國(guó)務(wù)院印發(fā)了《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要(2021—2035年)》(以下簡(jiǎn)稱《科學(xué)素質(zhì)綱要》)指出2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)：我國(guó)公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例達(dá)到25%，城鄉(xiāng)、區(qū)域科學(xué)素質(zhì)發(fā)展差距顯著縮小，為進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家前列奠定堅(jiān)實(shí)社會(huì)基礎(chǔ)。2020年公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例為10.56%，即到2035年我國(guó)公民科學(xué)素質(zhì)總數(shù)要增加14.44%。
小學(xué)科普知識(shí)是貫穿整個(gè)小學(xué)教學(xué)過(guò)程的，對(duì)學(xué)生有著重要的影響，不僅僅是學(xué)習(xí)科普知識(shí)，更是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力、思維能力、實(shí)踐能力等，以此提高我國(guó)青少年的綜合素質(zhì)�？茖W(xué)普及與科技創(chuàng)新同等重要，科學(xué)普及對(duì)科技創(chuàng)新有著重要影響。小學(xué)科普教育的開(kāi)展是深入實(shí)施《科學(xué)素質(zhì)綱要》，培養(yǎng)學(xué)生科技意識(shí)的重要工作，是小學(xué)教育教學(xué)中的重要組成部分。
一、小學(xué)科普教育的重要性
青少年正處于人類重要的成長(zhǎng)階段，在這個(gè)階段中對(duì)世界充滿好奇，是積極自主探索與創(chuàng)新的重要時(shí)刻，針對(duì)這一人群開(kāi)展科普知識(shí)學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生后續(xù)的生活質(zhì)量、國(guó)家未來(lái)科學(xué)技術(shù)的提高等等都有著重要影響。
《科學(xué)素質(zhì)綱要》提出提升基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育水平。引導(dǎo)變革教學(xué)方式，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、開(kāi)放式教學(xué)，保護(hù)學(xué)生好奇心，激發(fā)求知欲和想象力。推進(jìn)信息技術(shù)與科學(xué)教育深度融合，推行場(chǎng)景式、體驗(yàn)式、沉浸式學(xué)習(xí)。完善科學(xué)教育質(zhì)量評(píng)價(jià)和青少年科學(xué)素質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)估。
新課標(biāo)下的小學(xué)科學(xué)教材涵蓋了物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙、技術(shù)與工程四個(gè)分類多方面的知識(shí)，涉及范圍廣泛，幫助學(xué)生拓寬視野豐富知識(shí)面。教材內(nèi)容的開(kāi)發(fā)源于實(shí)際生活，與其息息相關(guān)，一定程度上要求教師正確的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，通過(guò)實(shí)踐引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法及過(guò)程，同時(shí)能夠?qū)⒎椒☉?yīng)用于力所能及的事情上，掌握科學(xué)與生產(chǎn)、生活、可持續(xù)發(fā)展中之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的良好習(xí)慣。
小學(xué)科學(xué)不同于其它學(xué)科，內(nèi)容豐富多樣，對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)自己和認(rèn)識(shí)世界具有重要作用。開(kāi)展小學(xué)科學(xué)教學(xué)不僅對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展有很大的積極作用，也是提升全民科學(xué)素養(yǎng)的重要措施。
二、創(chuàng)新教學(xué)方式，推行場(chǎng)景式、體驗(yàn)式、沉浸式學(xué)習(xí)
信息技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)科普教育的教學(xué)方法和教學(xué)模式產(chǎn)生了巨大的影響。虛擬仿真技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用順應(yīng)了信息化教育發(fā)展趨勢(shì)與教育需要，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境。
1、虛擬仿真技術(shù)基本特征
第一個(gè)是其沉浸性，構(gòu)建仿真教學(xué)場(chǎng)景，用戶可以通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)感覺(jué)等，體會(huì)到身臨其境的感受;第二個(gè)是交互性，用戶可以操作虛擬環(huán)境中的儀器設(shè)備，實(shí)時(shí)得到反饋;第三個(gè)是構(gòu)想性，虛擬仿真技術(shù)可以模擬客觀存在的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，也可以模擬抽象的或不存在的環(huán)境，模擬的環(huán)境與客觀世界環(huán)境高度相似。
2、虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)中
科普知識(shí)有很多地質(zhì)災(zāi)害等危險(xiǎn)環(huán)境、不可及或不可逆的場(chǎng)景、大范圍抽象化的內(nèi)容等，學(xué)生不便于觀察與學(xué)習(xí)，而通過(guò)虛擬仿真技術(shù)可以將這些內(nèi)容全部展示出來(lái)。
便捷性：課堂上可利用的時(shí)間及空間是有限的，如地球與宇宙中的地質(zhì)變化、星球星系等等難于展示。虛擬仿真技術(shù)可以模擬火山噴發(fā)現(xiàn)象，建設(shè)火山模型，動(dòng)態(tài)模擬火山噴發(fā)時(shí)的地質(zhì)變化過(guò)程，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)火山噴發(fā)的現(xiàn)象及原因。
直觀性：可以直觀將課本上枯燥的知識(shí)內(nèi)容形象、生動(dòng)的展示出來(lái)，形式新穎，對(duì)知識(shí)點(diǎn)全方位多角度的詳細(xì)展示，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。如我們是如何聽(tīng)見(jiàn)聲音的課程中，模擬耳朵模型，形象化聲音的輸入與傳遞，便于學(xué)生理解知識(shí)內(nèi)容。
互動(dòng)性：虛擬與現(xiàn)實(shí)的互動(dòng)、學(xué)生與虛擬內(nèi)容的互動(dòng)、教師與學(xué)生的互動(dòng)，加強(qiáng)教師與學(xué)生的聯(lián)系，學(xué)生可以在互動(dòng)中發(fā)散思維進(jìn)行思考。
3、構(gòu)建場(chǎng)景式、體驗(yàn)式、沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境
虛擬仿真技術(shù)的互動(dòng)性和逼真性為娛樂(lè)式教學(xué)提供了革命性升級(jí)，在體驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域帶給人們一種前所未有的娛樂(lè)刺激。虛擬仿真帶入教學(xué)中使學(xué)生由“被動(dòng)學(xué)”變?yōu)椤爸鲃?dòng)學(xué)”，設(shè)定情景啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)互動(dòng)實(shí)踐探究與創(chuàng)新，同時(shí)豐富的素材資料拓寬學(xué)生視野，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
如云幻科教虛擬仿真教學(xué)資源，倡導(dǎo)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以理論知識(shí)為目的，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為引導(dǎo)，通過(guò)AR技術(shù)將虛擬內(nèi)容疊加真實(shí)環(huán)境，輔以圖片、音視頻等內(nèi)容，搭建開(kāi)放式教學(xué)環(huán)境，著力提升學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作能力，促進(jìn)創(chuàng)新思維全面發(fā)展，掌握并利用科學(xué)知識(shí)解決生活問(wèn)題。
虛擬仿真教學(xué)充分利用學(xué)生對(duì)事物天生的好奇心及對(duì)日常生活現(xiàn)象的濃烈興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，滿足學(xué)生的好奇心，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)，學(xué)生可以全身心的投入去分析情境、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、交流問(wèn)題，完美解決學(xué)校空間不足、教具不足等問(wèn)題，促進(jìn)小學(xué)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的建構(gòu)和發(fā)展，寓教于樂(lè)，從而大幅度提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)意愿、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。
小學(xué)科普教育能夠使學(xué)生掌握關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)和基本技能，全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣與思維能力、探索能力，從而讓學(xué)生更好的將科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活之中。虛擬仿真教學(xué)通過(guò)傳統(tǒng)教學(xué)與虛實(shí)結(jié)合的方式克服現(xiàn)有教學(xué)困難，與小學(xué)科學(xué)教學(xué)相融合能夠提高課堂教學(xué)有效性，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要措施。
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