許麗玲

摘要：2016年，教育部在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中進(jìn)一步要求：“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在眾創(chuàng)空間、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用。”盡可能地為學(xué)生提供積極、主動(dòng)發(fā)展的空間，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和工作的能力、可持續(xù)發(fā)展的能力，為終身學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。在信息技術(shù)縈繞的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下，利用各種前沿信息技術(shù)開展學(xué)習(xí)和研究。本文緊隨信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，嘗試設(shè)計(jì)了促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);自主學(xué)習(xí);創(chuàng)新

一、通過創(chuàng)設(shè)資源共享平臺(tái)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

以教科版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)中具有顯著技術(shù)與工程領(lǐng)域特征的《做個(gè)太陽能熱水器》-課為例，為了使科學(xué)課堂更有趣且更具有情境性，在開展這一項(xiàng)目式學(xué)習(xí)之前，首先需要引入問題與確定需求。那么如何實(shí)施這一環(huán)節(jié)呢？此時(shí)，利用信息技術(shù)手段（如希沃授課助手、學(xué)習(xí)資源庫）創(chuàng)設(shè)一個(gè)在班級(jí)里互聯(lián)互通的資源共享學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以很好地幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)。教師或者學(xué)生可以在課前搜索更多關(guān)于制作太陽能熱水器的文獻(xiàn)、文章或者短文，上傳到共享學(xué)習(xí)平臺(tái)上。在這個(gè)資源共享的學(xué)習(xí)平臺(tái)上，學(xué)生可以在課前對(duì)文獻(xiàn)的信息進(jìn)行提煉：設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能熱水器需要考慮哪些因素？設(shè)計(jì)制作太陽能熱水器需要經(jīng)歷怎樣的流程？或者讓小組的同學(xué)基于學(xué)習(xí)平臺(tái)上的資料分工協(xié)作提出自己的思考或建議。這個(gè)過程實(shí)際上也就是把STEM涉及的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的知識(shí)進(jìn)行整合并且讓學(xué)生獨(dú)立、自主學(xué)習(xí)的過程。

二、利用微課匯報(bào)學(xué)習(xí)進(jìn)度促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

微課是一種運(yùn)用信息技術(shù)、按照認(rèn)知規(guī)律呈現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容、過程及擴(kuò)展素材的結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源。在實(shí)施《做個(gè)太陽能熱水器》這個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，首先可以把和這堂課有關(guān)系的數(shù)學(xué)、物理、藝術(shù)設(shè)計(jì)，尤其是科學(xué)類的知識(shí)做成微課資源，讓學(xué)生在課前學(xué)習(xí)預(yù)備的知識(shí)。

《做個(gè)太陽能熱水器》-課，由于內(nèi)容豐富，可以采用分課時(shí)的方法。對(duì)于前面課時(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以讓學(xué)生制作微課進(jìn)行記錄跟蹤，在最后的匯報(bào)課上進(jìn)行展示。這樣也能借助微課更全面地反映學(xué)生在這一項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的過程中，對(duì)涉及的各種工程技術(shù)產(chǎn)生不同層次、不同方面、不同角度的理解。這樣的學(xué)習(xí)方式可以讓學(xué)生更清楚地記錄自己的學(xué)習(xí)成果，也可以讓學(xué)生更獨(dú)立自主地、更方便地修正并推進(jìn)后續(xù)的學(xué)習(xí)過程。

三、平板大范圍展示學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

在工程實(shí)踐過程中，設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，《做個(gè)太陽能熱水器》這一項(xiàng)目的學(xué)習(xí)重點(diǎn)也在于設(shè)計(jì)。因此，高效展示學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，盡可能地讓學(xué)生的設(shè)計(jì)思維產(chǎn)生交流碰撞至關(guān)重要。而傳統(tǒng)的教學(xué)大多數(shù)采用紙質(zhì)素材，無法即時(shí)、大范圍地展示學(xué)生的設(shè)計(jì)思路。在WI-FI等無線信息技術(shù)的支持下，利用平板組建互聯(lián)學(xué)習(xí)平臺(tái)，幫助學(xué)生以最快的速度收集到各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云端存儲(chǔ)，隨時(shí)分享或錄制課堂信息，且不會(huì)影響學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)。

例如，學(xué)生在設(shè)計(jì)方案時(shí)，能把每個(gè)學(xué)生或小組的思路即時(shí)發(fā)布到互聯(lián)學(xué)習(xí)平臺(tái)上，每個(gè)學(xué)生能馬上看到其他同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而進(jìn)行借鑒、整合或者反思，這為后來思維的對(duì)撞提供了更多的數(shù)據(jù)資源。除此之外，平板互聯(lián)平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)思維互通展示，更大范圍地展示學(xué)生的可視化思維。例如，在學(xué)生設(shè)計(jì)太陽能熱水器的方案時(shí)，每個(gè)同學(xué)將自己的設(shè)計(jì)方案上傳到資源庫里，其他同學(xué)可以在資源庫里可以查找到任何一位同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，交流范圍更廣泛。利用平板組建互聯(lián)學(xué)習(xí)平臺(tái)來創(chuàng)設(shè)智慧課堂，使學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)更快速、更大范圍地可視化，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)具有重要意義。

四、利用3D軟件促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

3D技術(shù)能夠較真實(shí)地呈現(xiàn)設(shè)計(jì)作品，也可以作為輔助手段體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的成果。為了讓學(xué)生更加自主、開放地投入《做個(gè)太陽能熱水器》這課的學(xué)習(xí)中，可以在課上引入3D軟件協(xié)助繪制模型圖或打印實(shí)物。利用微課資源和信息技術(shù)教師的協(xié)助教學(xué)，學(xué)生在課前或者學(xué)習(xí)之余自主學(xué)習(xí)了3D軟件的應(yīng)用，接著，學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)方案在3D繪圖軟件上建造電子模型，在完成電子模型的設(shè)計(jì)后，再利用3D打印技術(shù)，將模型以實(shí)在的物品呈現(xiàn)，以讓學(xué)生獲得直觀、深刻、富有成就感的體驗(yàn)。在這個(gè)過程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)可以更好地體現(xiàn)和強(qiáng)化。

五、借助人工智能促進(jìn)學(xué)主自主學(xué)習(xí)

人工智能涉及數(shù)學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、仿生學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制論、機(jī)械工程設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域，它可以更好地將科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)聯(lián)系來，讓學(xué)生在更融合的教學(xué)背景下自主學(xué)習(xí)。

同樣以《做個(gè)太陽能熱水器》這一課為例，為了讓學(xué)生在課上解決“簡(jiǎn)易太陽能熱水器無法始終朝向太陽（保持陽光直射）來獲得更多熱量”這一問題，教師引入了人工智能技術(shù)。在教師的適時(shí)引導(dǎo)以及學(xué)生課后自主查閱資料交流后，大家制作出了太陽能熱水器智能旋轉(zhuǎn)底座。（此智能底座是自主開發(fā)設(shè)計(jì)的教具，利用人工智能設(shè)備EV3組件。是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪減速系統(tǒng)再傳動(dòng)到底座上的轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，另有控制底座旋轉(zhuǎn)快慢的主機(jī)，可以依據(jù)太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來編輯控制底座旋轉(zhuǎn)方式的程序?qū)氲街鳈C(jī)上。連接主機(jī)與底座，打開控制開關(guān)，智能底座便開始執(zhí)行命令朝向太陽旋轉(zhuǎn)了。而且，當(dāng)季節(jié)變化導(dǎo)致太陽高度角發(fā)生變化時(shí)，為了讓陽光直射熱水器，還可以在底座上加裝棘輪裝置調(diào)整太陽能熱水器的傾斜角度。）引入人工智能的概念在于營造學(xué)生與時(shí)俱進(jìn)的意識(shí)形態(tài)，讓學(xué)生意識(shí)到人工智能領(lǐng)域已經(jīng)與我們生活緊密相連，讓人類能更好地利用自然資源融合該領(lǐng)域的知識(shí)。讓學(xué)生在課內(nèi)接觸一些前沿信息技術(shù)可以讓學(xué)生體會(huì)學(xué)無止境，意識(shí)到我們應(yīng)時(shí)刻保持學(xué)習(xí)狀態(tài)，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)情操影響深遠(yuǎn)。

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（責(zé)編 張欣）