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信息技术在课堂教学中的作用模式:理论框架与案例研究

On the Functioning Modes of Information Technology in Classroom Instruction: Theoretical Framework and Case Studies

祝智庭(Zhu Zhiting)

华东师范大学教育科学学院中国上海 邮政编码200062

E-mail: ecnueitc@online.sh.cn

论著选摘

[Abstract]Predictably, classroom instruction will still be a major form for school education in a not-short future time. To improve classroom instruction with support of information technology stands for a practical strategy for educational reforms in schools. There is a need for us to understand the functioning modes of information technology in classroom instruction and thus we can select and make use of technology reasonably and effectively. This article first identifies the orientation of instructional reforms in the classroom and creates an action space concerning the use of technology to support this kind of reforms. Based on this, an theoretical framework is addressed to posit the functioning models of information technology in classroom instruction, in which three modes are suggested: enhancement, innovation, and training. A number of instructional cases in relation to each modes are then studied in order to identify a set of sample models for technology-supported classroom instruction. This article is ended with our suggestions as to how different instructional models and technologies can be integrated into classroom-based instructional process.

[Keywords] Information Technology, Classroom Instruction, Theoretical Framework, Case Study

1 引言

    传统的课堂教学因其固有的弱点而经常遭致批评。然而,在可预见的将来,课堂教学仍然会是学校教学活动的主要方式。利用信息技术来改进课堂教学是当前学校教育改革的一条重要思路。为了能够在课堂教学中合理又有效地使用技术,我们首先需要充分理解技术在课堂教学中的作用模式。本文首先确认课堂教学改革的主要方向,并以此为指南建立一个关于利用技术改革课堂教学的行动空间;以此行动空间为理论框架,提出关于技术在课堂教学中的作用模式:强化模式,革新模式,训练模式;接着针对每一作用模式,通过案例研究提炼出若干典型的教学模式。最后,就如何综合利用不同的模式提出我们的建议。

2 利用技术改革课堂教学的行动空间

    自从三百年前夸美纽斯提出班级教学的思想以来,分班级的课堂教学一直是学校教学活动的主要形式,这一形式之所以能得到延续和发展,有其深刻的内在原因。以往的教育实践也证明这是一种非常有效的培养人才的教学结构。

    随着教育科学的发展以及人们对教育要求的不断提高,课堂教学逐渐暴露出许多弱点,比如,因材施教的原则,在班级集体教学活动的前提下难以实施;以语言讲述为主的表达方式,使得某些教学信息的传输与接收遇到困难;教学效率的提高受到局限待待。另一方面,实践也证明用技术完全取代课堂教学的想法和做法,特别在基础教育领域,是不可取的,因为课堂教学所具有的教师与学生面对面的直接交流,较之教师完全通过现代化媒体教学,学生通过媒体学习这种间接的交流方式,在许多方面仍然有其优越性。因此,努力探讨如何在课堂中合理而又有效地使用技术,特别是利用现代化信息技术来改进课堂教学,乃是摆在学校教育者面前的重大研究课题。

    以信息技术作用于课堂教学,首先有个策略性问题,当然本质上是教育观念的问题。1993年美国教育部组织了十多位资深专家(B. Means等)产生了一份题为《用教育技术支持教育改革》的报告,为如何运用现代化信息技术进行基础教育改革提供了指导性的框架。报告提出了革新教学的若干特征,从表1中可以看出革新的教学与传统的教学之间的明显差别。

传统的教学

革新的教学

教师导向

学生探索

说教性的讲授

交互性指导

单学科的固定教学模块

带真实任务的多学科延伸模块

个体作业

协同作业

教师作为知识施与者

教师作为帮促者

同质分组(按能力)

异质分组

针对事实性知识和离散技能的评估

基于绩效的评估

    报告进一步指出,现代教育改革的核心是使学生变被动型学习为投入型学习(engaged learning),让他们在真实的环境中学习和接受挑战性的学习任务。在教育中应用技术的根本目标是促进教学形态由被动型向投入型转移。而技术从性能上讲有高低之分(为方便起见,以下简称高技术与低技术)。在这些认识的基础上,我们可以建立一个关于利用技术支持教学改革的策略空间,并且以此建立一个技术在课堂教学中的作用模式。如图1所示,我们目前课堂教学的主流状态是属于低技术支持的被动型学习。利用信息技术改革课堂教学的策略如同走棋行动,存在多种走步方案:

    1.一步式方案A-B,用高技术支持被动型学习。假定教学模式无根本变化,教学过程中较多地使用高技术来替代教师的教学授递功能。学生仍然处于被动的学习状态。

    2.一步式方案A-C,用低技术支持投入型学习。假定教学模式有重大改革,贯彻了以学生为主体的思想,教学中应用一些比较普通的媒体技术作为辅助手段。

    3.一步式方案A-D用高技术支持投入型学习。假定在教学中以高技术为重要教学手段,并且教学模式有重大改革,体现了革新教学的许多特征。

图1 利用技术支持教学改革的行动空间

    4.二步式方案A-B-D,先用高技术支持被动型学习,尔后转向投入型学习;

    5.二步式方案A-C-D,先用低技术支持投入型学习,尔后进化为用高技术支持投入型学习。

    3 技术在课堂教学中的实际作用模式

    虽然利用技术来革新课堂教学是人们的理想目标,但这并不意味着我们可以一下子轻易抛弃传统的课堂教学形式。可以预料,在今后一个相当长的时期内,传统的课堂教学形式还会起很大作用。与此同时,随着新技术的应用和教师们教学创新实践的增加,各种带有革新意义的新颖教学模式将进入课堂。

    以上述的技术利用行动空间为基础,我们可以推导出技术在课堂教学中的可能作用模式。如图2所示,存在着两种基本作用模式:(1)用技术强化课堂教学;(2)用技术革新课堂教学;对每一模式又有高技术和低技术两种方式,由此我们得到四种不同的实际作用模式。

图2 

    模式A代表用低技术强化课堂教学。这种作模式在目前的课堂教学中大量存在,例如用幻灯机、投影仪、录音/影像带等呈现教学内容。

    模式B代表用高技术强化课堂教学模式,例如用电脑多媒体或网络支持课堂教学,但基本上不改变传统的课堂教学模式。

    模式C假定在没有高技术条件下进行教学改革,充分发挥人的积极因素,可以在教师作为帮促者、异质分组、协同作业、基于绩效的评价等方面体现革新教育的特征。

    模式D充分发挥高技术的优势,创建各种新颖教学方法,比较全面地体现革新教学的特点。

    有人可能会提出这样的疑问:既然象方案C那样,用低技术也能支持教育改革,那么模式D有必要吗?这涉及到对教育技术,特别是媒体技术的教育作用的认识问题。按照行为主义的观点,教学就是通过提供一定的刺激来引起预期的学生反应,可以说利用任何媒体都可以产生满足这种需要的刺激,教学中起主要作用的是方法而不是媒体,这就是以科拉克为代表的学媒无关说的要义。但是,建构主义的教学规则认为媒体与方法同样重要,因为没有适当的媒体很难创设允许学生自由探索和建构的学习环境。

    此外,对于师范教育来说,我们还考虑如何利用信息技术来支持教师的职前/在职培训工作,使他们能够较好地掌握课堂教学技能。这是技术对于课堂教学的间接作用,我们称之为课堂教学技能的培养模式(图2中的T模式)。

    4 课堂教学的强化模式

    谈到技术对课堂教学的强化作用,自然是针对传统课堂教学的弱点而言的。传统的课堂教学是以直接教学(Direct Instruction)为基础的。惠特(Huitt, 1998)对几个著名的直接教学模式进行过比较研究,整理出它们的主要教学事件。从中我们可以确定,直接教学过程的最基本方法是讲授、练习、平价反馈和复习。在课堂中进行直接教学――这种被认为行之有效的方法时,如果采用传统的教学方式,将存在许多弱点,例如:教学表达能力较为有承,基本上限于依靠口语和黑板表达教学内容全班学生被迫以同样的速度学习同样的内容;教师无法了解每个学生的理解程度,无法向学生提供针对性的练习和及时的反馈,等等。利用技术手段特别是高新信息技术支持课堂中的直接教学,至少可以在以下方面使之得到强化:

利用多媒体演示来增强教学信息的表现能力;

利用计算机支持匀质分组学习,有助于适应学生在学习速度方面的差别;

利用自动化练习手段,可以提供及时的反馈;

利用网络支持教学通讯,可以使教师随时了解学生的学习动态,并促进学生之间的相互交流。

    教育技术专家在长期的实践中提炼出一系列关于利用媒体技术强化课堂教学的基本方法,如播放教学法、示范教学法、情景教学法、模拟教学法、程序教学法等。

    在中国大陆,已经有一批中小学配备了多媒体网络教室,根据我们的调查,目前这种高技术系统主要被用于强化课堂教学。上海仙霞中学的余松云老师设计的教案具有一定代表性。该案例是中学物理课中关于运动图象的教学,教学目标是使学生知道匀速直线运动的速度图象,学会运用图象法求解运动学的一般问题。教学过程分为三部分:(1)网上交互学习:调用Netmeeting软件,通过电子白板学习教师预存的电子教材和进行小组讨论;(2)网上测试:利用自行开发的网上测试软件和题库让学生做课堂测验,学生可以即时获得结果信息;(3)网上复习和扩展学习;学生高阅试卷参考答案网页,根据自己的学习情况可以在此网页中寻找详细答案。在此网页中教师还附加了些扩展内容鼓励学生去获取更多的知识。

    本教学案例基本上属于直接教学模式。我们对此教案的设计有如下评议:

    在第一阶段学生利用多媒体学习材料进行学习,变传统的直接讲授过程为媒体化的间接授导过程。至于小组讨论是不足人有合作学习的意义,是值得商讨的。因为虽然媒体技术为学生创造了共享信秘的机会,但合作学习的三个基本条件(合作的目标,合作的任务,合作的激励机制)均不明确,因此合作学习是无法保证的。

    第二阶段利用网上测试手段,教师能够迅速检验学生学习情况,并及时向学生提供反馈,无疑会大大提高教学效率。

    第三阶段的复习,利用了网上丰富的学习资源,不但可使学生巩固知识,还有可能帮助他们拓展知识,是一个很好的创意。

5 课堂教学的革新模式

    革新的教学模式是以学生探索、交互性指导、带务实任务的多学科延伸模块、协同作业、教师作为帮促者、异质分组、基于绩效的评估为特征的。从前面的技术应用策略分析我们看到,利用一步式方案A-C或A-D,分别借助低技术或高技术支持投入型学习,都能达到革新课堂教学之目的。

    课堂教学的革新是一个不断试验和发展的过程,目前还难以总结出多少个定型的模式。我们在对国内外大量的课堂教案进行分析的基础上,筛选出一批能够体现革新教学特征的范例,相信对我们设计信息化课堂教学具有指导意义。由于本文篇幅所限,本文只能择取其中一小部分案例加以简单介绍。

案例1.太阳系――探索游戏学习法

    本案例由常熟市实验小学赵立锋老师设计。教学环境为多媒体网络教室,可外Internet;教师事先已制作了大量有关太阳系的材料存放在服务器上,教学过程分为四个阶段:(1)激趣导入:利用多媒体演示营造出在2063年人们驾驶飞船探索太阳系的情景,同学们扮演船长的角色。(2)自主学习:学生通过网上浏览观测各行星,记录观测情况;教师扮演地面指挥系统,不时与他们联络,请各“船长”汇报他观察到的星球的情况,引导学生把他所探索的星球的主要特点向同学报道“我是某某号宇宙飞船,我现在在什么星探索,我发现了……。”(3)巩固应用:学生交流上网学习情况,回答书本上的问题,接着在网站上测试学习情况,共有五个选择题和五个判断题,如果回答正确,奖励一颗星。(4)课外延伸:教师提供其他有关太阳系方面的网站,请学生课后自己再去浏览。

    本教案在学生探索、交互性指导、情境化、教师作为帮促者等方面体现了革新教学的特点。并且利用扮角色游戏激发学习兴趣和完全投入学习,是一个很有创意的教学设计。

    案例2.人民军队――情景化启导学习法

    本案例是小学社会学科中关于人民军队一课的教学,由上海彭浦一小的吴叔君老师设计。教学过程的第一步是利用多媒体投影播放国庆阅兵的情景来导入新课,出示“人民军队”这一主题;第二步是明确问题(中国人民解放军是一支怎样的军队?为什么称之为人民军队?它是如何从不同时期发展过来的?……)和介绍网上资源线索;第三步让学生上网寻找资源,鼓励同学之间共享找到的资料并交流看法,教师巡回指导;第四步是加工信息和形成真知,教师启发学生以找到的资料为背景思考问题,例如学生观看了解放军抗洪救灾和老百姓含泪送别解放军的情节,提示学生思考“子弟兵”的含义;第五步是教师小结。

    由于本案例以情景化学习材料作为启发学生深入思考问题的媒介,我们称之为情景化启导学习法。本案例在情景化、学生探索、交互性指导、教师作为帮促者等方面体现了教学革新的精神。

    案例3.世界饥荒――合作性调查学习法

    本教案以非洲大陆发生严重饥荒现象为背景,要求学生在Internet上进行调查,了解世界饥荒的现状,明白造成饥荒的原因,并提出解决饥荒问题的建议。教案包括说明、任务、资源、调查、评价、结论六个部分。说明部分给出问题的背景,任务部分罗列出具体调查任务,资源部分给出有关的文章、参考书和网上的资源。在调查过程中要求学生分成4人小组,成员分别扮演历史学家、政治学家、营养学家、新闻记者的角色,从不同角度认识饥荒问题。评价部分给出对学生的调查结果的评定标准,体现了鼓励合作、创新、实用的原则。在结论部分要求各小组将调查结果写成专题报告和制成剪报在网上发布。

    调查学习本来是一种个别化CAL模式,但本教案设计为其赋予合作的内容。因此我们称之为合作性调查学习法。本案例在合作学习、多学科渗透、学生探究、基于绩效的评价等方面体现了教学革新的精神。

    案例4.理解时间――多学科专题学习法

    本教案是美国新泽西州一位名叫Ted Latham的中学物理教师设计的,由发现频道学校提供。该教学过程首先让学生带着问题观看一个关于时间的录像节目,接着通过讨论理解与时间相关的概念,然后让学生进行真实的科技活动,包括利用恒星进行测时,根据某些物体的周期运动原理来制造计时器等。

    这一教学设计不但注重真实挑战性学习任务的介入,还体现了多学科延伸的理念。例如,时间概念本来是物理学中的内容,但这位教师刻意将它与生命科学、动物行为、天文学、音乐、美术等联系起来,显得独具匠心。为此,我们命名这一典型案例为多学科专题学习法。同时该教案还为我们展示了一个如何利用较低的技术支持高投入学习的范例,因为它利用普通录像资料作为主要学习资源。

    此外,国际上著名的认知学徒学习法和抛锚式学习法,以及国内读者熟知的语文“四结合”教学法,都可作为课堂教学革新的范例。

    6 课堂教学的训练模式

    训练和教学所要解决的是不同的问题,教学是为了使学生获得信息,训练是为了加强他们的行为。利用技术来训练教师的课堂教学技能,事实证明具有很好效果。

    微型教学(micro-teaching)是一种经典的课堂训练技术,用于培训准备成为教师的师范生或已是教师的人,使其掌握课堂教学技能的方法。微型教学为师范生和在职教师提供了一个良好的训练环境和方法,使日常复杂的课堂教学得以分解和简化。微型教学的基本环境不需要很高的技术,通常以录像技术为基础。

图3 基于案例的教学技能训练系统结构

    我们正在开发一个基于案例的课堂教学技能训练系统,试图将高技术引入到教学技能训练领域。图3所示,该系统的以多媒体案例库为资源,为受训者提供示范,还包括单个技能和多个技能的综合,并提供功能讲解、专家点评、理论参考、理解测评等功能。该系统设计之所以强调案例学习的重要性,因为我们相信,优秀的教学案例首先能够为受训教师提供仿效的原型,在仿效学习的基础上然后变化或创新。该系统以交互性多媒体技术为基础的,最终制品可以在网上运行或做成光盘提供给教师使用,帮助教师提高课堂教学设计水平和教学技能。

    7 结语:技术和方法的整合

    对于教学来说,技术与方法既可相互独立又可相互联系。对于具体的教学技术来说,其本身是媒体与方法的结合。然而,当我们把技术用于课堂教学时,还可以通过不同的教学发送环境改变其预定的教学模式,这是教育技术的实用学问题。例如,对一个具有高度交互功能的微型世界软件,如果置于个人学习环境中,那么学生与机器(计算机)之间就有良好的互动效果,他们可以“做中学”(Learning by doing)。但是,如果把它放在一个多媒体播放系统中,由教师一人操作,学生只能观看,他们就变为“看中学”(Learning by seeing)。做中学与看中学代表两种截然不同的教育哲学和教学方法。

    无数教育家对课堂教学方法进行过研究和分类工作,但是现在越来越多的人认识到,课堂中不能单纯依靠某一个流派的理论和方法,而应该整合不同的理论和方法。例如弗勒西与茹尼斯基(Frazee & Rudnitski, 1995)就如何将传统的与现代的(建构主义的)学习理论相结合和将教学理论与实践相统一提出一个整合性的课堂教学策略规划框架,从全班、小组和个人三个层次来考虑教学方法及技术的综合运用(见下表。

    关于如何选择适当的技术对课堂教学进行改革,除了理论思考外,还有许多复杂的实际因素需要加以考虑,有主观方面的(如教师的教育观念),也有客观方面的(如人、财、物、设备条件等)。即使在设备条件非常充分的情况下,我们还强烈坚持这样的观点:在课堂教学中使用技术时,应做到人机优势互补,把机器(各种媒体技术)所擅长的事让机器去做,把人(教师)所擅长的事留给人做。

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