信息技术与课程整合

——深化学科教学改革的根本途径

  北京师范大学 现代教育技术研究所  何克抗  

论著选摘

第一部分 关于信息技术与课程整合的理论思考

一、信息技术课程的本质与目标

关于中小学信息技术课程的开设,一般认为经历了两个阶段:第一阶段称之为“计算机课程”(或“计算机应用基础课程”),这一阶段大致从80年代初至90年代中期;进入第二阶段以后(即从90年代中期至今),才改称之为“信息技术课程”。

  “计算机”(或“计算机应用基础”)作为一门课程在中小学开设,并非偶然,它与“计算机文化”(computer literacy)的兴起密切相关。国际上有关“计算机文化”的提法最早出现在80年代初[1]1981年在瑞士洛桑召开的第三次世界计算机教育大会上,前苏联学者伊尔肖夫首次提出:“计算机程序设计语言是第二文化”,这个不同凡响的观点如同一声春雷在会上引起巨大反响,几乎得到所有与会专家的支持,从此以后,“计算机文化(computer literacy)”的说法就在世界各国广为流传。以学习程序设计语言为核心的计算机课程(主要内容是BASIC编程),也就随之在世界发达国家的中小学逐步开设起来。我国出席这次会议的代表也对此作出积极的响应,并向我国政府呼吁应在中小学逐步开展计算机教育。根据这些代表的建议,1982年原教育部作出决定:在清华、北大和北师大等5所大学的附中试点开设BASIC语言选修课,这就是我国中小学计算机课程和计算机教育的起源。到80年代中期以后,国际上的计算机教育专家逐渐认识到掌握计算机这种工具比掌握程序设计语言更为重要,因此植根在其基础上的“计算机文化”的提法曾一度低落。进入90年代以后,随着多媒体技术、校园网络和Internet的日益普及,“计算机文化”的说法又重新时髦起来。但是这时的“计算机文化”不论是其社会背景还是内涵和80年代初相比都已发生了很大的变化。特别是在原来的提法以外,又出现了“因特网文化(Internet literacy)”或“信息文化(Information literacy)”这类与“计算机文化”有所不同但又密切相关的新提法,而且这类新提法(即“网络文化”或“信息文化”),事实上正在迅速取代原来的老提法——这是一个令人瞩目的变化。因此,探讨一下这种变化的实质,深刻理解当前“网络文化”或“信息文化”的真正内涵,对于我们认清信息技术课程的本质和开设信息技术课程的目标,进一步迎接21世纪的挑战,是富有启迪意义的。

在人类几千年的文明发展史中,能被称作“文化”的事物是不多的。语言文字的诞生使人类逐渐形成具有民族特色的各种各样的文化,不同的语言文字必然产生不同的文化。反之,若使用共同的语言文字则总可以找到共同的文化渊源,因此“语言文字”被人们公认是一种“文化”,而且是最基础的文化。

如上所述,随着计算机的诞生和日益普及,从80年代初开始已逐渐形成一种新的文化──计算机文化。世界上的许多发达国家都把“计算机教育”引入了中小学的必修课程。为什么?就因为计算机是一种文化,是每一个人从小就需要了解和掌握的文化。那么,什么样的事物才能称得上是一种文化,或者,要具备哪些属性才能看作是一种文化现象呢?

所谓文化,通常有两种理解:第一种是一般意义上的理解,认为只要是能对人类的生活方式产生广泛而深刻影响的事物都属于文化,例如“饮食文化”、“茶文化”、“酒文化”、“电视文化”、“汽车文化”……等等。第二种是严格意义上的理解,认为应当具有信息传递和知识传授功能,并对人类社会从生产方式、工作方式、学习方式到生活方式都产生广泛而深刻影响的事物才能称得上是文化,例如语言文字的应用、计算机的日益普及和Internet的迅速扩展,即属于这一类。也就是说,严格意义上的文化应具有以下几方面的基本属性:

第一,广泛性。这种广泛性应体现在两个方面:既涉及全社会的每一个人、每一个家庭,又涉及全社会的每一个行业、每一个应用领域。

第二,传递性。这种事物应当具有传递信息和交流思想的功能。

第三,教育性。这种事物应能成为存储知识和获取知识的手段。

第四,深刻性。这种事物的普及应用给社会带来的影响极为深刻,即不是带来社会某一方面、某个部门、或某个领域的改良与变革,而是带来整个社会从生活方式、学习方式、工作方式到生产方式的根本性变革。

按照上述观点来考察文化现象,就不难明白,为什么无线电广播与电视(尤其是电视)尽管社会上也有一些人称之为“广播文化”、“电视文化”,但是作为一种“文化”,并没有像计算机那样被全世界各阶层的人所认同,也没有一个国家,把这两种文化作为中小学必修的基础课程。其原因就在于,它的广泛性只涉及到每一个人和每个家庭,而不象计算机那样还涉及到全社会的每一个行业和每一个应用领域;它的深刻性也主要涉及人们的生活方式和学习方式而不象计算机那样将带来整个社会从生活方式、学习方式、工作方式到生产方式的全面变革。因而,广播和电视还算不上严格意义上的文化。

现在,再来看看“程序设计语言”是不是一种文化。显然,作为计算机的某种程序设计语言,它并不具有文化的上述四种基本属性(广泛性、传递性、教育性、深刻性),因此它肯定不是一种文化。当然,通过学习程序设计语言的知识,我们可以掌握编程即程序设计的能力,这种语言知识与编程能力,可以在一定程度上体现一个人的计算机知识与水平(甚至是比较高的水平)。但是,根据目前国内外大多数计算机教育专家的意见,衡量“信息文化”或“网络文化”(如上所述,进入20世纪90年代以后,“计算机文化”的老提法已被这类新提法所取代)素质高低的依据,应当是与“信息获取、信息分析、信息加工和信息利用”有关的基础知识和实际能力(而不是“程序设计语言知识与程序设计的能力”)。其中:

l         信息获取包括信息发现、信息采集与信息优选;

l         信息分析包括信息分类、信息综合、信息查错与信息评价;

l         信息加工包括信息的排序与检索、信息的组织与表达、信息的存储与变换以及信息的控制与传输等;

l         信息利用则包括如何有效地利用信息来解决学习、工作和生活中的各种问题(例如能不断地自我更新知识、能用新信息提出解决问题的新方案、能适应网络时代的新生活等)。

这种与信息获取、分析、加工、利用有关的知识可以简称之为“信息技术基础知识”,相应的能力可以简称之为“信息能力”。这种知识与能力既是“信息文化”水平高低和信息素质优劣的具体体现,又是信息社会对新型人材培养所提出的最基本要求。达不到这方面的要求,将无法适应信息社会的学习、工作、生活与竞争的需要,就会被信息社会所淘汰。体现这种文化的知识与能力(即信息技术基础知识与信息能力),在信息社会中已和体现传统文化的“读、写、算”方面的知识与能力一样重要,不可或缺。换句话说,“读、写、算、信息”已成为信息社会中文化基础的四大支柱。从这个意义上完全可以说,缺乏信息方面的知识与能力就相当于信息社会的“文盲”。

——这就是“信息文化”的真正内涵可见,最充分地反映信息文化的这种内涵就是中小学信息技术课程的本质;努力培养学生获取、分析、加工和利用信息的知识与能力,为学生打好全面、扎实的文化基础就是在中小学开设信息技术课程的根本目标

二、实现信息技术课程目标的两种模式

    要实现信息技术课程的上述目标,通常有两种模式:一种是在初中和高中阶段独立开设专门的信息技术课,另一种是不单独设课而是将信息技术内容整合到中小学各学科的课程中去,使信息技术基础知识与能力的培养和各学科的教学过程紧密结合起来。从国际范围来看,在90年代中期以前,各国为了实现信息技术课程的目标,基本上是采用第一种模式——单独设课(而且那时是叫“计算机课”或“计算机应用基础课”);到90年代中期以后才有一些国家开始试用第二种模式——信息技术与课程整合。

例如,19987月日本教育课程审议会发表的“关于改善教育课程基准的基本方向”的咨询报告中,就提出了两方面的要求[2]:首先是在小学、初中、高中各个阶段的各个学科中都要积极利用计算机等信息设备进行教学(即将计算机为核心的信息技术与各学科的课程整合);与此同时,要求在小学阶段的“综合学习”课上要适当运用计算机等信息手段,在初中阶段则要把现行的“信息基础”选修课改为必修课,在高中阶段则开设必修的“信息”课(主要内容讲授如何运用计算机去获取、分析、利用信息的有关知识与技能)。

美国著名的 2061计划”(Project2061)则在更高层次上提出了信息技术应与各学科相整合的思想。“2061计划”是美国在1985年启动的一项旨在提高全体美国人民科学文化素质的宏伟计划[3]。众所周知,1985年是哈雷慧星最接近地球的年份,这时人们可以用肉眼看到它。对于1985年入学的儿童来说,经过76年以后,即到了2061年将能再次看到这颗彗星。在他们的这一生中,在科学与技术上他们将看到怎样的变化呢?我们今天的教育应当如何为他们的一生作好准备?使他们能更具有批判性思维、创造性思维,对社会更加热爱、更富有责任感,对周围世界有更深刻的了解与认识,从而使他们生活得更有意义、更丰富多彩呢?为了能对这类重要问题作出令人满意的回答,美国科学促进协会在有关机构的资助下,从1985年开始,从国内外聘请400余位专家、教授、中小学教师和部分教育、科研机构的负责人,历经4年时间通过多次讨论、修改终于完成了一份很有价值的报告“2061计划:全体美国人的科学”。该报告(即“2061计划”)于1989年正式发表。如上所述,这项计划的目标是要大力提升全体美国人民的科学文化素质,按照该报告所给出的定义,“科学文化素质”特别强调应具有善于将自然科学、社会科学与信息技术三者结合在一起的思想与能力。为了着重培养这种能力素质的要求,“2061计划”将现行中小学12年应学会的科学文化知识重新归纳为“科学本质”、“数学本质”、“技术本质”、“自然环境”、“生活环境”、“人体结构”、“人类社会”、“技术世界”、“数学世界”、“科学史观”、“综合概念”、“智力技能”等12类。在这每一种新的学科分类中,都力图渗透上述将自然科学、社会科学与信息技术三者结合的思想,因而在这样的学科体系中,你看不到纯粹的物理学、化学、计算机科学以及地理和历史这类传统的学科分类。尽管“2061计划”并没有通过行政命令强制各地实施,只是通过“2061计划”专家组研究开发的各种教材、评价资料及有关教学资源,用印刷品和电子出版物两种形式提供给全国各地的中小学老师,供他们在教学中作为参考,促进他们自觉地进行学科课程整合,从而发挥“2061计划”的作用。随着近年来因特网的普及,“2061项目”的教材、资料和有关教学资源,除了上述印刷品和电子出版物两种形式以外又增加了网上 “在线发布”形式——使全国各地的中小学老师都可以方便地从因特网下载这类教材、资料及资源,因而大大扩展了“2061计划”的影响。应当指出,“2061计划”尽管在1985年即已启动,但是由于1989年才正式公布,加上制订课程评价标准及其它准备工作等原因,“2061计划”所要求的教材及教学资源直到1996年才着手开发,974月才开始提供第一批教材和资源,因此“2061计划”真正产生影响也是在90年代中期以后。

加拿大在这一领域也不甘落后,自90年代中期以来,各地对信息技术与课程整合的实验不断增加,并取得良好效果。如19982月温哥华学区的“信息技术报告”指出[4]:“信息技术可以创设一个以学生为中心、教师为主导并与广泛的社区相联系的学习环境。”该报告认为信息技术与课程的整合可有效地改进对课程的教学,即能实现下述目标:增强学生的批判性思维、合作技能和解决问题的能力;使信息技术的运用成为学习过程的有机组成部分,从而便于学生掌握信息的收集、检索、分析、评价、转发和利用等技能;不仅促进了班级内学生的合作交流,而且还促进了本校学生与全球性学习社区的合作交流,从而大大开阔了学生的视野。

三、信息技术与课程整合对深化教学改革的重大意义

  从全球范围来看,在实现信息技术课程目标的上述两种模式中,目前仍是第一种(单独设课模式)占主流地位,第二种(整合模式)仍是少数国家的部分地区或部分学校进行的试验性探索。但是这种状况正在迅速改变,第二种模式已引起人们愈来愈多的关注,除了上面所列举的日、美、加三国以外,其他国家(包括我们中国——详见本文的第二部分)也有愈来愈多的学校正在积极加入这种试验探索的行列。这是因为信息技术与各学科课程的整合,对于教学过程的深化改革具有重大意义,可以肯定,“整合模式”将会成为信息技术教育今后发展的必然趋势。下面我们就对这方面的意义作进一步的阐述。

1.当前教学改革存在的主要问题

1)教学改革现状——忽视“教学结构”的改革

多年来,我国教学改革取得了不小的成绩,工作做了很多,但是普遍反映整个教改并没有大的突破,原因在哪儿呢?我们认为,主要问题在于,这些教改只注重了教学内容、手段和方法的改革,而忽视教学结构的改革。比如说改革开放以来编了很多新的教材,这是教学内容的改革;各个学校增添了很多设备,象语言实验室、闭路电视系统还有其它的教学设施,这是教学手段的改革;方法的改革就更多了,仅以语文教学为例,就有二十多种,其中有的还在国内产生了较大的影响(象注音识字、提前读写,集中识字教学法和部件教学法等)。这些改革确实是很需要的,因为对推动整个教学改革有一定的意义。但是在投入大量的人力、物力进行这类改革的同时,却忽视了一个更为根本性的改革,这就是教学结构的改革。

所谓教学结构,是指在一定的教育思想、教学理论、学习理论指导下的、在某种环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式。它将直接反映出教师按照什么样的教育思想、理论来组织自己的教学活动进程,所以是教育思想、教学理论、学习理论的集中体现。教学结构的改变必然会触动教育思想、教学观念、教与学的理论等根本性的问题,而教学内容、教学手段、教学方法的改革则不一定会触动这类根本性的问题。可见,教学结构的改革是更深层次的改革,教学结构改革的意义要重要得多,当然也困难得多。那么,教学结构到底跟哪些因素有关,应该怎样来创建比较合理的教学活动进程结构呢?

大家知道,传统的教学系统是由教师、学生和教材这三个要素构成的,在现代化教学环境下还要多增加一个要素,这就是教学媒体。既然是一个教学系统,从系统论的观点考虑,几个要素就不是简单地、孤立地拼凑在一起,而是彼此相互联系、相互作用而形成的有机整体。所谓教学结构正是这四个要素相互联系、相互作用而形成的教学活动进程的稳定结构形式,是四个要素相互联系、相互作用的具体体现。

以多年来统治我们各级各类学校的以教师为中心的教学进程结构(通常也称作以教师为中心的教学模式)为例,它的特点就是由教师通过讲授、板书以及教学媒体的辅助,把教学内容传递给学生或者灌输给学生。老师是整个教学过程的主宰,学生则处于被动接受老师灌输的地位。在这样一种结构下,老师是主动的施教者,学生是被动的外部刺激接受者即灌输对象,媒体是辅助老师向学生灌输的工具,教材则是灌输的内容。不管是文科、理科,不管是数理化还是语文、历史、地理,只要是以教师为中心的教学结构,其中的四个要素(教师、学生、教材、媒体)就必定具有这种稳定的结构形式。

凯洛夫的五段教学(激发动机复习旧课→讲授新课→运用巩固→检查效果)是以教师为中心的教学结构的典型代表,它是解放初期从苏联传来的。它的优点是有利于教师主导作用的发挥,有利于教师对课堂教学的组织、管理与控制;但是它存在一个很大的缺陷,就是忽视学生的主动性、创造性,不能把学生的主体作用很好地体现出来。

不难想象,作为学习过程主体的学生如果在整个教学过程中始终处于比较被动的地位,肯定难以达到理想的教学效果,更不可能培养出创造型人材,这就是传统的以教师为中心教学结构的最大弊病。但是多年来这种教学结构并没有受到多少冲击,不能说完全没有,但屈指可数。据报道,93~94年北京农大附中搞过一个称之为“主体参与型课堂教学模式”(其实质是“主体参与型课堂教学结构”)的试验研究项目,它是在没有计算机的传统教学环境下,研究如何让学生更主动地参与教学活动进程,从而改变以教师为中心的教学结构。这是我们看到的关于变革传统教学结构的较早探索。我们强调教学结构的改革,不是要否定其他方面的改革,教学内容、手段、方法的改革也很重要,但如果整个教学活动进程的结构不改变,就等于教育思想、教学观念仍是老一套,即使内容、手段、方法改得再先进,仍免不了穿新鞋走老路,所以不会有突破。这个问题多年来没有引起教育界的重视。近两年这种情况逐渐有所改变,但是从全国范围来看,教学结构的改革还是零星的、小范围的,和当年大张旗鼓推行“注音识字、提前读写”的规模还远远不能相比。

2)“教学结构”与“教学模式”

多年来,教育界(特别是在中小学老师中)往往把教学活动进程的结构习惯地称之为“教学模式”。我们原来为了尊重传统惯例,也采用了这种说法,但是随着教改试验和理论研究的不断深入,我们发现,为了有利于教学过程的深化改革,必须从理论上澄清“教学结构”与“教学模式”这两个不同的重要概念,否则将无法对当前教育战线正在蓬勃发展的教学改革实践作出正确的指导,因此在这里将对这两个概念的区别作出严格的论证。

让我们先来看看“教学模式”的内涵与特性。在现行的许多有关“教育原理”和“教学论”的教材或专著中,关于教学模式的定义通常都是直接引用美国乔以斯(B.Joyce)和威尔(M.Weil)在1972年出版的“Models of Teaching(教学模式)一书中的观点。乔以斯和威尔对教学模式作了开创性研究,他们根据教学实践总结了四大类(信息处理类、个人发展类、人际关系类、行为教学类)共25种不同的教学模式,在国际范围内(包括在我国)产生了较大的影响。该书把教学模式定义为“一种可以用来设置课程、设计教学材料、指导课堂或其它场合教学的计划或范型”。按照这种定义,教学模式的内涵是指导课堂教学或是其它场合教学的一种计划或范型(即有一定代表性、能起示范作用的教学方法与教学程式)。这样,根据这种内涵所表述的特性应可以把教学模式划入教学方法或教学策略的范畴。这是因为,据“现代汉语词典”的解释,“策略”是指行动的指导方针和工作的方式、方法。而“方法”,众所周知,这是指解决问题的计划、窍门与程式。目前国内教育界有一种很流行的说法——“教学方法是小方法,教学模式是大方法”,其根源盖出于此。

下面我们再看看“教学结构”的内涵与特性。

按照前面所定义的教学结构,其内涵应具有下列五种特性:

①依附性——它强烈地依附与教育思想、教学理论和学习理论,换句话说,用不同的教育思想、教学理论和学习理论指导就必然形成不同的教学活动进程结构。策略与方法对于思想、理论不一定有这种依附性,同一种教学策略、教学方法有时可以在不同的教育思想、教学理论和学习理论指导下的不同教学活动中采用。这种对理论的依附性是区别教学结构与教学策略、教学方法的本质特性之一。

②动态性——教学结构是“教学活动进程”的稳定结构形式,这里强调的是“进程”,即必须是在教学活动进行过程当中表现出来的稳定结构形式才是我们所说的教学结构,脱离“进程”即无所谓教学结构,因而具有动态性。而策略与方法就是不在教学活动进程中也能表现出来,例如教学内容的组织策略与组织方法以及教学媒体的管理策略与管理方法,就完全可以脱离教学进程而独立存在。换句话说,教学策略与方法在很多情况下是静态的而不是动态的。这是区别教学结构与教学策略、方法的又一本质特性。

③整体性——教学结构是由教学系统的四个要素(教师、学生、教材、媒体)在教学活动进程中相互联系、相互作用而形成的稳定结构形式,离开教学系统的四个要素(哪怕是只缺少其中的一个或两个要素)就不可能具有这种结构形式。所以教学结构是教学系统整体性能的体现,而不是系统局部性能的体现,更不是其中某个要素的个别特性或某几个要素的若干种特性的体现。教学策略与方法则可以只与其中的一、两个要素相联系,而不必同时与四个要素相关联。所以,与教学系统的整体性能相联系,这是区别教学结构与教学策略、方法的第三个本质特性,也是教学结构最根本、最重要的一个特性。

④层次性——由于教学结构是由四个要素相互联系、相互作用而形成,四要素中的“教学内容”则与学科有关,因此在不涉及学科具体内容的场合,我们可以讨论不同学科共同遵循的“总体教学结构”;若是要涉及学科的具体内容则应分别考虑不同学科教学进程的“子结构”,或同一学科内不同教学单元(例如中学物理中的力学、热学、声学、光学等不同教学单元)的教学进程、甚至是某节课教学进程的更低层次的“子结构”,从而表现出教学进程结构的层次性。对于教学设计来说,通常是涉及某个教学单元或是某节课的设计,因此需要考虑的主要是某个教学单元或某节课的子教学进程结构的设计。

⑤稳定性——尽管教学进程结构具有动态性,但它不是随意变化、不可捉摸的,而是一种稳定的结构形式。之所以有这种稳定性则和教学进程结构强烈依附于某种教育思想、教学理论与学习理论有关。

通过以上分析可见,我们所定义的教学结构是教学论中的一个新的重要范畴,它是与教学策略、教学方法完全不同的概念,也与一般所说的教学模式的内涵及特性有原则区别,因此应当将它们严格加以区分。

 

3)忽视教学结构改革的根源——两个误区

既然教学结构如此重要,很自然会产生这样的疑问:为什么这样一个带根本性的深层次改革问题,长期以来没有引起教育界的应有重视呢?我们认为这个问题不能怪校长、老师,也不能怪各级教育行政部门的领导,这是因为长期以来,我们国家的教育理论界本身对于教学过程的研究就存在两个误区,从而影响了整个教育界对教学改革目标和方向的确定。

误区之一,是将教学过程中矛盾的主要方面绝对化。

大家知道,教学过程是由教师和学生双方共同活动所形成的过程。教师和学生是教学过程即教学这对矛盾中的两个侧面,彼此对立而又统一。只有教师没有学生,或者只有学生而没有老师都不能形成教学过程,即不可能构成教学这对矛盾。教学总是师生之间既对立又统一的双边活动过程。传统教学论强调在教学过程中,教师要起主导作用,这意味着在教学这对矛盾中,矛盾的主要方面是教师。由于在教学过程的起始阶段,要依靠教师来激发学生的学习兴趣,帮助学生形成学习动机;在教学过程中还要依靠教师把当前所要学的新知识、新概念和学生关于当前所学知识的原有认知结构联系起来,以形成有意义学习,因此在这些阶段强调教师的主导作用,即把矛盾的主要方面看成是教师,这无疑是正确的,是符合教学过程的基本性质的。但是正如毛泽东在《矛盾论》中所指出的“这种情形不是固定的,矛盾的主要和非主要方面互相转化着,事物的性质也就随着起变化。在矛盾发展的一定过程或一定阶段上,主要方面属于甲方,非主要方面属于乙方;到了另一发展阶段或者另一发展过程时就会互易位置,这是依靠事物中矛盾双方斗争的力量上的增减程度来决定的”。传统教学论恰恰在这个问题上出了偏差,它用片面的、孤立静止的观点看待复杂的、运动变化的教学过程,将教师的主导作用绝对化,把教师应在教学过程的某些阶段起主导作用夸大为应在整个教学过程中起主导作用。也就是说,传统教学论认为,在教学这对矛盾运动过程的自始至终,其矛盾的主要方面都是教师而不是学生。这种观点不仅违背事物运动的辨证法则,也与认知学习理论相悖。按照认知学习理论的基本观点,人的认识不是由外部刺激直接给予的,而是由外部刺激和认知主体内部心理过程相互作用产生的。学生不是外部刺激的被动接受器,而是主动地对外部刺激所提供的信息进行选择性加工的主体。按照这种观点,任何教师都不可能把知识直接灌输给学生,只能通过激发学生的兴趣、帮助学生建立新旧知识之间的联系,并调动学生主动性和积极性的办法来促进学生自觉地进行学习。可见,对于教学过程这一矛盾运动来说,其主要阶段或者主要过程的矛盾主要方面应当是学生而不是教师。只有在教学过程的某一个或某几个阶段教师才是矛盾的主要方面,才起主导作用。我们认为,这样的认识才符合事物运动的辨证法则,才能说明教学过程的本质,才能反映人类学习过程的认识规律。将教学过程中矛盾的主要方面绝对化的做法,不仅使学生在教学过程的自始至终处于被动地位,学习效率低下;也使以教师为中心的教学进程结构有了哲学依据,使教师主宰课堂的地位难以动摇。这是第一个误区。

误区之二,是以马克思主义认识论取代对教学过程中认知规律的研究。

如上所述,教学过程是教师和学生双方共同活动所形成的过程。其中存在着教师的“教”与学生的“学”这样一对矛盾的对立统一。从学生的“学”这一方面来说,它属于学习活动,应当遵循人类学习过程的认知规律。而从教师的“教”这一方面来说,它属于教学活动,正如美国著名教育心理学家罗伯特·M·加涅所指出的,教学活动只是一种旨在影响学习者内部心理过程的外部刺激。加涅正是由此认识出发,提出了“教学活动必须与学习者内部心理过程相适应”的观点,并在深入研究人类学习过程认知规律的基础上,把学习活动中学习者的内部心理过程分解为九个阶段。为了使教学活动能对学习者的心理过程产生积极的影响,以促进有意义的学习,他把课堂教学活动进程也精心设计成与学习过程中认知心理活动相适应的九个特定步骤,这就是著名的“加涅九段教学程序”。我们并不认为加涅的理论十全十美,他的学习理论与教学理论还有不少值得改进与完善之处。但是,他的研究方法与研究态度确实是比较科学的、严肃的,是值得我们效仿的。反观我们国内的教育理论界,在迄今为止已经出版的、有很大影响的关于“教育原理”和“教学论”这类教科书或专著中,绝大部分都把教学过程笼统地称之为“特殊的认识过程”(在教育界通常把认识过程视同认知过程),并且都是根据毛主席在《实践论》中提出的“三个阶段”和“两个飞跃”(即感性认识→理性认识→革命实践)的观点对这一特殊的认识过程加以详细的论述。如上所述,教学是一对矛盾,其中存在“教”和“学”这样两个侧面。从“学”这个侧面来说,学习活动主要是认知活动(其中也包含情感、情绪活动),因此学习过程在一定程度上也可以称之为认知过程;而从“教”这个侧面来说,它只是一种影响学习者内部心理过程的外部刺激,是一种影响学习过程的外部条件或者说“外因”,把这样的外部条件或外因也称之为认知过程或认识过程是否恰当?显然,科学的提法应当是把“学”看成是认知过程(也包括情感过程),而把“教”看作是影响和促进“学”的一种外部条件。把“教”与“学”二者合在一起统称之为认知过程或认识过程的作法是不可取的、不科学的。马克思主义认识论只能作为研究的指导思想而不能取代对具体科学领域的艰苦探索。遗憾的是,我们教育界的一些同志恰恰喜欢用认识论的原则和结论去取代对教学过程中具体认知规律的研究。这样,就必然认不清教学过程的本质(例如在教育界就有不少人甚至包括一些学者,对“学生的学是内因,教师的教是外因”这样一个最简单、也是最根本的道理完全不了解,或者不予以承认),当然也就看不到以“教师为中心”教学结构的危害,因而任凭这种教学进程结构长期统治我国各级各类学校的课堂,从不加以批判,更未想到需要改革,也就不足为怪了。

4) 忽视教学结构改革的严重后果

我国的教育理论界正是因为存在上述两个误区,所以对教学结构问题一直没有给以足够的重视,教学改革也就始终未能抓住主要目标,未能击中要害,这就是多年来教学改革尽管作了大量工作却没有大的突破的主要原因。为此,我们的国家,我们的民族不得不付出沉重的代价——使得以教师为中心的教学结构几十年来长期统治我国各级各类学校的课堂,从而抑制了我们几代具有创新思想和创新能力的创造型人材的成长。

这个结论是武断的吗?是危言耸听的吗?不,这是一个完全合乎逻辑的结论。这是因为,以教师为中心的教学结构在心理学方面的基础是行为主义。这种教学结构长期统治我国各级各类学校的课堂就使行为主义学习理论在我国各级各类学校中有着根深蒂固的影响。众所周知,行为主义学派主张心理学只研究外显行为,反对研究意识和内部心理过程。他们把个体的学习行为归结为个体适应外部环境的反应系统,即所谓“刺激—反应系统”,学习的起因被认为是对外部刺激的反应,但是他们不关心刺激所引起的内部心理过程,认为学习与内部心理过程无关,因此只要控制刺激就能控制行为和预测行为,从而也就能控制和预测学习效果。这就是行为主义学习理论的基本观点。根据这种观点,人类学习过程被解释为被动地接受外界刺激的过程,而教师的任务只是提供外部刺激,即向学生灌输知识。学生的任务则是接受外界刺激,即理解和吸收教师传授的知识。由于我国教育理论界以认识论取代对教学过程中认知规律的研究,导致绝大部分中小学老师不了解人类学习过程的认知规律,不熟悉甚至完全不懂认知学习理论,这就为行为主义大开方便之门,使行为主义学习理论在我国特别盛行。至今仍有许多学校强调学生的任务就是要消化、理解老师讲授的内容,把学生当作灌输的对象、外部刺激的接受器、前人知识与经验的存储器,忘记了学生是有主观能动性的、有创造性思维的活生生的人。由于这种行为主义理论长期潜移默化的影响,使我国绝大多数学生逐渐养成一种不爱问不想问“为什么”、也不知道要问“为什么”的麻木习惯,和形成一种盲目崇拜书本和老师的迷信思想:“书本上的都是经典,老师讲的必定正确,对书本和老师都不能怀疑。”这种思想观念代代相传,不断强化,就使学生的发散性思维、逆向性思维被束缚、被禁锢,敢于冲破传统、藐视权威的新思想、新观念被贬斥、被扼杀,大胆幻想的翅膀被折断,作为学习过程主体的学生其主动性无从发挥。这就等于从基底上移走了创新思想和创新能力赖以孕育、滋生和发展的土壤,创造型人材的培养就成了难以实现的空中楼阁。事实上,已经有许多有识之士通过中美两国学生不同特点的对比,看到了这个严酷的事实。例如,他们指出,美国学生在上课时可以随意打断老师的讲课,提出自己的问题和不同的观点;而在我们国家,除非老师主动提问否则是不容许学生这样做的,学生也决不敢这样做。其结果是使中国的大学生、研究生和美国的同类学生相比,从总体上说创新思维、创新能力明显不如对方。1999年初,由教育部、团中央和中国科协联合发起,对我国青少年创造能力状况进行了一次广泛的抽样调查,调查对象涉及31个省市、自治区的2万名左右大中学生(内地学生约16000名,香港特区学生3000多名)。这次调查取得了多项令人深思的数据资料,其中两项给人印象尤为深刻:一项是关于“是否具有好奇心、较丰富的想象力、自信心和较强意志力”的自我评估调查,结果作出肯定回答的只有4.7%;另一项是关于“有学生当堂对老师讲课提出异议时”你认为同学们会抱何种态度的调查,结果有48.1%的人认为大多数同学会保持沉默(不愿或不敢予以支持),更有16.5%的人认为大多数同学会予以非议,这两部分人加起来是64.6%(接近2/3)。众所周知,好奇心和想象力是形成创造性思维的基本条件,而我们学校培养出的青少年学生具有这类条件的只占4.7%。对老师的讲课可不可以提出异议或敢不敢提出异议,实际上是要不要培养发散思维和敢不敢向权威提出挑战的问题,人所共知,具有发散思维和敢于向权威挑战正是从事一切创造发明的重要前提。这就再清楚不过地反映出我国当前教育制度、教育思想、教学观念和教学结构等方面存在的根本问题是——多年来培养出的大量学生绝大部分是知识记忆型人材(能够记忆与运用前人的知识与经验,但缺乏创造性思维和创新能力,不善于创造新的知识)而非具有创新能力的人材。

江泽民同志在1998214日的讲话中指出: “创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。……一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林”。在1999615日在第三次全教会的讲话中又进一步指出:“面对世界科技飞速发展的挑战,我们必须把增强民族的创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。教育在培育创新精神和培养创造型人材方面肩负着特殊的使命。”而我们的教育若不认真改革,培养出来的学生将普遍缺乏创新思维、创新能力,难以承担振兴中华民族的重任,不能很好适应未来21世纪的需要——这就是我们多年来忽视教学结构改革所造成的严重后果,也是我们为教育科学理论研究走入误区而付出的沉重代价。

2.当前深化教学改革的主要目标——创建新型教学结构

基于以上分析,我们认为,为了推进我国教育的深化改革,以利于具有创新精神、创新能力人材的成长,必须明确认清教学过程的本质,在先进的教育科学理论的指导下,把改变传统的以教师为中心的教学结构,创建既能发挥教师主导作用(在中小学阶段教师发挥主导作用是必要的,而在高等教育阶段则将教师的“主导作用”改为“指导作用”要更恰当些)又能充分体现学生主体作用的新型教学结构,作为当前各级各类学校深化学科教学改革的主要目标。

传统教学结构的弊病,并不在于主张发挥教师的主导作用,而在于把教师的主导作用任意夸大并绝对化。为了达到教学过程最优化,使学生获得最佳的学习效果,教师的主导作用(或指导作用)是必不可少的——尤其是在中小学阶段更是如此。所以新型教学结构的创建决不应忽视这一方面而走到另一个极端——片面强调以学生为中心,完全让学生自由去探索,忽视教师(甚至也忽视教材)的作用,就象目前国外有些极端的建构主义者所主张的那样[5],这种片面性我们从一开始就应当避免。与此同时,考虑到几十年来毕竟是以教师为中心的教学结构统治课堂,由教师主宰整个教学活动进程而把学生置于被动地位已成为传统教学的习惯与常规,因此在当前的教学改革中,更多地强调要发挥学生的主动性,要充分体现学生的主体作用,甚至提出应以建构主义理论为指导(建构主义主张教师指导下的以学生为中心的学习)来创建新型的教学结构,我们认为这也是完全必要的,这对于冲击多年来以教师为中心的片面性(只看到教学过程这一矛盾中教师的“教”这一个侧面,而忽视学生的“学”这另一个侧面),和批判机械的“外因论”(只重视教师提供的外部刺激,而忽视学生的内部心理过程)都是大有好处的。换句话说,当前创建新型教学结构的核心(或者说,当前深化学科教学改革的关键)在于,如何充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性与创造性,使学生在学习过程中真正成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者,而不是外部刺激的被动接受器和知识灌输的对象;教师则应成为课堂教学的组织者、指导者,学生建构意义的帮助者、促进者,而不是知识的灌输者和课堂的主宰。

按照这种改革目标所形成的教学活动进程中,学生是信息加工的主体和知识意义的主动建构者;教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者;教材所提供的知识不再是教师灌输的内容,而是学生主动建构意义的对象;媒体也不再是帮助教师传授知识的手段,而是用来创设情境、进行协作学习、讨论交流即作为学生自主学习和协作式探索的认知工具与情感激励工具。显然,在这种场合,教师、学生、教材与媒体等四要素和传统的以教师为中心的教学结构相比,各自有完全不同的作用,彼此之间有完全不同的关系。因而成为教学活动进程的另外一种稳定结构,这就是上面所说的,既发挥教师主导作用又充分体现学生主体作用的新型教学结构。

要实现这样的教学改革目标就决然离不开信息技术与各学科课程的整合,这可以通过下述以计算机为核心的信息技术的各种特性加以论证。

3.“信息技术与课程整合”可为新型教学结构的创建提供最理想的教学环境。

以计算机为核心的信息技术主要指多媒体计算机、教室网络、校园网和因特网(Internet)等。作为新型的教学媒体,当它们与各学科的课程加以整合,即与各学科的教学进程密切结合时,它们至少可以体现出以下五种对于教育、教学过程来说是极为宝贵的特性,从而为新型教学结构的创建提供最理想的教学环境。

1)多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和充分体现学习主体作用

人机交互是计算机的显著特点,是任何其他媒体所没有的。多媒体计算机进一步把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起,产生出一种新的图文并茂的、丰富多彩的人机交互方式,而且可以立即反馈。这样一种交互方式对于教学过程具有重要意义,它能有效地激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,从而形成学习动机。

此外,这种交互性还有利于发挥学生的主体作用。在传统的教学过程中一切都是由教师主宰:从教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的,学生只能被动地参与这个过程。而在多媒体计算机这样的交互式学习环境中学生则可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择所要学习的内容和适合自己水平的练习;在优秀的多媒体课件中,连教学策略也可以选择,比如说,可以用个别化教学策略,也可以用协商讨论的策略。这就是说,学生在这样的交互式教学环境中有了主动参与的可能,而不是一切都听从教师摆布,学生只能被动接受。按照认知学习理论的观点,人的认识不是外部刺激直接给予的,而是外部刺激与人的内部心理过程相互作用的产物。为了有效的认知,外部刺激是需要的,但起决定作用的还是人的内部心理过程。在教学过程中学生才是学习的主体,必须发挥学生的主动性、积极性、才能获得有效的认知,多媒体计算机的交互性所提供多种的主动参与活动就为学生的主动性、积极性的发挥创造了良好条件,从而使学生能真正体现出学习主体作用。

2)多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持

多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激,而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持,都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉作过两个著名的心理实验。一个是关于人类获取信息的来源,即人类获取信息主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。多媒体技术既能看得见,又能听得见,还能用手操作。这样通过多种感官的刺激所获取的信息量,比单一地听老师讲课强得多。信息和知识是密切相关的,获取大量的信息就可以掌握更多的知识。他还作了另一个实验,是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是这样的:人们一般能记住自己阅读内容的10%,自己听到内容的20%,自己看到内容的30%,自己听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,如果既能听到又能看到,再通过讨论、交流用自己的语言表达出来,知识的保持将大大优于传统教学的效果。这说明多媒体计算机应用于教学过程不仅非常有利于知识的获取,而且非常有利于知识的保持。

3)多媒体系统的超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理

超文本(Hypertext)是按照人脑的联想思维方式,用网状结构非线性地组织管理信息的一种先进技术。如果所管理的信息不仅是文字,而且还包含图形、动画、图像、声音、视频等其他媒体信息,那就成为一个超媒体系统,换句话说,超媒体就是多媒体加超文本。事实上目前的几乎所有多媒体系统都是采用超文本方式对信息进行组织与管理。因此通常也可以对超媒体系统与多媒体系统不加区分,即把超文本看作是多媒体系统的一种固有特性。

如果按超文本方式组织一本书,就和传统的文件或印刷的书籍完全不同,这时的正文(文章、段落、或一句话、一个词)都按相互间的联系被组织成正文网。这本书无所谓第一页和最后一页,从哪段正文开始阅读,以及接下来读什么都由读者的意愿来决定。选择下一段正文的依据不是顺序,也不是索引,而是正文之间的语义联系。认知心理学的研究表明,人类思维具有联想特征。人在阅读或思考问题过程中经常由于联想从一个概念或主题转移到另一个相关的概念或主题。所以按超文本的非线性、网状结构组织管理信息和按传统文本的线性、顺序结构组织管理信息相比较,前者更符合人类的思维特点和阅读习惯。

超文本之所以具有上述优越性是由其结构特征决定的,超文本的基本结构由节点(node)和链(link)组成。节点用于存储各种信息,节点内容可以是文本、语音、图形、动画、图像或一段活动影像,节点大小可以是一个窗口也可以是一帧或若干帧所包含的数据;链则用来表示各节点(即各种信息)之间的关联。节点和链均有多种不同的类型因而形成各种不同的多媒体系统。

利用多媒体的超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理,例如:

l        可按教学目标的要求,把包含不同媒体信息的各种教学内容组成一个有机的整体。例如,外语教学目标通常有“听、说、读、写”等四方面要求,相应的教学内容应包含文字、语音和视频等不同媒体的信息,但是在传统的印刷教材中,有关语音和活动影像的内容无法与文字内容组成一体化的教材,只能以教科书、录音带、录像带三者各自独立的形式,分别出版,既不便于教师的教,也不便于学生的学。与超文本方式组织的图、文、音、像并茂的丰富多采的一体化电子教材不可同日而语。

l        可按教学内容的要求,把包含不同教学特征的各种教学资料组成一个有机的整体。教学内容的每个单元均包含课文、练习、习题、测验、对测验的解答及相应的演示或实验等,把这些教学内容相关而教学特征不同的教学资料有机地组织在一起,无疑对课堂教学、课外复习或自学都是大有好处的,利用超文本方式可以很自然而方便地实现这一点。但是若按传统的线性、顺序方式把这些不同特征的教学内容组合在一起则将成为杂乱无章的、让人无法阅读的大杂烩。

l        可按学生的知识基础与水平把相关学科的预备知识及开阔视野所需要的扩展知识组成有机的整体。因材施教是优化教学过程的重要目标之一,但由于学生个体之间差异很大,要在传统印刷教材中同时满足基础较差学生、一般学生和优秀学生对教学内容的不同需求是作不到的,而在多媒体电子教科书中这却是轻而易举的事情,只需利用超文本特性设置和预备知识有关的热键以及和扩展知识有关的热键即可。

4) 计算机网络特性有利于实现能培养合作精神并促进高级认知能力发展的协作式学习

传统CAI只是强调个别化教学,个别化教学策略对于发挥学生的主动性和进行因人而异的指导无疑是有好处的,但是随着认知学习理论研究的发展,人们发现只强调个别化是不够的,在学习高级认知能力的场合(例如对疑难问题求解或是要求对复杂问题进行分析、综合、评价的场合),采用协作(Collaboration)式教学策略往往能取得事半功倍的效果,因而更能奏效。

所谓协作式教学策略,要求为多个学习者提供对同一问题用多种不同观点进行观察比较和分析综合的机会,以便集思广益。这不仅对问题的深化理解和知识的掌握运用大有裨益,而且对高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好人际关系的形成也有明显的促进作用,因而,基于计算机网络的协作学习正日益受到国际上愈来愈多教育工作者的研究与关注。目前在基于Internet的教育网络中,常用的协作式教学策略有竞争、协同、伙伴和角色扮演等多种不同形式。可以说,协作式是最能体现网络特性,也最有利于21世纪新型人材培养的一种教学策略之一,目前围绕协作式教学策略的探索,已成为国际上计算机网络教育领域的一个研究热点。

5) 超文本特性与网络特性的结合有利于实现能培养创新精神和促进信息能力发展的发现式学习。

创新能力和信息能力(包括获取、分析、加工与利用信息的能力)是信息社会所需新型人材必需具备的两种重要的能力素质。这两种能力素质的培养需要特定的、有较高要求的教学环境的支持,多媒体的超文本特性与网络特性的结合,正好可以为这两种能力素质的培养营造最理想的环境。众所周知,因特网(Internet)是世界上最大的知识库、资源库,它拥有最丰富的信息资源,而且这些知识库和资源库都是按照符合人类联想思维特点的超文本结构组织起来的,因而特别适合于学生进行“自主发现、自主探索”式学习,这样就为学生批判性思维、创造性思维的发展和创新能力的孕育提供了肥沃的土壤。

与此同时,由于学生从小就有机会在Internet这样的信息海洋中自由地遨游、探索,并对所获取的大量信息进行分析、评价、优选和进一步的加工,然后再根据自身的需要加以充分的利用,显然,在这个过程中学生必将得到关于信息能力方面的最好的学习与锻炼,从而能较快地成长为既有高度创新精神、又有很强信息能力的符合21世纪需求的新型人材。

综合以上五个方面的分析可知,以计算机为核心的信息技术若能与各学科的课程加以有机整合,确实可以具有优化教育、教学过程的多种宝贵特性,这些特性的集中体现就是能充分发挥学生的主动性与创造性,从而为学生创新能力和信息能力的培养营造最理想的教学环境,而这样的环境正是创建新型的教学进程结构所必不可少的。

 

 

第二部分 关于信息技术与课程整合的实践探索

 

将信息技术与各学科课程加以有机整合,近年来国内已有许多地区、许多单位在不同的学科领域进行试验性探索,并已在不同程度上取得效果,其中有些效果还相当突出,很令人鼓舞。这里仅举两个试验时间较长、影响较大的教改试验研究项目为例,用以说明信息技术与课程整合不仅是信息技术教育深入发展的需要;而且也确实有显著的效果。这两个项目,一个是语文“四结合”教学改革试验研究项目,另一个是运用“几何画板”革新数理化教学(特别是数学教学)的试验研究项目。下面就对这两个项目作一简要的介绍。

一、语文“四结合”教学改革试验研究

《语文“四结合”教学改革试验研究》是教育部基础教育司的重点科研项目,该项目是以计算机为核心的信息技术为手段,运用先进的教育科学理论为指导,探讨深化基础教育改革的途径,把语文教育与计算机为核心的信息技术融为一体,在小学阶段要求做到“识字教学、阅读理解、作文训练、电脑运用”四结合;中学阶段则要求作到“词语教学、阅读理解、作文训练、电脑运用”四结合。其主要目标是要改变传统的以教师为中心的教学结构,创建一种既能发挥教师的主导作用又能充分体现学生主体作用的新型教学结构(以下简称为主导——主体结构)。在此基础上实现教学内容、教学手段和教学方法的全面改革。

该项目自19942月由原国家教委基础教育司批准立项以来,先后分批在全国许多地区进行试验研究。由第一批只有7个城市的13所试验小学,发展到现在已覆盖全国22个省市共600多所试验学校,而且发展势头有增无减。如今,试验范围已从小学扩大到初中和高中。其影响已扩展至香港、台湾和新加坡等华人区。

目前“四结合”试验研究已取得较明显效果,不论在识字、阅读还是在作文教学方面都有了一定的突破,不仅促进了语文教学结构的改革,较大幅度地提高了教学质量和教学效率,而且使学生在学习语文的同时,获得了一定的信息技术基础知识与能力。下面我们仅就语文“四结合”项目在小学阶段对教学进程结构方面所作的探索进行介绍。

1.小学生识字教学的主导——主体结构

这种教学进程结构可用“看—听—说—写—打—想”六个字来概括。

看:看字形,分析生字的间架结构;

听:听老师的讲解和示范读音;

说:说出生字的拼音、部首、笔画顺序、生字的字义和生字的“认知码”编码(一种符合汉字笔画、笔顺和部件规范,又符合识字教学规律的编码)

写:进行拼写和汉字书写练习并写出生字的“认知码”编码;

打:按所写出的汉字编码,用键盘输入,看是否能打出所要的汉字;

想:激励学生联想。可以给出基本字由学生加部件组成新字;也可以给出单字让学生联想组词(或“组词接龙”);还可以给出词语让学生联想造句。并让学生把加部件组成的新字以及通过联想组成的词语和句子都输入计算机,以达到加深对汉字的音、形、义理解的目的。

按这种结构进程教学的过程中,教师一方面在“看”和“听”环节中,充分利用多媒体识字教学软件,演示生字的笔画、笔顺、汉字部件、间架结构、正确读音和汉字编码(发挥主导作用)。同时让学生“说”、“写”、“打”,使学生的眼、耳、口、手等多种感官同时接受刺激,手脑并用,自始至终积极参与教学过程,从而对学习产生浓厚的兴趣,通过人机交互、立即反馈学生还可以自我发现自己对汉字音、形方面的错误认识,从而有助于主动建构关于汉字知识的意义(体现主体作用)。加上在教学过程中,教师非常注意及时纠正学生在笔画、笔顺、读音、部件、间架结构及字义等方面的常见错误(发挥主导作用),所以能加深学生对语文知识的理解和巩固,在实际教学过程中效果十分显著。

2.小学生阅读教学的主导——主体结构

在传统教学中,阅读理解课的教学目标一般是通过“预习、重点字词讲解、默读、朗读、查字典、小组讨论和总结”等环节来达到。其中主要教学环节是默读、朗读和讲解。在传统的教学活动进程结构中由于班级集体授课和每节课时间的限制,在一堂课上老师只能结合课文的重点字词进行讲解并就课文进行示范朗读,实际能让学生自己默读和朗读的机会很少。要完成阅读理解课的教学目标,关键是要让每个学生都能积极、主动地进行默读和朗读,即全身心参与阅读过程。显然,在传统的教学活动进程结构中,对于大多数学生来说这是难以做到的(只有少数优秀学生才能达到)。有计算机特别是多媒体计算机作为教学媒体,就可以通过编制大量与当前课文紧密配合的课外阅读课件(通常称之为“同步阅读课件”)来解决这个问题。当老师讲解完课文中的重点字词后,除了让学生默读和朗读课文以外,还可让学生从计算机中选择若干同步阅读课件来进行学习。这类课件不仅能提供适合学生理解水平的、既有趣味性又符合教学要求的阅读材料,还可通过改变显示时间的长短和适当的提问与测验来检查学生的阅读速度和对阅读内容的理解程度。由于多媒体教学软件具有超文本结构,学生在阅读过程中若遇到难以理解的字词,可以通过“热键”方式随时在计算机上查询,省去传统教学中的“查字典”环节。这种自主、交互的阅读学习方式,从内容的选择到效果的检查都可以按照个别化方式进行,因此既可以大大增加全班每一位学生的课外阅读量,又可以充分发挥每位学生自己的主动性与积极性,同时还大大减轻了老师的教学负担。在此基础上,还可在计算机系统上进行全班性的阅读速度和阅读理解能力的竞赛(在给定时间内让全班学生阅读同一篇课外读物并由计算机评分),通过寓教于乐,达到更好的教学效果。

上述阅读教学进程结构,可用“预习—重点字词讲解—课文默读与朗读—利用课件阅读—阅读竞赛(包括阅读速度与理解能力两方面的竞赛)—师生共同总结”等六个教学环节来概括。其中除第26两个环节主要由教师起主导作用,其余环节(包括第6环节)均可体现学生的主体作用。这种阅读教学进程结构的优点是,通过自主选择阅读内容和自我测验的方式有利于发挥学生的主动性,另外由于增加了阅读量可以有效地提高学生的阅读理解能力。

3.小学生低、中年级段作文教学的主导——主体结构

根据小学语文教学大纲的规定,低年级只要求能写话和写片段,中年级要求能写短的记叙文,高年级则要达到作文教学的全面要求,即既要有用词造句、布局谋篇的文字表达能力,又要有观察事物、分析事物的能力。在传统教学中,低、中年级段是先学会看图写话,然后逐步过渡到根据画面上的情境写出描述性的片段文字或短文,以初步培养学生观察事物的能力、想象能力和用词造句的能力。高年级则强调通过实际观察、现场体验,一方面进一步培养学生的想象能力和观察事物、分析事物的能力;另一方面在观察、分析的基础上要求用通顺连贯的句子、明白确切的语言写出学生自己的真情实感,以锻炼用词造句、布局谋篇的文字表达能力。

显然,低、中年级段的看图写话训练和根据画面情境写出片段文字或短文的训练,对于高年级学生的文字表达能力和观察分析事物的能力的形成与发展也具有重要的作用。小学低、中年级段的看图写话和写片段的教学不仅是高年级作文教学的基础,也是一个人毕生能力发展的基础,所以应给予足够的重视。

我们把计算机为核心的信息技术应用于小学低年级和中年级的作文教学中,并采用由“创设情境—指导观察—局部分说—整体总说—打字表达—评议批改”等六个教学环节所组成的新型教学结构来进行作文教学试验。其中除第126三个环节主要由教师发挥主导作用以外,其余环节(包括第6环节)均可体现学生的主体作用。

在“创设情境”环节中,根据不同的教学内容,设计并利用不同的多媒体教学软件,通过多媒体的真实情境引起学生的观察兴趣,利用多媒体软件提供的图象、动画、活动影像等图文音像并茂的情境代替课本上的静止画面,让学生“看情境讲述”或“看情境写话”(写一段话或写一篇短文)。由于多媒体计算机提供的情境比课本更生动更真实,能更容易引起学生的兴趣,因此有助于培养学生观察事物的能力,也更容易激发与培养学生的想象力。利用多媒体软件的友好交互界面和多媒体的超文本结构,教师可以针对学生的实际情况,按照由表及里、由浅入深、由个别到一般、由具体到抽象的认识规律,采用不同的观察方式,有效地指导学生进行观察,以提高学生观察事物、分析事物的能力。与此同时教师要积极启发学生的想象力,在想象的基础上采用先“局部分说”,然后“整体总说”的方式让学生练习口头讲述。这样既可贯彻由简到繁、循序渐进的教学原则,使学生不会感到有压力。又可为学生提供更多的练习“讲述”或“写话”的机会,即主动进行语言文字表达的练习机会。

在“打字表达”环节中,让学生在观看活动情境的同时,把想写的一段话或想写的一篇短文,通过“想打”方式,用键盘在屏幕上打出来。这样就可达到让每一个学生都积极思维、都主动参与的目的,所以,这里的“打字”是起促进思维、帮助认知的作用,而不是要在这个环节让学生去练打字。在“评议批改”环节中,通常是在教师指导下,由学生参与评议和修改。如果是在计算机网络环境下则可以选择学生中的优秀作文或有典型错误的作文发送到每个学生的终端机上,供全班同学共同赏析和评议。这种基于网络(特别是基于多媒体网络)的评议批改,由于全班学生都能看到同一篇作文,就能使每个学生都来积极参与评议和修改。在试验中学生普遍表现出很高的参与热情,因而能收到传统作文教学无法比拟的效果。

二、运用“几何画板”革新数学教学的试验研究

“几何画板”是人民教育出版社和全国中小学计算机教育研究中心(以下简称“中心”)于1995年联合从美国引进的工具平台类优秀教学软件。该软件功能强大,能方便地用动态方式表现对象之间的关系,教师利用该工具平台既可根据自己的教学需要编制与开发课件,又可便于学生进行主动探索。自1996年“中心”推出几何画板的汉化版以来,很快受到数学教师的欢迎,经过“中心”近几年举办多期有关几何画板的应用培训班及部分学校的积极试验,目前运用几何画板进行数学教学革新的思想已开始为教师们所接受,并已逐渐在全国不少中学的教学中应用和推广(有些学校不仅在数学教学中运用,而且在物理和化学教学中也在积极试用)。

由于几何画板既能创设情境又能让学生主动参与,所以能有效地激发学生的学习兴趣,使抽象、枯燥的数学概念变得直观、形象,使学生从害怕、厌恶数学变成对数学喜爱并乐意学数学。让学生通过做“数学实验”去主动发现、主动探索,不仅使学生的逻辑思维能力、空间想象能力和数学运算能力得到较好的训练,而且还有效地培养了学生的发散思维和直觉思维。为了了解如何运用几何画板来创建新型的数学方面的教学进程结构,我们来看下面两个例子。

[示例1]:运用几何画板讲授抽象数学概念[6]

北京知春里中学杜利平老师对“轴对称”概念的讲授是这样进行的:杜老师先利用几何画板制作了一只会飞的花蝴蝶,这只蝴蝶刚一“飞”上屏幕,立刻就吸引了全体同学的注意,一些平时不爱上数学课的学生这时也活跃起来。同学们根据蝴蝶的两只翅膀在运动中不断重合的现象很快就理解了“轴对称”的定义,并受此现象的启发还能举出不少轴对称的其他实例。这时再在屏幕上显示出成轴对称的两个三角形,并利用几何画板的动画和隐藏功能,时而让两个对称的三角形动起来,使之出现不同情况的对称图形(例如图形在对称轴两侧、两图形交叉或是对称点在轴上等);时而隐去或显示一些线段及延长线。在这种形象化的情境教学中,学生们一点不觉得枯燥,相反在老师的指导和启发下他们始终兴趣盎然地在认真观察、主动思考,并逐一找出了对称点与对称轴之间、对称线段与对称轴之间的关系,在此基础上学生们很自然地就发现了轴对称的三个基本性质并理解了相应的定理,从而实现了对知识意义的主动建构。

[示例2]:运用几何画板做“数学实验”[6]

几何画板可以为做“数学实验”提供理想的环境。用画板几分钟就能实现动画效果,还能动态测量线段的长度和角的大小,通过拖动鼠标可轻而易举地改变图形的形状,因此完全可以利用画板让学生作数学实验。这样,就可用新型教学结构取代主要靠教师讲授、板书的灌输式教学结构。由于教学过程主要是让学生自己做实验,所以教师在备课时考虑的主要不是讲什么、怎样讲,而是如何创设符合教学内容要求的情境,如何指导学生做实验,如何组织学生进行协作学习和交流……。这样,教师就要由课堂的主宰、知识的灌输者转变为教学活动的组织者、学习情境的创设者、学生实验过程的指导者和意义建构的帮助者。在以往的数学教学中,往往只强调“定理证明”这一个教学环节(逻辑思维过程),而不太考虑学生们直接的感性经验和直觉思维,致使学生难以理解几何的概念与几何的逻辑。几何画板则可以帮助学生从动态中去观察、探索和发现对象之间的数量变化关系与空间结构关系,因而能充当数学实验中的有效工具,使学生通过计算机从“听数学”转变为“做数学”。例如,为了让学生较深刻地理解两个直角三角形全等的条件,可以让学生利用几何画板做一次这样的数学实验:在该实验中,学生可通过任意改变线段的长短和通过鼠标拖动端点来观察两个三角形的形态变化,学生从中可以直观而自然地概括出直角三角形全等的判定公理,并不需要由教师像传统教学中那样作滔滔不绝的讲解,而学生对该定理的理解与掌握反而比传统教学要深刻得多。

通过上面两个例子可以清楚地看到,基于几何画板的教学活动进程完全遵循一种新型教学结构,其特点就是在教师的指导下,或在教师所创设情境的帮助下,由学生主动进行探索式、发现式学习,也就是既发挥教师主导作用又充分体现学生主体作用的“主导——主体结构”。大量的数学教学实践证明,这种结构与传统的以教师为中心的结构相比,不论是教学的质量还是效率都有显著的提高,这充分体现了新型教学结构的优越性。由于这种结构的实施离不开几何画板(一种计算机软件工具),所以这等于是实践对信息技术与课程整合的有效性所作出的有力证明,换句话说,实践表明以计算机为核心的信息技术与各学科教学进程的有机结合对于教学的深化改革确实具有决定性的意义。 

参考文献

1、  何克抗,论计算机教育发展的新阶段,计算机世界报,19991013日“专家论坛”。

2、  张谦、沙红、刘冰、孔书荣,国外教育信息化的新特点与新举措,外国中小学教育,1999年第5期。

3、  http://www.project2061.org/tools/sfaa/index.html

4、  教育部赴加美教育考察报告,世界教育信息,2000年第8期。

5、  Edited by Virginia Richardson,Constructivist Teacher Education, The Falmer Press,1997.

6、  全国中小学计算机教育研究中心,北京天科冀公司联合编写,几何画板参考手册,内部资料,1998.10(第四版)      

 

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