摘要：近年来，以人工智能、大数据、物联网为代表的新技术快速发展，对教育产生了深远影响。2024年3月，教育部部长怀进鹏提出：“对教育系统来说，人工智能是把‘金钥匙’，不仅影响未来的教育，也影响教育的未来，有机遇也有挑战。”教师作为教育活动的组织者，要顺势而为主动思考
近年来，以人工智能、大数据、物联网为代表的新技术快速发展，对教育产生了深远影响。2024年3月，教育部部长怀进鹏提出：“对教育系统来说，人工智能是把‘金钥匙’，不仅影响未来的教育，也影响教育的未来，有机遇也有挑战。”教师作为教育活动的组织者，要顺势而为主动思考发展的新技术如何赋能教育。在此背景下，科学与技术相关学科教师如何做好角色定位是不容回避的问题。强教必先强师，在时代迫切呼唤拔尖创新人才的今天，教师应不断丰富自己的角色，为人才成长保驾护航。
贯彻大思政教育，成为科学精神的弘扬者
立德树人是教育的根本任务，思政教育是实现立德树人根本任务的重要途径，要将大思政教育融入各个学科。科学与技术教育以其探究和实践的特性，在课程实施过程中不仅要传授知识和技能，更要引导学生体验和感悟科学精神，将科学精神的培育有机融入项目设计与制作的每一个环节。在科学实验课程中，教师应着重培养学生严谨认真、积极思考的态度；面对实验数据，教师应鼓励学生进行深入分析，探究数据背后的实验现象，从而培养学生不懈追求科学真理的精神；在工程设计课程中，教师应强调精益求精、一丝不苟的精神，通过精确计算和设计，确保机械结构的每个部分都能完美配合，实现顺畅运作，完成教学目标；在程序与数据课程中，教师应引导学生形成“技术向善”的价值观，用身边的案例让学生理解技术的发展能够为人们生活赋能；当学生面对困难、科研项目遇到瓶颈、研究成果不被认可时，教师应当用科学家精神激励他们，鼓励他们勇于追求真理、攻坚克难、团结协作，相信自己和自己的研究团队。
在科学与技术相关学科实践中，北京二中创设情境让学生模拟科学家的研究过程，让学生在模拟中体验科学探索的艰辛与乐趣，将科学家精神内化于心。以学校技术课程中的“未来太空车”项目为例，学生使用电机、电池、开关和自主设计的结构零件完成设计与制作。在测试中，学生可能遇到爬坡效果不佳、行进路线偏差、结构不稳定等问题，面对这些挑战，学生在教师指导下不断调整设计并反复测试，每遇到新问题就思考解决方案，直至最终实现项目目标。通过这样一段参与科学与工程技术融合项目的经历，学生依据工程设计周期的理念不仅能够完成项目制作，而且在实践中能够深刻感受到科学精神的力量。这种体验让学生更加理解科学探索的重要性，更加尊重科学方法，更加欣赏科学思维，进而在心中种下科学的种子，激发了未来在科学道路上不断探索和进取的决心。
关注新技术领域，成为前沿科学的传播者
大数据、物联网、人工智能……逐渐成为近年来新技术领域的高频词，从这些高频词中不难体会到技术的迅猛发展正在深刻重塑人类社会的各个层面。这些技术不仅重塑了信息的获取、处理和应用方式，也为教育提供了全新的视角和工具。作为科学与技术学科教师，同样面临着将这些跨时代技术融入课程教学的挑战和机遇。构建智能化校园和实施智慧教育策略，已经成为课程教学改革的重要方向，要求教师对教学内容和方法进行创新，也要求教师依据不同学段学生的认知水平进行有针对性的课程资源供给。在小学阶段，学生的认知能力正在形成，教学应侧重通过互动体验和直观感知激发学生对科学的兴趣，在科学与技术领域可以依托开源硬件、智能机器人等设备进行课程实施。进入初高中阶段，学生的认知能力和抽象思维能力显著提高，教师此时应引导学生深入学习编程语言、数据结构和算法等计算机科学基础知识。通过设计基于人工智能的实验项目（比如，利用卷积神经网络进行图像识别、使用循环神经网络实现时间序列预测等），学生不仅能够理解AI模型的构建和训练过程，而且能够掌握将理论应用于实践的技能。
教师还要运用已有平台和设施完成课程设计。北京二中新建了物联网农业大棚，将智能感知技术融入大棚，引导学生更好地理解现代农业技术的发展。在课程实施过程中，教师依托实际场景开展教学，利用物联网技术远程控制的优势对大棚中的灯光、风扇、遮阳帘等进行控制，使用Python编程语言完成传感器的数据统计，并将数据绘制成柱状图或饼状图进行数据可视化展示，在实践中让学生理解数据的意义，引导学生掌握数据处理、分析的方法，这必将对学生未来的工作生活产生积极影响。
教师在教学过程中还应注重培养学生的伦理意识和社会责任感。在人工智能技术迅速发展的背景下，教师应引导学生思考技术对社会的影响，讨论数据隐私、算法偏见等问题，以确保他们在未来能够成为负责任的技术使用者和创新者。通过这样的教学实践，教师不仅能够为学生提供前沿的科学知识，而且能够培养学生适应未来社会的能力。
探索跨学科实践，成为学生成长的护航者
新课程标准倡导的跨学科、多学科融合课程理念，为学生提供了一个全面而深入的学习平台，这不仅是提升学生核心素养的重要途径，也是深化学生对学科知识理解的必由之路。理科知识的学习尤其是理论知识的学习，必须与实践紧密结合，必须让学生通过实践来内化和深化知识。因此，教师在教学中要创造运用多学科知识解决问题的机会，培养学生在不同学科领域之间的知识迁移能力。
北京二中在这一领域进行了一些探索，学校将物理、数学等传统学科与技术学科进行创新性融合，开发了多个项目式学习案例。比如，在利用Python编程语言对鸢尾花进行分类的项目中，学生不仅应用了数学中的一次函数和解析几何等知识，而且将人工智能中的分类问题转化为数学问题，在实践中体会到数学的基础性和应用性。又如，利用图像识别技术探究阻尼对物体晃动的影响项目中，教师将物理学的阻尼知识与技术学科结合，让学生通过设计实验、获取数据、分析结果，最终得出科学结论。这些课程的实施为学生提供了一个完整的科学探究项目体验过程，使学生亲身参与科学研究的基本流程，有效提升了学生的实验探究能力、数学学习能力、物理化学实践能力等核心素养。
在科学与技术教育领域，教师的角色是多维度的，他们不仅是科学精神的弘扬者、科学知识与技术的传播者，而且是学生核心素养发展的引导者。面对国家重点发展领域，教师在基础教育阶段承担着“培根”的使命，需要激发学生在科学与技术领域的实践热情，致力于培养一批具有科学家潜质的青少年群体。跨学科、多学科融合的课程设计为学生提供了一个全面而深入的学习平台，使他们能够在实践中深化对知识的理解，培养跨学科的思维能力和创新能力。
科学与技术教育的重要性在当今时代显得尤为重要，相关学科教师也应承担更多角色，无论科学精神的熔铸，还是先进科学与技术知识的传播，都离不开教师的引导，教师的角色也在不断被赋予新的内涵和外延。作为科学与技术相关学科的教师，更要不断顺应时代的发展，为学生的学习提供更加广阔的平台和机会，为国家科技后备人才成长夯实基础。
（作者单位系北京市第二中学，本文系北京市教育学会“十四五”教育科研课题“青少年科技后备人才培养现状与策略分析”研究成果，课题编号：DCYB2021-050）
来源：中国教育新闻网一点号
