智慧教育环境下小学生科学素养培养路径研究

引言

现如今，科技快速发展，改变了人们的生活，教育也受到影响，智慧教育出现，是这一影响的体现，它借助现代信息技术，冲破传统教育的时空局限，给学习者赋予更多丰富，多种的学习资源和个性化的学习感受，对于小学生来说，智慧教育环境下的科学素养培养格外重要，这是他们获取知识，提升能力的重要途径，也是他们日后适应社会，投身科技创新的基础。

1 智慧教育的核心特征

1.1 技术融合

智慧教育里技术融合不是简单堆砌设备，而是把物联网、大数据、人工智能等技术深深渗进教育全过程，形成“技术即环境”的生态，在科学教育场景里，传感器可以马上搜集实验数据，像植物生长时温度湿度怎么变之类的信息；虚拟现实技术可以搭建仿真场景，让学生“走进”细胞里面看结构；人工智能助教能够回答科学问题，从“为什么天空是蓝的”到“地球怎样自转”，这些技术不再是教学的附带工具，就像黑板课本一样自然而然地存在，通过无痕衔接的技术链，把抽象的科学知识变成可感可做的具象体验，使学习冲破教室的物理限制，拓展到更广袤的虚实交融空间。

1.2 数据驱动

数据驱动是智慧教育的“神经中枢”，它像大脑一样收集学生科学学习时的行为数据，比如做实验的步骤、答题的时间、知识点的掌握轨迹等等，把这些数据做成个性化的学习画像，这些数据不只是记录结果，还能捕捉过程，比如学生在探究“浮力和排水量的关系”时，尝试了几次不一样的实验方案，每次又改了哪些变量，经过算法分析，系统就能知道学生的科学思维特点，有的学生善于归纳总结，有的学生喜欢大胆假设，然后给学生推送适合的学习资源。数据驱动让老师从经验判断变成精准教学，比如发现大部分学生对“光合作用”只是记住了公式，老师就可以及时调整教学策略，加强实验探究部分，让科学学习从“模糊感知”变成“精准引导”。

1.3 个性化学习

个性化学习在智慧教育里体现为打破“统一进度”的束缚，给每个小学生规划出科学的学习路径，对那些科学基础较差的学生来说，可以从小事开始，观察身边动植物，慢慢培养起科学的兴趣，对于能力强一点的孩子，就给他们布置难度更高的任务，比如设计简单的环保方案，学习的内容展现形式也是因人而异的，视觉型学习者可以看科学动画片，听觉型学习者可以听科普故事，动手型学习者可以做虚拟实验，个性化学习并不是孤立地学习，而是借助智慧平台达成“和而不同”的合作，小组共同完成“校园气象观测”项目，每个孩子负责不同的部分，在各自的节奏里发挥力量，这样既可以满足个人的需求，又不失集体探索的快乐。

2 智慧教育环境下小学生科学素养培养路径探索

2.1 构建智慧教育平台

智慧教育平台要集合科学学习的全部要素，变成资源，工具，互动的中心，平台要汇集各类科学资源，从基本的科普视频，动画，到进阶的虚拟实验，数据采集工具，再到开放性的科研小课题，形成梯度化的资源库，主要功能是个性化推荐，按照学生的画像来推送合适的学习内容，互动协作区，可以做到即时讨论，分享成果，比如展示“家庭垃圾分类”的实践记录，数据分析板块，给老师和家长给予学生科学素养发展情况的可视化报告，平台的设计要符合小学生的认识特点，界面简单又有趣，用卡通化的科学助手引领操作，把技术门槛降到最低，保证每个学生都能轻易上手。

2.2 创设智慧学习环境

智慧学习环境的创建要虚实结合，营造“沉浸式”的科学探究场景，物理空间可以设立智慧科学角，放置简易传感器，显微镜等设备，连接平台做到数据即时上传，虚拟空间则形成各种情境，像“微观世界”，让学生借助 VR 观看细胞分裂，“未来城市”，启发学生思考科技同生活的关系，环境设计注重互动性，墙面装上可触摸的科学问答屏，在地面投射太阳系运行轨迹，让学生边走边摸就能接触科学，这样的环境不只是在学校存在，还可以延伸到家里，借助智能家居设备，让学生观看能源消耗数据，或者用手机APP 记录植物生长，让科学探究渗透到生活的每一个角落。

2.3 实施个性化科学学习

个性化科学学习要根据学生的科学认知水平和兴趣点来设计路径，刚入学就用智慧平台做科学素养测评，找出学生在科学知识，探究能力，情感态度等方面的特性，有的学生喜欢天文但是实验能力差，有的学生动手能力强但是理论知识欠缺等等，按照这些特点制订“基础 + 拓展”的学习计划，基础部分保证掌握基本概念，生命的基本特征之类的东西，拓展部分给出可选项目，天文爱好者可以跟踪月相变化，生物爱好者可以培育微生物，学习过程中靠小测验，实验报告之类的方式持续检测，随时调整内容的难易程度和快慢速度，让学生在“跳一跳就能摘到”的挑战里慢慢加强科学思维和解决问题的能力。

2.4 强化科学实践活动

智慧环境下的科学实践活动要冲破传统实验的束缚，做到“线上探究 + 线下操作”的融合，安排主题式的项目学习，比如“校园生态系统调查”，学生们用智慧设备来量度土壤 值，记载动植物种类，把收集到的数据传到平台上以后，系统就会自动形成分析图表，帮助学生写出调查报告，展开跨学科的实践，把科学同数学，语文融合起来，算算种植作物的生长速率，撰写科学观察日记，提倡参加公民科学项目，通过平台递交当地鸟类观察数据，给专门的研究给予支撑，让学生体会到科学的社会价值，这些实践活动不但训练学生的动手能力，而且塑造实证精神，革新意识和担当意识，让科学素养在“做中学”里自然而然地成长起来。

结语

智慧教育给小学生科学素养的培养开拓出一条新路，通过融合先进技术来创建智慧教育平台，营造沉浸式学习环境，执行个性化的学习计划，加大科学实践活动的力度，我们就能有效地改善小学生的科学素养水平，以后，伴随技术不断发展，教育观念不断更新，智慧教育会在小学生科学素养培养方面起愈加关键的作用，教育工作者应当紧跟时代潮流，好好利用智慧教育的优势，不断改进教学手段，努力培育出更多的具有科学素养的人才。

参考文献

[1] 王芳玲 . 小学生科学素养现状的调查研究 [D]. 上海师范大学 ,2025.

[2] 王为国 . 小学科学素养的培养策略研究 [N]. 科学导报 ,2024-06-18(B02).

[3] 李长毅. 新时代小学生科学素养培养的实践探究[J]. 中国教育学刊 ,2020,(S2):118-119.