智能物聯(lián)網(wǎng)情境下青少年科普探究活動的設計研究

李澤文 陳曉柱

[摘 要] 智能物聯(lián)網(wǎng)技術在突破探究資源、環(huán)境的局限從而構建青少年科學探究環(huán)境方面有著巨大的優(yōu)勢，對青少年學習科學，親歷科學探究過程是極為重要的。該文對智能物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的青少年科學探究活動設計原則、目標導向、活動設計和活動評價等方面進行了具體的闡述，以期通過引導青少年主動參與到探究活動，最終提高青少年科普活動的價值與深度。

[關鍵詞] 智能物聯(lián)網(wǎng);青少年科普;探究活動設計

[基金項目] 2019年度廣州市青少年科技教育項目“‘智能物聯(lián)網(wǎng)探究科技教育體驗活動”（KP201909603）

[作者簡介] 李澤文（1979—），女，廣州城市職業(yè)學院信息技術系信息系統(tǒng)項目管理師，主要從事計算機應用研究;陳曉柱（1977—），男，廣州城市職業(yè)學院信息技術系講師，主要從事計算機網(wǎng)絡研究。

[中圖分類號] G431 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）17-0156-02 ? ?[收稿日期] 2019-10-21

一、引言

隨著科學普及項目的不斷延伸，青少年科普探究活動將越來越走近青少年學生的生活，成為青少年獲取科學前沿知識的一個重要的途徑。作為傳統(tǒng)課堂學習的有效補充，互動式青少年科普探究活動越來越重要，將從內容上、形式上更加貼近青少年的生活，最大程度地激發(fā)青少年的興趣和熱情，從而做到科普知識最大限度的傳達。

二、背景分析

（一）智能物聯(lián)網(wǎng)技術的由來與發(fā)展趨勢

根據(jù)《2016—2045年新興科技趨勢報告》，最保守的預測，認為在2045年后將會有超過1千億的設備連接在互聯(lián)網(wǎng)上。人們將可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息來加深對世界以及自己生活的了解，并且做出更加合適的決定。利用最新的智能物聯(lián)網(wǎng)技術來開展青少年科普活動，對于拓展青少年的前沿科技視野和認知領域是非常必要的。

（二）科普探究活動的現(xiàn)狀

眾所周知，青少年科普教育，在豐富青少年精神生活、啟迪青少年智力等方面發(fā)揮著不可替代的作用。當前的科普教育活動或多或少還存在一些問題：

1.缺乏科普意識：由于升學壓力，當代青少年平時疲于應對課內作業(yè)與課外補習，無暇關注科學這類看似可有可無的副學科。但殊不知，科學素質已成為繼道德素質、身體素質之后再受重視的公民素質指標，與歐盟、美、日、加拿大等發(fā)達地區(qū)相比，我國青少年的基本科學素質還有待提高。

2.缺乏科普深度：雖然很多學校都已經(jīng)開展科普教育活動，但是學習形式缺乏新意，往往是固定的幾個環(huán)節(jié)和步驟，難以充分調動學生學習的積極性?；谶@種表面化的認識，科普設計的程序和步驟就不可避免陷入流于形式的境地，科普效果也就差強人意了。這樣的科普探究活動，使青少年學生的科普探究流于表面，科普探究的深度無從談起。對青少年來說，形成科學理性的反思能力，比掌握某種或某幾種科學知識更為重要，因此科普的深度有待進一步探索。

（三）智能物聯(lián)網(wǎng)技術為科學探究活動創(chuàng)造了良好環(huán)境

現(xiàn)在網(wǎng)絡成為人們生活中不可或缺的一部分，如果能夠配合實體展覽搭建“物聯(lián)網(wǎng)智能家居”為主題的展覽展示的網(wǎng)站或APP環(huán)境，通過網(wǎng)絡化延伸延續(xù)科普探究活動的內涵和外延，既是探究活動內容的最有效補充，也是對展覽展示的一種交互體驗形式，最終為青少年學生帶來更加體貼的用戶體驗。

三、智能物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下青少年科普探究活動的構建與研究

（一）科普探究活動設計原則

1.以青少年為主體。（1）啟發(fā)性原則。在科普教育活動中，筆者發(fā)現(xiàn)科普方式越有啟發(fā)性，科普過程越有趣味，青少年學習的積極性、效率就越高。科普教育者應正確認識青少年的主體性，根據(jù)其興趣愛好、個性特征等精心設計探究活動流程。（2）新穎性原則?？破战逃饕耘囵B(yǎng)青少年科學素質為教育目的，旨在加強青少年理論與實踐結合的能力，并調動青少年參與科普教育的積極性。因此，在設計、規(guī)劃實踐活動時，應重點考慮青少年學生對于科普活動新奇有趣的需求，使其有動主動參與科普知識學習，感知學習科普知識的樂趣。（3）參與性原則。在開展青少年科普教育時，科普教育者應堅持適于青少年參與的原則，盡量選擇青少年參與度高并貼近青少年實際生活的互動小實驗，使青少年在輕松愉悅的氛圍中提升科學素養(yǎng)。

2.以探究為核心。探究是青少年的天性，是我們進行探究活動設計所應遵循的指導思想。青少年科學探究活動的核心是探究，青少年科學教育的目標是促進青少年的全面發(fā)展，突出以探究為核心正體現(xiàn)了科學本質與科學教育本質的結合。要真正在青少年科學探究活動設計中做到以探究為核心，除了充分發(fā)揮青少年的主體性外，還應努力做到以下幾點：（1）形成探究主題。青少年主動探究的前提是要有一個感興趣的主題，比如可以針對某一問題鼓勵大家進行發(fā)散思維，然后選擇出有意義的主題。還可以利用呈現(xiàn)給青少年的活動材料，通過觀察、實驗引發(fā)青少年提出有探究價值的問題。（2）強調探究過程。在活動的過程中處處體現(xiàn)探究科學探究活動，應根據(jù)探究發(fā)生的條件、過程來設計活動的各個環(huán)節(jié)?；顒舆^程強調的重點是探究，而不僅僅是去驗證已經(jīng)知道的答案，在這個過程中可以引導青少年以小組為單位做好數(shù)據(jù)的觀察和記錄，并在此基礎上進行分析。

（二）科普探究活動目標的設計

1.探究活動目標的設計。探究活動目標是整個探究活動的靈魂，也是科學探究活動的起點和歸宿，決定著活動的走向，探究活動每個環(huán)節(jié)的設計也都必須指向探究目標。如果缺乏清晰的目標，整個探究活動就會變得盲目起來，最終探究也將成為不可能。

2.探究活動內容的選擇。探究活動內容是探究活動目標的載體，是構建探究環(huán)境、安排活動過程和選擇學習策略的重要依據(jù)。例如我們所進行的青少年科學探究活動，青少年內在動機的激發(fā)是探究活動能夠一直進行下去的動力源泉。那么選擇什么樣的探究內容才能引起青少年的探究興趣？筆者認為，應該是那些能夠滿足青少年現(xiàn)實需要、貼近生活的內容。比如使用溫度傳感器和濕度傳感器采集環(huán)境當中的溫度、濕度信息，使用煙霧傳感器采集家居內部的氣體濃度信息，使用照度傳感器采集當前環(huán)境中的光照強度信息等。這種對于超越常規(guī)但又在掌控之中的內容也能夠激發(fā)青少年的探究欲望，青少年也可以嘗試探究具有一定難度的問題。

（三）科普探究活動過程的設計

以主題探究為中心的探究過程。探究活動可以圍繞“智能家居物聯(lián)網(wǎng)”這一主題展開一系列完整而具體的子活動。從預先組織好的探究材料入手，使青少年由淺入深、逐步達到對主題的深化理解。其活動過程大致按照確定主題、制定計劃、實施探究、交流成果的順序展開。以主題探究為主的探究過程要求我們注意以循序漸進的方式，一步步邁向探究目標。

四、結語

青少年科普探究活動是青少年學習科學，親歷科學的探究過程。設計科普探究活動，需要更細致的思考和更敏銳的感悟;有效挖掘科普活動的內涵;精心設計科學探究活動程序;合理安排科學探究活動階段;不斷引領青少年的思維向縱深發(fā)展，要在活動的各個環(huán)節(jié)都能為青少年提供親歷探究的機會，在理解科學探究本質的同時，掌握科學探究的技能，培養(yǎng)科學探究的思維，引導青少年主動參與到探究活動，最終提高青少年科普活動的價值與深度。

參考文獻

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Abstract：Smart iot technology in the limitation of resources and environment in breakthrough research to build teenagers science inquiry environment has a huge advantage，for teenagers to learn science，through scientific inquiry process，obtain first-hand information is extremely important.In this paper，the design principles，goal orientation，activity design and activity evaluation of teenagers' scientific inquiry activities under the environment of intelligent Internet of things are elaborated in detail，so as to guide teenagers to take the initiative to participate in the inquiry activities and ultimately improve the value and depth of teenagers' scientific popularization activities.

Key words：Intelligent Internet of things;Popular science among teenagers;Design of inquiry activity