信息科技课程中科学家精神培养的策略探究
作者: 郑明达科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富,包括爱国、创新、求实、奉献、协同、育人六个方面。这六个方面构成了一个有机整体,它们相互联系、相互支撑,共同塑造了科学家的精神品格。在信息科技课程中培养学生的科学家精神,是教育改革的重要方向,也是培养未来科技创新人才的关键举措。笔者认为,应坚持“系统谋划、有机融入、项目载体”,将爱国、创新、求实、奉献、协同和育人等要素融入信息科技课程内容,培养学生的科学家精神。
一、培养胸怀祖国、服务人民的爱国精神
爱国精神是科学家精神的根基和动力源泉。科学家们把对国家的热爱转化为科技报国的使命担当,这种情怀推动着他们在科研道路上不断探索。在信息科技课堂中,教师需要重视内外结合,培养学生的爱国精神。
1.全面梳理技术发展中的中国化内容
在信息科技课程教学内容中,融人中国科技史和最新科技成果的内容,尤其强调这些成果对世界科技的贡献,是培养学生爱国精神的重要途径。如,在教授计算机发展史时,教师可以介绍中国在计算机技术领域的杰出贡献,如"天河"新一代超级计算机系统等。这不仅体现了中国科技实力的提升,也彰显了国家在全球科技舞台上的地位,引导学生思考最新技术对国家安全和全球科技发展的意义,让学生认识到中国科技的进步与创新,增强民族自
豪感。
2.优先使用中国化的软件和硬件工具
信息科技课程教学必然会涉及工具选择,从培养学生爱国精神出发,教师应推荐学生优先使用中国自主研发的软件和硬件工具。如,在编程课程教学中,可使用国产开源硬件和编程平台,让学生体验国产技术的进步,增强学生对国家科技发展的认同感。
3.在项目作品或作业中融入中国元素
项目学习是信息科技学科中重要的学习方式。在项目学习中,教师应鼓励学生在项目作品或作业中融入中国元素,特别是中国传统文化元素。如,可以设计一个关于“丝绸之路"的互动游戏,展示中国古代的贸易和文化交流等。这样既能提高学生的编程技术,又能促进他们对传统文化的了解和热爱,并且有利于实现将爱国主义教育与现代科技相结合的目的。
4.关注技术发展中的中外差异
《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》明确要求:知道自主可控技术对国家安全的重要意义。教师通过对比中外技术的差距,让学生全面认识与理解在全球化背景下强调自主可控和掌握核心技术的重要性,培养学生的危机感、自主创新意识和爱国精神。
二、培养勇攀高峰、敢为人先的创新精神
创新精神是科学家精神的核心,强调勇于突破传统,追求原创性发现。创新是前进的动力,创新精神的培养也是信息科技课程的价值与使命所在,需要贯穿课程学习的始终。在信息科技课程教学中,教师可从学习方式创新、评价方式创新等方面进行实践探索。
1.学习方式的创新
学习方式改革是课程改革的重要一环。在“自主、合作、探究"的大原则下,教师应采用如项目学习、翻转课堂、混合学习、在线协作学习等多种新型教学模式,增强教学的互动性和趣味性,提高学生自主学习能力,从而培养学生的创新精神。如,学生可以通过在线平台自主学习新知识,讨论交流新问题,共享学习成果等,充分感受在线学习与线下学习的不同之处,体会创新的作用。
2.评价方式的创新
评价作为教学中的重要手段,其更重要的价值,是引导学生成长。为有效实现评价的作用,教师除了采取传统的学业测试评价,还应采用多元化的评价方式,如作品展示、同伴评价、自我反思等,鼓励学生多角度思考问题,全面评估学习过程和成果,促进深度学习,实现学习创新。
三、培养追求真理、严谨治学的求实精神
求实精神是科学家精神的基石,体现为坚持真理、实事求是,确保科学研究的可信度。它支撑着创新,防止伪创新的产生,同时也体现了对科学的敬畏和对国家的负责。对学生求实精神的培养,教师可从技术实现的细节入手,着重在以下两个方面进行实践探索。
1.基于技术实现的追问
《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》强调对科学原理的学习和理解。因此,教师应当鼓励学生大胆追问,多提出“为什么”,如:为什么这个算法更有效?为什么红外传感器能感知距离?为什么密码学是网络安全的基础?等等。深入的探讨能帮助学生理解技术背后的逻辑和原理,培养实证精神和理性思维。如,教师在教授人工智能相关知识时,可引导学生思考“机器学习算法是如何工作的”,再通过编程实践验证,并继续追问:还有其他促进机器学习的方法吗?
2.基于问题解决的追问
问题解决是现代学习方式之一,旨在让学生经历问题解决过程,培养学生的核心素养。问题解决的方式多种多样,教师应当鼓励学生,在问题解决后进行追问:还有更好的解决方法吗?能进一步提高问题解决的效率吗?等等。这样的追问,一方面可以让学生梳理解决问题的过程,寻找问题解决的优化方式,另一方面为创新解决问题奠定基础。
四、培养淡泊名利、潜心研究的奉献精神
奉献精神是科学家精神的重要体现。科学家们甘于寂寞、淡泊名利,将毕生精力奉献给科研事业。这种奉献精神源于爱国情怀,又支撑着他们在创新道路上坚持不懈。在信息科技课程中,教师可以引导学生树立技术共享和技术服务的理念,培养学生的奉献精神。
1.树立技术共享的理念
在信息科技课程中,教师可以建立开放的学习资源库,鼓励学生分享自己的学习笔记、代码片段等,将学习成果和作品共享给他人,促进知识的传播,形成互助共享的良好氛围。如,教师创建班级内部的编程论坛,让学生自由交流编程经验和技巧。学生也可以将自己编写的开源代码上传,供他人学习和使用。
2.树立技术服务的理念
技术发展根植于社会需求,需求也能促进技术发展。教师需要引导学生将所学知识应用于解决社会实际问题,让技术更好地服务社会,服务生活。这也能彰显奉献精神。如,在上海某校信息科技课堂上,教师组织学生开发“无障碍地图"APP项目,为视障人士提供导航服务。该项目不仅获得了多个创新奖项,还被当地残联采纳使用,真正体现了技术服务于社会的奉献精神,
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五、培养集智攻关、团结协作的协同精神
协同精神是科学家精神谱系里的方法论,是现代科学研究的必然要求。随着研究问题的复杂化,跨学科、跨领域的合作成为常态。协同精神能够整合各方优势,推动重大科技创新,同时也体现了科学家群体的团结协作。在信息科技课程中,教师可设计合作项目,培养学生的协同精神。
1.强化小组合作的项目学习
在信息科技课程中,教师可以设计若干个项目,建立相应的项目组,再将项目组根据项目需求分成若干小组。学生通过合作解决项目中的问题,从而完成整个项目。在这一过程中,学生不仅通过项自学习知识、技能,培养了能力与思维,还能实现团队协作能力的提升。如,在一个设计校园导航APP的项目中,项目组成员分工合作,有的负责需求分析,有的负责界面设计,有的负责编程实现。这样,既有利于解决实际问题,又能有效培养学生的沟通能力和
团队协作精神。
2.尝试跨时空的合作学习
在线上交流极其方便的今天,利用在线协作工具,组建跨时空的协作项目,有其现实意义。一方面,现实世界里,跨时空协作十分普遍,学生需要了解;另一方面,跨时空协作可以丰富学生的学习经历,培养学生的远程协作能力。如,教师组织学生参加“全球青少年编程马拉松”,让他们与来自不同国家的学生组队进行在线协作,开发解决环境问题的应用程序。通过这个项目,学生们不仅提高了编程能力,还学会了跨文化协作。
六、培养甘为人梯、奖掖后学的育人精神
育人精神是科学家精神的核心内涵之一,体现了培养未来人才的责任。科学家们通过培养青年人才,将爱国情怀、创新精神、求实态度等传递给下一代,确保科学家精神的永续传承。在信息科技课程中,教师需要营造互帮互助的学习氛围,培养学生的育人精神。
1.用好小组评价
项目学习强调团队成绩的重要性。小组评价能让每个成员都参与到评价过程中,形成正向的反馈机制,促进团队内部的和谐与共同进步,培养学生的集体荣誉感和责任感。如,在项目的展示环节,同伴、教师等要对小组的项目成果进行整体评价,并提供改进建议。
2.用好差异资源
学生间的差异客观存在,教师要善于利用差异资源,让差异服务于学生发展,可通过设置“小导师”“助教小能手”等方式,促进学生间的互帮互助。如,在信息科技课上,教师建立“小导师"制度,让社团学员担任小导师,为学习困难的学生提供辅导。这种方式不仅能提高教学效率,还能培养学生的责任感和互助精神,营造良好的学习氛围。
信息科技课程是培养学生科学家精神的重要阵地,教育工作者要精心设计教学内容和活动,将精神培养与知识传授有机结合。系统化的培养方案让学生在掌握信息技术的同时,逐步形成科学家应有的精神品质。这种培养不仅能够提升学生的综合素养,还能为他们未来的发展奠定坚实的基础。
(作者单位:江苏省海安市教师发展中心)
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