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信息化教育是以现代教育技术为基础的教育形态。它的基本特征是:多媒化、数字化、网络化;在教学(学习)模式上突出自主性、合作性、个别化和虚拟性。信息技术与学科教学整合的实质是:将信息技术与学科教学中各要素进行优化组合、互为作用,以发挥教学系统的最大效益。它表现在学科教学中广泛应用信息技术来创设教学环境、提供学科资源、改变教学行为,并把信息技术作为学生的认知工具的基本要素,使学生的学习能力得到更好的发展。同时,学生通过信息技术运用的学习活动,内化信息能力,培养信息素养。
要使信息技术与学科教学整合取得实效,有必要对信息技术与学科教学整合进行深入研究。我校于2002年成立课题组,进行了《信息技术与学科教学整合》的实践研究。该课题作为杭州市教育科研规划课题已结题并获奖,并立项为2004年浙江省教育科研规划课题。我校课题组经过几年的实践研究,初步总结出以下几种信息技术与学科教学整合的教学形态。目前,这几种教学形态已在我校教学中普遍推广选用。
一、主流形态——多媒体信息组合演示为主
以教师使用信息技术为主的多媒体演示型教学模式,在课堂教学中运用最早,是教师目前运用最为得心应手的主流形态。研究表明,人类的记忆是网状结构的。各种信息是丰富多样的,可以是形象的、抽象的、直觉的、逻辑的、情感的;可以是文字、数据、声音、图形、图像、动画、影视的。它们又往往交叉组合在一起。多媒体计算机提供的多样性、非线性网状信息,符合人类认识记忆的规律,有利于知识的获取和保持。它能较好地组织情景、突出事物的本质,促进学生形成清晰的表象,使他们得到充分的感知。它为学生主动建构认知过程,更好地学习概念、掌握规律创造条件。建构学习情境中有三个要素:(1)问题产生的背景(社会的、文化的、自然的);(2)问题本质的表征;(3)问题学习的时空保证(学习情景的可控制性)。而信息技术对实现这些要素具有巨大的优势。
通过信息技术来呈现社会的、文化的、自然的情境,激发学生学习兴趣,提高学生观察和思考的能力;通过信息技术创设的虚拟实验环境,让学生分析现象、读取数据、对比总结,培养科学研究的方法和能力——这些都是信息技术作为情境探究工具的主要表现。多媒体信息组合演示为主的教学形态的基本结构流程如下:
1.运用多媒体资源创设问题情境,引发学生探究欲望,培养学生的观察思考能力
以初一自然《动物的行为》研究课为例。教学中充分利用多媒体资源来创设问题情境,以培养学生的观察能力和思考能力。课堂上出示各种动物在不同场合下的行为的图片和视频,让学生感知,以引发兴趣、提出研究主题。在反映蜜蜂的行为时,剪辑了大量关于蜜蜂社群组织和通讯行为的录像,制作了蜜蜂“舞蹈”的Flash动画。在蜜蜂社群组织行为的教学中,教师不是直接告诉学生社群蜜蜂不同动作行为的作用含义,而是让学生仔细观看录像,找出蜜蜂行为的规律和目的,并通过动画课件来分解蜜蜂的典型行为,帮助学生理解其表现意义。运用视频、动画等多媒体信息,达到了其它教学手段难以达到的效果,这对培养学生的观察鉴别、分析探究的能力起到了很好的作用。
2.运用自制多媒体课件反映学科知识本质规律,促进学生的意义建构
以高二物理《电磁振荡》研究课为例。要很好地理解“电磁振荡”这个物理现象及其规律,仅仅做好实验或利用挂图是不够的。学生对LC电路中振荡电流的产生过程,电压和电流的大小、方向的变化规律往往感到难以理解和掌握。该研究课中,教师在做好电磁振荡演示实验的前提下,运用自制多媒体课件,形象地模拟显示电容器中电场线、电压,线圈中磁场线、自感电动势及电路中电流的同步协调的动态变化情况,再辅以电流、电压、自感电动势周期性变化的图像,清楚地反映了电磁振荡中电流、自感电动势、电压三者间相互依存、相互制约的关系,以及由此决定了的LC电磁振荡规律,同时也揭示了该物理过程中各物理量的辨证关系。这些大大降低了学生的学习难度。通过多媒体课件展示动静结合的物理过程,同学们在头脑中形成了清晰、形象、连贯、动态的LC电磁振荡的物理图景,有效地建立概念、掌握规律,并培养了科学思想,了解了学科研究的方法。
上面两节课是运用信息技术创设有效教学图景的两种类型。不管哪一种类型,创设教学图景的基本要求都是,应提出一个与教学内容相关的实际问题或展现一个包含研究主题的现象,以引起学生想要解决这个问题的欲望。创设问题图景后,还要能引导帮助学生积极地展开猜想、探究和有效地思维、分析。教学图景的有效创设和运用,是学生主体教学模式构建很重要的一个方面。
二、典型形态——网络环境下学生自主探究学习
多媒体计算机和互联网能提供表现丰富、互动性强的学习环境,有利于学生更多更好地获取关于客观事物规律及内在联系的知识,这对学生认知结构的形成与发展是非常有利的。网络技术及信息资源作为学生学习的认知工具和内容材料,使学生在课堂学习中学会分析、讨论和评价,帮助学生进行积极的意义建构,促进学生自觉地把信息转化为自己的知识并培养能力,这是信息技术与学科教学整合的典型形态。
网络环境下的教学是对CAI的突破与超越,它改变了传统教学要素的基本概念或含义:即教学课程与教材资源的概念、教师与学生的角色及其活动的概念、教与学的方式的概念等。它是一种任务驱动式的学习过程,信息技术作为学生的基本认知工具,网络资源的共享交流和人机交互的动态操作是这种模式的两大特点和优势。它的课堂设计表现为以学生的学为中心,以问题驱动为导向,学生围绕学习主题,运用网络信息资源和计算机网络技术展开学习。其教学模式的基本结构流程为:
1.利用网络资源,以“任务驱动”为导向、学生的讨论评价为主的学习
在这种学习过程中,学生是活动的主体,他们在教师的组织和指导下有序地利用丰富的网络资源收集、评估、组织和分析相关信息,通过主动的学习形成自己的观点结论,通过分析问题和解决问题提高自身的信息素养,使自身的思维能力、创造能力都得到发展。
如高二语文《故都的秋》就采用了网络自主学习模式,学习过程中主要采用阅读、质疑与评价、搜集并处理信息、交流探讨、现场写作等学习方法。教师首先提供网络学习专区,说明网络自主学习的要求、步骤和每一个阶段的学习时间、评价标准,教师在学习过程中随时对学生进行指导及评价,引导学生自主学习。课堂中的网络运用表现在下面几个方面:①有一个事先准备的和课文有关的音像资料库,学生可以选择观看,通过多感官感受,进入课文的问题情景中;②设立专题学习区,介绍各专题的学习目标、学习步骤以及参考网站,学生可以根据自己的学习程度和兴趣加以选择,快速进入课文的学习进程,迅速地抓住学习的重点;③在网站论坛中设置讨论专区,供学生上传学习材料、交流学习观点。
互联网具有丰富的学习资源和超文本特性,在这样的学习环境中,学生运用语言、文字表述自己的观点和成果,形成个性化的认知过程和知识结构。教学中要有效地进行信息的组织和管理,为学生提供问题交流、自我反馈、评价的机会,达到调整学习状态的目的,以体现网络环境下“任务驱动”教学模式的特征和优势。
2.运用网络技术实现人机交互,学生实时操作主动探究学习
这是在网络软件平台学习环境中,通过人机交互,培养学生积极参与、主动探究的学习方法。
如高二数学《三角函数图像》一课,教学中使用专门设计制作的三角函数学习软件平台,充分发挥了人机交互的学习优势。学习中利用软件平台把三角函数呈现为直观动态的几何图形,实现“数”与“形”的对应与转换,化抽象为形象,使学生直观地感知,从而建立空间概念、加深对函数本质的理解。另外,教学过程中,学生还可以利用软件平台,根据学习要求和自己的思考去观察函数图形,并利用计算机进行图像的描绘及其变换,获取对三角函数图像及其变换的实质的深一层理解。这有效地培养了学生自主探究认知的能力。
网络学习能将学生的学习过程和结果动态地展示出来,并实现了师生之间、生生之间的交流学习。网络计算机具有的交互性有利于学生学习兴趣的激发和学习主体作用的体现。从学生学习反馈的情况来看,这种学习方式的目标达成度是高的,学生也很喜欢这样的学习方式。在上述《三角函数图像》一课的学习中,学生动手、动眼、动脑三项并举,掌握了函数学习软件平台的操作,还能自己利用软件作出函数图像,并从中探求图像变换的规律,从而达到预期的教学目标。
三、开放形态——基于互联网资源的研究性学习
“研究性学习”是为进行某项专题性学习活动而互助协作、共同完成研究探索的任务,并在任务解决中达成课程目标的学习方式。利用网络可以在学习活动中方便地搜寻与问题相关的信息,并对信息进行加工处理。运用网络还可以方便地进行研究性学习的过程交流和成果评价,这种交流评价是多边的和自由的。这些对培养学生信息获取、处理和交流表达能力非常有效,有利于促进学生信息能力的发展。这种整合形态能充分利用现代信息技术,使得学习活动不受时空限制,它是研究性学习与信息技术整合的一种开放形态,是现代教育的一种新形式。这种学习活动的基本过程是:
基于互联网资源的研究性学习活动,要达到学习活动预期的目标和成效,制订周密的计划和进行规范的评价是至关重要的,而学习活动过程本身就是研究性学习和信息素养交互作用、协调提高的学习成果。
下表是高一化学《环境》主题研究性学习的活动计划。
该活动还制定了学生活动评价量规,包括问题提出、信息收集、信息分类、信息分析、最终成果等方面。
上述几种教学形态是“信息技术与学科教学整合”的基本形态。在教学实施过程中,不同的学科、不同的学习内容、不同的教学对象、不同的硬软件环境,选用的教学形态应是不同的。
参考文献
[1]祝智庭.《现代教育技术-走向信息化教育》.
[2]何克抗.《信息技术与课程整合》.
[3]张建伟,陈琦.《从认知主义到建构主义》.
[4]王吉庆,段蕙芳.《计算机辅助教学的评价与实验研究》.
[5]李克东. 《信息技术与课程整合的目标与方法》.
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