對整個(gè)過(guò)程進(jìn)行理解。利用網(wǎng)絡(luò )現有的學(xué)習軟件就能夠很好地解決這一問(wèn)題。學(xué)生可以利用iPad下載移動(dòng)終端軟件“TheVirtualBacterialIDLab”（如圖1）模擬呈現整個(gè)微生物菌種鑒定的操作過(guò)程。學(xué)生根據提示，自行在軟件界面進(jìn)行操作，最后能夠在一節課時(shí)間內獲得某一細菌DNA的序列信息，并通過(guò)GeneBank數據庫進(jìn)行序列比對，最終獲得該細菌的種屬分類(lèi)信息。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )仿真軟件的學(xué)習，學(xué)生普遍能夠更好地理解和掌握較為前沿的研究知識點(diǎn)或研究方法，這也為其真正進(jìn)行實(shí)驗操作做好了堅實(shí)的理論鋪墊。

　　二、移動(dòng)終端課件、微視頻在科學(xué)創(chuàng )新教育中的應用

　　隨著(zhù)平板電腦和網(wǎng)絡(luò )的普及，教師能夠使用iBooksAuthor等軟件編寫(xiě)移動(dòng)終端電子書(shū)（資源能在iPad、AndroidPad等移動(dòng)教學(xué)設備上運行），電子書(shū)中可以編寫(xiě)插入大量文字、圖片、視頻、音頻、3D動(dòng)畫(huà)和檢測習題，這些移動(dòng)終端課件在課前或課后發(fā)放給學(xué)生，供學(xué)生自主學(xué)習和課后總結復習。另外，近幾年基于微視頻的教學(xué)模式也正逐步?jīng)_擊著(zhù)傳統的教學(xué)模式。微視頻指的是相對較短的、具有連續畫(huà)面的視頻片段，可通過(guò)PC、手機、iPad（比如ExplainEverything，如圖2）等多種視頻終端攝錄或播放。教師依據教學(xué)規律錄制時(shí)長(cháng)為510分鐘的視頻片段，通過(guò)學(xué)生觀(guān)看微視頻進(jìn)行深度學(xué)習。青少年在從事科學(xué)研究過(guò)程中，如何選擇課題、確定合適的科研方向是科學(xué)創(chuàng )新教育的重點(diǎn)。常規方法是通過(guò)科技輔導教師面向全年級學(xué)生開(kāi)設專(zhuān)題講座進(jìn)行輔導，這種方法互動(dòng)性較差，學(xué)生對于研究個(gè)案無(wú)法進(jìn)行及時(shí)思考，也無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習的需要。因此，我們將講座的前沿素材、研究案例通過(guò)iBooksAuthor軟件編寫(xiě)了一本電子書(shū)，書(shū)內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(xué)生學(xué)習。并開(kāi)設網(wǎng)絡(luò )討論平臺，由學(xué)生自主提問(wèn)。這種學(xué)習方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：①隨時(shí)取用材料，提高學(xué)生自學(xué)能力。比如利用編寫(xiě)電子書(shū)可以讓學(xué)生隨時(shí)取用課程資料進(jìn)行學(xué)習、筆記和思考，突出學(xué)生主體地位，使學(xué)習者有機會(huì )進(jìn)行探索研究，并自主選擇學(xué)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(shū)中能夠插入講座、視頻、交互圖片、文字和PPT等，方便學(xué)生學(xué)習，教學(xué)效果較好。視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)對信息的綜合感知比單用視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)更有利于學(xué)習，也能讓學(xué)習印象更深刻。生動(dòng)的畫(huà)面是提高學(xué)生學(xué)習動(dòng)機的誘因，能將學(xué)習者引入環(huán)境中[4]。電子書(shū)或微視頻使得原本不夠直觀(guān)、生動(dòng)的知識變得活潑、有趣，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提升科學(xué)教學(xué)的質(zhì)量[5]。③資源利用率高，互動(dòng)性好。

　　三、網(wǎng)絡(luò )學(xué)科主題社區在科學(xué)創(chuàng )新教育中的應用

　　網(wǎng)絡(luò )學(xué)科主題社區是指以某一學(xué)科為主題，由一定規模的學(xué)習群體組成的網(wǎng)上交流空間。通過(guò)討論、溝通、互動(dòng)等共同經(jīng)驗過(guò)程，分享和交流觀(guān)念、知識、經(jīng)驗、信息和策略，創(chuàng )建集體的探究活動(dòng)，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(dòng)的網(wǎng)站已經(jīng)集成了客戶(hù)端，能夠方便地通過(guò)移動(dòng)終端設備登錄后使用。通過(guò)開(kāi)設網(wǎng)絡(luò )平臺，實(shí)現師生、生生間的即時(shí)交流和高效互動(dòng)，能更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )意靈感，培養其科研精神。在科學(xué)創(chuàng )新教育實(shí)踐過(guò)程中，我們嘗試利用“門(mén)口學(xué)習網(wǎng)”作為交流互動(dòng)平臺。在班級內下發(fā)用戶(hù)名和密碼，每年將收集獲得的研究型學(xué)習開(kāi)題報告上傳至班內的討論平臺。在平臺內，學(xué)生能夠對其他同學(xué)的開(kāi)題報告瀏覽后進(jìn)行點(diǎn)評，教師也能夠給出回復和建議。通過(guò)這種方法，實(shí)現了資源共享和高效互動(dòng)。

　　四、結語(yǔ)

　　目前，各種基于移動(dòng)終端技術(shù)的科學(xué)創(chuàng )新教育模式正在快速建立起來(lái)。這些新興的教育方法推進(jìn)了青少年對科學(xué)的認知，促進(jìn)了學(xué)生和教師之間的互動(dòng)，也逐漸培養了學(xué)生的高階思維能力。在實(shí)踐研究的過(guò)程中，科技工作者也需要注意信息技術(shù)應當為教育服務(wù)，形式并不能取代教育本身的內容。輔導者對課程、對教學(xué)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(shí)處。通過(guò)各種實(shí)踐研究不斷將信息技術(shù)的應用與科學(xué)教育的變革緊密結合，促進(jìn)科學(xué)教育的創(chuàng )新與發(fā)展。

　　參考文獻:

　　[1]朱曉光，聶永霞．大數據時(shí)代的移動(dòng)終端技術(shù)演進(jìn)．中興通訊技術(shù)，2014（6）

　　[2]向舒．iPad在課堂教學(xué)中的應用與展望．科教導刊，2015（5）

　　[3]盧強．教育心理學(xué)．北京出版社，2010

　　[4]徐雪梅．多元智能理論在中學(xué)生物教學(xué)中的應用研究．南京師范大學(xué)．2008

　　[5]上海一小學(xué)將iPad引進(jìn)課堂，期望取代教材．出版視野，2011（5）

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