科技赋能的科学实践，是指借助数字化、网络化的学习工具和环境，对科学学习的各个环节进行全过程支撑，使课堂环境中难以实施的学习活动得以落地，从而提升学习效果。
科学教育对于提高全民科学素养，为建设创新型国家奠定坚实基础发挥着重要作用。 随着近100年来科学技术的飞速发展，科学教育的范式也发生了许多变化，从“知识导向”向“专业导向”的全面转变成为世界各国科学教育的主旋律。 教育部等18个部门指出，“以学生为本，因材施教，以实践为本推进科学教育”。
随着数字技术的飞速发展，特别是虚拟技术的日益成熟，以可视化、交互性、网络化等形式呈现的学习环境，可以在一定程度上解决学习的困难和障碍。
情景创建激发了学生对发现的兴趣。
在科学教育中，任何有效的教学，都始于对学生既有经验的充分挖掘和运用，引导学生从科学世界回归生活世界。 **学习情境的创造应能反映科学知识发现的过程、应用条件以及科学知识在生活中的意义和价值。
借助技术，如通过**、动画、游戏或模拟等方式，呈现出有吸引力的问题情境，有利于激发学生的学习兴趣和动力; 它可以帮助学生根据知识生成的情境进行认知活动，从而帮助学生深入理解科学课程中的知识和内容，培养学生的科学思维能力。 有利于帮助学生在实验设计、探索、观察、测量等活动的基础上，不断思考和修正知识应用的条件，灵活地转移和应用所学知识。 情景营造还可以引发学生在学习中产生较强的情感共鸣，增强学生的情感体验，使学习成为包含情感体验的综合性活动，从而在实践过程中增强学生的情感体验，对提高学生的学习效果具有积极意义。
学生的自主性是学习的核心和关键，而科学的发展历程始终是历代科学家不断探索未知世界和更新科学知识的过程，探索世界是科学活动的本质。 长期以来，学生很难在学校课堂上真正探索和发现科学教育，即使是实验课，也大多是验证性的科学实验，标准化的实验仪器、实验材料、实验程序、类似的实验现象和实验结果，一旦在实验过程中发生意外，往往会对实验仪器造成损坏甚至其他更严重的安全事故。
数字化学习环境可以借助多种手段再现物质世界，从而为学生创造一个在课堂上进行发现的空间。 借助网络公共数据库、教学资源库、数字图书馆、数字博物馆等，学生可以在线获取丰富的学习资源; 借助数字实验平台、仿真建模软件，通过操纵和调整参数来获取数据、发现规律、构建知识; 在虚拟世界中，学生可以探索浩瀚的太空、南极大陆，甚至细胞等微观世界。 在技术环境的支持下，学生按照自己的节奏学习，根据他们先前的理解，根据他们的知识水平，根据他们自己的兴趣。
整合资源，赋能学生深度参与实践。
在学习过程中，如果学生只是盲目探索，学生很难对科学方法和科学规律有深入的了解。 比较枯燥的公式和定理，可以通过信息技术变成生动有趣的动画和定理，可以再现科学知识被发现时的场景，以视觉的方式呈现宏观世界和微观世界的问题。
如何保证科学论证的科学性，是教学实践中需要注意的问题。 由于技术的局限性，自然科学现象的模拟与真实的科学现象之间往往存在不对称，特别是在视角和感知方面。 对于学生来说，因为没有沉浸式的体验，有时会有一定的误读，这会导致神话甚至错误观念的形成。 如何避免这样的问题？ 首先，在科学演示动画的设计和制作过程中，需要科学教师和软件技术人员通力合作，通过充分沟通，最大限度地保证演示动画的科学性。 然后，在使用科学演示动画进行学习的过程中，需要收集学生的知识和理解，并及时纠正错误。
在科学研究过程中，科学家通过科学仪器收集数据，然后通过数据分析获得研究成果。 科学的测量方法是科学研究最重要的手段和技术，教导学生科学地使用测量工具是培养学生形成良好科学实践能力的基本要求。 在科学教育中，一直通过设置实验课程来培养学生使用科学仪器的技能和掌握实验方法的能力。 在很多同学的心目中，科学仪器就是秤、天平、酒精灯、试管等实验仪器，其实在科学研究的实践中，科学仪器种类繁多，数量非常多，测量和检验的方法也很多。 由于学校教育的环境和条件，或出于安全考虑，许多科学仪器无法由学生操作，实验也无法进行**。 在数字技术的帮助下，这些限制可以被打破，学生也可以“触手可及”科学家目前正在使用的科学仪器和工具。 最典型的应用是传感器技术在科学教育中的应用。 在目前的科学研究中，科学家使用大量的传感器来获取大气、土壤和海洋中的各种数据。 随着技术的发展和成本的降低，传感器技术已经进入学校，成为数字实验室中最重要的实验仪器。
科学知识是通过社会建构形成的，学生需要参与社会互动活动，建立和完善对科学现象的理解。 借助资讯科技工具，与不同地方的同龄人分享、沟通协作，发布学习经验和经验，可以提升学习效果。 在基于网络的学习环境中，各种实时或非实时的交流工具可以帮助实现更广泛的交流和对话，甚至包括科学家、家长、社区成员和课堂外的其他人参与学习咨询和交流活动。
评估和反馈，伴随着学生科学的全过程。
*学习需要明确的学习目标，但不仅仅是理解和掌握科学知识。 学生用证据来解释、回答和形成研究报告，这通常是学习中常见的评估方法。 学生能否在学习过程中理解科学的意义，形成自己对科学价值的理解，往往能体现在科学报告中。
技术赋能的实践应鼓励学生通过多种形式呈现学习成果：他们可以用文字处理软件撰写报告; 演示软件可用于创建演讲大纲; 你也可以要求学生做一个简短的**并张贴出来，以表达他们对知识的理解。 这是学生体验成功的重要阶段，学生将以汇报会的形式展示自己的学习成果，如学习活动计划、收集的相关资料、学习过程记录、学习成果总结等。 在科学论证方面，说服力强于语言和写作，提倡多种数据格式有利于培养学生运用证据进行科学论证的能力，也可以提高学生的多表达能力。
在学习环境中嵌入评估模块，使教师能够跟踪、评估和提供对学生学习过程的实时反馈，从而实现同伴评估。 借助人工智能技术，通过预先设计的循证评估模型，分析学生学习的最佳路径，评估学生学习过程中的一些关键成果，并及时反馈给学生，或给予学生学习支架的支持。
从情境的创造入手，有效运用科技可以激发学生的兴趣，激发学生的学习动力。 有多种工具可以帮助学生探索和发现; 通过声影多手段，进行生动生动的科学论证; 可通过数字量具进行测量和检验; 借助同步或异步通信技术，可以随时随地进行协商和通信活动; 嵌入式评价技术可以真实记录学生的学习过程，进行伴随评价，并及时反馈给学生，指导活动顺利开展。 可以看出，智能技术为科教实践的发展搭建了可实施的空间，从而实现了学习方法的转变。
徐广涛，杭州师范大学中国教育现代化研究院研究员，静衡教育学院教育技术系主任