科技賦能的科學實踐，是指借助數位化、網路化的學習工具和環境，對科學學習的各個環節進行全過程支撐，使課堂環境中難以實施的學習活動得以落地，從而提公升學習效果。
科學教育對於提高全民科學素養，為建設創新型國家奠定堅實基礎發揮著重要作用。 隨著近100年來科學技術的飛速發展，科學教育的正規化也發生了許多變化，從“知識導向”向“專業導向”的全面轉變成為世界各國科學教育的主旋律。 教育部等18個部門指出，“以學生為本，因材施教，以實踐為本推進科學教育”。
隨著數字技術的飛速發展，特別是虛擬技術的日益成熟，以視覺化、互動性、網路化等形式呈現的學習環境，可以在一定程度上解決學習的困難和障礙。
情景建立激發了學生對發現的興趣。
在科學教育中，任何有效的教學，都始於對學生既有經驗的充分挖掘和運用，引導學生從科學世界回歸生活世界。 **學習情境的創造應能反映科學知識發現的過程、應用條件以及科學知識在生活中的意義和價值。
借助技術，如通過**、動畫、遊戲或模擬等方式，呈現出有吸引力的問題情境，有利於激發學生的學習興趣和動力; 它可以幫助學生根據知識生成的情境進行認知活動，從而幫助學生深入理解科學課程中的知識和內容，培養學生的科學思維能力。 有利於幫助學生在實驗設計、探索、觀察、測量等活動的基礎上，不斷思考和修正知識應用的條件，靈活地轉移和應用所學知識。 情景營造還可以引發學生在學習中產生較強的情感共鳴，增強學生的情感體驗，使學習成為包含情感體驗的綜合性活動，從而在實踐過程中增強學生的情感體驗，對提高學生的學習效果具有積極意義。
學生的自主性是學習的核心和關鍵，而科學的發展歷程始終是歷代科學家不斷探索未知世界和更新科學知識的過程，探索世界是科學活動的本質。 長期以來，學生很難在學校課堂上真正探索和發現科學教育，即使是實驗課，也大多是驗證性的科學實驗，標準化的實驗儀器、實驗材料、實驗程式、類似的實驗現象和實驗結果，一旦在實驗過程中發生意外，往往會對實驗儀器造成損壞甚至其他更嚴重的安全事故。
數位化學習環境可以借助多種手段再現物質世界，從而為學生創造乙個在課堂上進行發現的空間。 借助網路公共資料庫、教學資源庫、數字圖書館、數字博物館等，學生可以線上獲取豐富的學習資源; 借助數字實驗平台、模擬建模軟體，通過操縱和調整引數來獲取資料、發現規律、構建知識; 在虛擬世界中，學生可以探索浩瀚的太空、南極大陸，甚至細胞等微觀世界。 在技術環境的支援下，學生按照自己的節奏學習，根據他們先前的理解，根據他們的知識水平，根據他們自己的興趣。
整合資源，賦能學生深度參與實踐。
在學習過程中，如果學生只是盲目探索，學生很難對科學方法和科學規律有深入的了解。 比較枯燥的公式和定理，可以通過資訊科技變成生動有趣的動畫和定理，可以再現科學知識被發現時的場景，以視覺的方式呈現巨集觀世界和微觀世界的問題。
如何保證科學論證的科學性，是教學實踐中需要注意的問題。 由於技術的侷限性，自然科學現象的模擬與真實的科學現象之間往往存在不對稱，特別是在視角和感知方面。 對於學生來說，因為沒有沉浸式的體驗，有時會有一定的誤讀，這會導致神話甚至錯誤觀念的形成。 如何避免這樣的問題？ 首先，在科學演示動畫的設計和製作過程中，需要科學教師和軟體技術人員通力合作，通過充分溝通，最大限度地保證演示動畫的科學性。 然後，在使用科學演示動畫進行學習的過程中，需要收集學生的知識和理解，並及時糾正錯誤。
在科學研究過程中，科學家通過科學儀器收集資料，然後通過資料分析獲得研究成果。 科學的測量方法是科學研究最重要的手段和技術，教導學生科學地使用測量工具是培養學生形成良好科學實踐能力的基本要求。 在科學教育中，一直通過設定實驗課程來培養學生使用科學儀器的技能和掌握實驗方法的能力。 在很多同學的心目中，科學儀器就是秤、天平、酒精燈、試管等實驗儀器，其實在科學研究的實踐中，科學儀器種類繁多，數量非常多，測量和檢驗的方法也很多。 由於學校教育的環境和條件，或出於安全考慮，許多科學儀器無法由學生操作，實驗也無法進行**。 在數字技術的幫助下，這些限制可以被打破，學生也可以“觸手可及”科學家目前正在使用的科學儀器和工具。 最典型的應用是感測器技術在科學教育中的應用。 在目前的科學研究中，科學家使用大量的感測器來獲取大氣、土壤和海洋中的各種資料。 隨著技術的發展和成本的降低，感測器技術已經進入學校，成為數字實驗室中最重要的實驗儀器。
科學知識是通過社會建構形成的，學生需要參與社會互動活動，建立和完善對科學現象的理解。 借助資訊科技工具，與不同地方的同齡人分享、溝通協作，發布學習經驗和經驗，可以提公升學習效果。 在基於網路的學習環境中，各種實時或非實時的交流工具可以幫助實現更廣泛的交流和對話，甚至包括科學家、家長、社群成員和課堂外的其他人參與學習諮詢和交流活動。
評估和反饋，伴隨著學生科學的全過程。
*學習需要明確的學習目標，但不僅僅是理解和掌握科學知識。 學生用證據來解釋、回答和形成研究報告，這通常是學習中常見的評估方法。 學生能否在學習過程中理解科學的意義，形成自己對科學價值的理解，往往能體現在科學報告中。
技術賦能的實踐應鼓勵學生通過多種形式呈現學習成果：他們可以用文字處理軟體撰寫報告; 演示軟體可用於建立演講大綱; 你也可以要求學生做乙個簡短的**並張貼出來，以表達他們對知識的理解。 這是學生體驗成功的重要階段，學生將以匯報會的形式展示自己的學習成果，如學習活動計畫、收集的相關資料、學習過程記錄、學習成果總結等。 在科學論證方面，說服力強於語言和寫作，提倡多種資料格式有利於培養學生運用證據進行科學論證的能力，也可以提高學生的多表達能力。
在學習環境中嵌入評估模組，使教師能夠跟蹤、評估和提供對學生學習過程的實時反饋，從而實現同伴評估。 借助人工智慧技術，通過預先設計的循證評估模型，分析學生學習的最佳路徑，評估學生學習過程中的一些關鍵成果，並及時反饋給學生，或給予學生學習支架的支援。
從情境的創造入手，有效運用科技可以激發學生的興趣，激發學生的學習動力。 有多種工具可以幫助學生探索和發現; 通過聲影多手段，進行生動生動的科學論證; 可通過數字量具進行測量和檢驗; 借助同步或非同步通訊技術，可以隨時隨地進行協商和通訊活動; 嵌入式評價技術可以真實記錄學生的學習過程，進行伴隨評價，並及時反饋給學生，指導活動順利開展。 可以看出，智慧型技術為科教實踐的發展搭建了可實施的空間，從而實現了學習方法的轉變。
徐廣濤，杭州師範大學中國教育現代化研究院研究員，靜衡教育學院教育技術系主任