【摘要】隨著新時代教育理念的不斷演進，小學科學教育正面臨著改革與創新挑戰。本文綜述了當前小學科學課堂素材在新時代背景下的改革與創新情況，探討了科學課堂素材創新的必要性、目前面臨的主要問題、以及未來的發展趨勢。文章強調了以學生為中心，利用現代科技手段，如信息技術和人工智能，來豐富和優化教學內容和方法的重要性。同時，探討了跨學科整合、情境化學習以及創造性思維培養等方面的改革措施，旨在促進學生全面而深入地理解科學知識，激發學生的科學興趣和創新能力。【關鍵詞】新時代教育；小學科學課程；教學素材創新；信息技術應用；跨學科整合【收稿日期】2024年4月25日【出刊日期】2024年6月3日【DOI】10.12208/j.ije.20240011Thereformandinnovationofprimaryscho【Abstract】Withthecontinuousevolutionofeducationalconceptsinthenewera,primaryschoolscienceeducationisfacingthechallengeofreformandinnovation.Thispapersummarizesthecurrentreformandinnovationofscienceclassroommaterialsinprimaryschoolunderthebackgroundofthenewera,discussesthenecessityofscienceclassroommaterialinnovation,themainproblemsfacedatpresent,andthedevelopmenttrendinthefuture.Thepaperemphasizestheimportanceofstudent-centered,modernscientificandtechnologicalmeans,suchasinformationtechnologyandartificialintelligence,toenrichandoptimizeteachingcontentandmethods.Atthesametime,thereformmeasuresofinterdisciplinaryintegration,contextualizedlearningandcreativethinkingtrainingarediscussedinordertopromotestudents'comprehensiveandin-depthunderstandingofscientificknowledgeandstimulatestudents'scientificinterestandinnovationability.【Keywords】Neweraeducation;Primarysciencecurriculum;Teachingmaterialinnovation;Informationtechnologyapplication;Interdisciplinaryintegration隨著21世紀信息技術的飛速發展和新時代教育理念的深入人心，小學科學教育正經歷著一場深刻的變革[1]。它既包括教學觀念的更新，也包括教學方法的更新和教學素材的創新。在自然課程中，教學素材是最重要的一環，它的好壞，將會影響到教師的教學效果，也會影響到學生的學習興趣。在新時期，傳統的教材已經很難滿足學生多樣化的知識要求，必須結合最新的科技成果，采用跨學科的整合思維，創新的教學方式，對其進行全方位的更新與優化。1科學課堂素材改革的必要性1.1對接新時代科技發展的需求隨著人工智能，大數據，云計算等新興信息技術的出現，給我們的生活帶來了巨大的變革，同時也給我們帶來了全新的教學方法和資源。小學科學教學是培養學生的科學素質的一個重要時期，它的教學教材必須要跟上科學技術的發展，并與最新的科學技術成果、思想相結合[2]。如在教學中引進程式設計教學，不但可以激發學生學習電腦的興趣，也可以訓練他們的邏輯思考與問題解決的能力。1.2培養學生的科學素養和創新能力目前，在世界范圍內，人們越來越多地關注著人們的科學素質，而在這一背景下，基礎教育中的科學教學目標正逐步由單純的知識傳授向注重學生的科學素質發展。在此基礎上，提出了一種新的教學理念，即在教學中引入新的教學理念。這就需要教科書中既要有大量的科學知識，又要有適合學生認識發展的探究活動，小學生科學課堂素材在新時代背景下的改革與創新讓他們在實驗、觀察、推理等過程中，對科學問題進行積極的探索，從而將他們的批判思維和解決問題的能力培養起來。1.3回應學生多樣化的學習需求隨著社會的發展，人們對知識的要求也越來越高，傳統的教育模式已經不能完全適應現代社會的需要。在科學教學中，對教材內容進行改革，要重視學生的個體差異，為他們提供各種學習資源與方式[3]。具體來說，就是針對不同的學生，針對他們的不同興趣，不同的學習方式，采取不同的學習方式。如采用資訊科技，針對不同程度的學習者，進行個別的學習路徑設計，并針對不同的學習者，提供不同程度的教材。2當前科學課堂素材的主要問題2.1內容更新滯后，缺乏與現代科技的結合許多小學科學教科書中的關鍵點與個案，仍保持著數年前、十年前的水準，不能及時地體現出新的科技成果與技術革新。這些內容的落后，既不利于課程的時效性，也不利于學生的科學學習。另外，缺少與現代技術相融合的教學內容，也就不能讓學生有機會去認識和運用最新的技術，這就不利于學生的綜合素質的發展，也不利于將來的競爭力的培養。2.2傳統教學方法的局限性，缺少互動性和實踐性在教學過程中，學生的主觀能動性和動手能力被忽略[4]。缺少互動與實踐的教學方式，不但降低了學生的學習興趣，同時也阻礙了對知識的深刻理解與長久記憶。另外，在傳統的教學方式中，常常忽視了學生與學生、教師與學生之間的相互交流，這對發展學生的批判性思維和創新思維有很大的局限性。2.31跨學科整合不足，缺乏系統性和連貫性在現代教育觀念下，跨學科整合已成為一種有效的方法，可以提高學生的綜合素養，并能較好地解決復雜問題。但是，目前的小學科學教學教材還存在著跨學科整合的問題，各個學科之間缺少有效的銜接與交互，導致學生難以將知識連接起來；從而影響到學生對所學知識的系統性理解與運用。另外，缺少跨學科一體化的教學，也很難使學生的科學素質得到全方位的發展，特別是在科技、社會和環境等方面的綜合運用能力。3改革與創新措施3.1利用信息技術和人工智能優化教學素材通過人工智能技術，能夠根據學員的學習進度、領悟程度，對授課內容及難度進行動態調整，達到因材施教的目的。借助虛擬現實（VR）與增強現實（AR）技術，可以創造出一種身臨其境的教學環境，讓學生在虛擬實驗室中開展科研實驗，既提高了學習的興趣，又安全有效。同時，通過對大數據的分析，可以對學生的學習情況進行跟蹤，從而發現他們在學習中存在的問題，并提出相應的解決方案。這些科技的運用極大地提高了教學教材的互動性、趣味性和實效性，給理科教育帶來了一場革命。3.2推廣跨學科整合教學方法跨學科融合的教學方式，突破了傳統的學科界線，把科學和數學，技術，工程，甚至是藝術都進行了融合[5]。比如，在一個可持續發展的跨學科專題中，可能需要學生使用科學的知識，使用數學技巧來分析資料；然后從工藝、工程上給出相應的解決辦法。通過實踐與工程實踐，使同學們對學科知識的內部關系有了深刻的認識，提高了學習的系統性與一致性。3.3強化創造性思維和問題解決能力的培養在課堂教學中，要有針對性地開展各種創新性的教學策略與活動，以提高學生的創新思維與解決問題通過設計開放的問題，讓學生自己找到問題的答案，在這個過程中，教師起到指導和指導的作用；而不是傳統模擬情境挑戰，都可以提高學生的創造力與合作精神。在這樣的教學活動中，學生們可以學會如何去面對問題，去分析問題，去解決問題，以此來提高他們的終身學習能力和對將來的社會的適應性。4案例分析4.1分析國內外成功的改革案例芬蘭的綜合學習模式：芬蘭的教育體系注重以學生為核心的教學方式，這種教學模式是將各種學科的知識與技巧融合在一起，以解決現實中的實際問題。如將環保教育納入理科、數學等科目，使學生既能探究環保問題，又能運用數學知識與技巧；全面思維與問題解決能力的發展。新加坡的探究式學習方法：新加坡的理科教育，注重探究，提倡學生透過實驗、觀察及批判思考，來探討科學現象。這樣既可以提高學生的科學素質，又可以培養他們的求知欲和創造力。新加坡理科課程設計充分運用資訊科技，透過虛擬實驗室及線上資源，為學生提供大量的教學資料及互動式平臺。中國的STEAM教育實踐：STEAM教育（自然科學，科學技術，工程學；文科，數學）在中國的地位日益提高。許多區域透過整合資源，成立了STEAM教育中心，并推出了許多種類繁多的課程，例如：機器人編小學生科學課堂素材在新時代背景下的改革與創新程，3D打印，科研試驗。通過這樣的活動，既增強了學生對科技的興趣，又培養了他們的創造性思考能力和團隊精神。4.2提取以下幾個改革成功的關鍵因素：“以學生為本”的教育思想：所有成功的課程改革案例都注重從學生的需要和利益出發來進行教學活動的設計，增強了學生的積極性和主動性。跨學科的課程設計：交叉學科的教學方式有助于學生構建知識體系，提升整體素養。在實踐中，加強了學生的實踐能力和應用能力。運用現代科學技術：資訊科技與人工智能的運用，極大地充實了教學資源，為學生提供了更具個性、互動的學習方法，提高了學生的學習效率。培養學生創造力與批判思維：采用研究性、專題教學等方式，促進學生求知欲望，發展其創造性與批判性教師專業成長：教師是教育變革的執行者，他們的專業成長關系到教育改革能否取得成功。成功的學校都會不斷地為老師提供培訓，幫助他們提高科學與技術的運用能力。5面臨的挑戰與建議5.1教師專業發展的需求科學教學教材的改革和創新，離不開教師的作用。很多老師在教學需要方面可能缺少所需的資源和訓練。面對新的挑戰，我們應該關注并強化教師的專業化發展。建議透過定期的訓練與研討活動，讓老師了解最新的科技及教育科技[6]。在此過程中，我們要讓老師們在教學改革中進行實踐與研究，在實踐中摸索、交流經驗，從而提升自己的教學創造力。5.2學校資源和政策支持的挑戰在很多地方，由于缺少現代化的實驗室基礎設施，信息技術設備，以及教學軟件等，這些設備都不能適應新課程的要求。為此，本文提出了政府及教育主管部門應增加科研經費的投入，并將科研資源分配與更新作為重點[7]。在此基礎上，建立并落實扶持政策，通過項目資助、改善教師待遇、拓寬專業發展渠道等方式，促進中小學教師積極參與科技教育的改革和創新。5.3家-校-社會的協同合作目前，許多父母還沒有意識到科學教育的重要意義，而社會上對科學教育資源的投入也比較有限。應通過多種途徑，加大科普知識的普及力度，增強父母、市民對科普知識的了解與支持。學校可加強與父母的聯系，定期交流孩子的學業進度及科學教學的發展情況，并鼓勵父母參加[8]。同時，要積極探討與社會資源的聯系，如：企業、研究機構、民間團體等，使學生有更多的學習資源和實習的機會。6結論未來，小學科學教育的改革和創新仍會朝著個性化、交互性、智能化的方向發展。利用大數據、人工智能等手段，可以對學生的學習需要與進展進行更加精確的分析，從而實現個性化教育的發展。加強互動與實踐的學習，創造更多的動手操作與體驗性學習的機遇，讓他們在互動中進行學習，并在實踐中學會科學。參考文獻[1]王潔.在新時代背景下小學語文教學的創新和改革[J].課外語文,2020,000(005):98,100.[2]郝淑頎.淺析新時代背景下小學生數學核心素養的培養[J].課程教育研究,2018(51):4策略研究[J].科學大眾.科學教育研究,2022(004):000.[4]楊海燕