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自主探究——数字化学习教学模式的探讨
肖丽娟 吉安市第一中学
摘要：随着化学教学改革的深入，现代教育技术的发展，如何发挥现代教育技术的功效，使之更有效地为教学服务，促进学习方式的转变，是我们当前的一个重要课题。本文从数字化环境对自主探究学习的支持谈起，探讨自主探究 数字化学习的有效模式，充分发挥数字化环境的优点和特性，进一步提高学生的自主探究能力，旨在为改革化学教学，转变学习方式，探索新的化学教学模式起到抛砖引玉的作用。
关键词：自主探究建构主义数字化学习化学教学模式
一、问题的提出与功能目标
新世纪呼唤新的教育理念和新的教育行为。为了迎接知识经济时代的挑战，基础教育的改革已经从考试改革、课题改革、教材改革发展到学习方式的变革，为此新的化学课程标准将“科学探究作为中学化学课程改革的突破口”。倡导“以探究性学习”代替传统的继承性学习。探究性学习是以建构主义学习理论为指导的一种学习方式，该理论认为每个学生的学习都是在一定的情境即社会文化背景下，借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资料，通过人际间的协作活动，依据已有的知识和经验主动地加以意义建构。经历探究过程以获得理智和情感体验、建构知识、掌握解决问题的方法，是探究学习要达到的三个目标。
随着现代教育信息技术的发展，校园网的建立和完善，在数字环境下进行化学教学已成为可能，为了进一步提高学生自主探究的学习能力，利用网络资源开展课堂教学是必然趋势。由于数字环境的信息多样性、资源共享性、活动交互性、动态开放性、超文本的结构性，较强的可移植性等优势，将为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和学习工具，更有效地改善学习，达到探究学习的三个目标。基于此，我课题组构建了化学教学中“自主探究 数字化学习”教学模式，力图通过该模式的探讨使探究学习成为更有意义更有效的学习。
二、自主探究 数字化学习的内涵
1、理论基础
近年来，随着课程改革的深入，探究学习受到国内外教育界的青睐，对它的研究很多。钟启泉等认为，探究学习是从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，创设一种类似于科学研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题，以及实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展，特别是获得探索精神和创新能力的发展。探究学习强调学生亲自参与探究，所以学生不但可以体验到过程，并且其探究能力、合作能力将得到加强，同时，由于充分发挥了主体性，学生的参与意识和学习兴趣将得到提高。
化学探究学习主要有以下一些共同点：选取与学生日常生活密切相关的科学内容作为探究活动的载体；活动形式以学生亲身参与探究过程为主；从活动的过程来看，学生一般要经历提出问题、猜想与假设、收集资料、验证假设、解释与结论、表达与交流、反思与结论等探究要素或部分探究要素。
建构主义理论认为：知识是学习者在一定的情境下，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义构建的方式而获得。真正的理解可能是由学习者基于自己的经验背景而建构起来的，取决于特定情境下的学习活动过程。因此，建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义构建”是理想的学习环境中的四大要素。四大要素从实质上来说都是以培养学生自主学习为出发点，把接受型的学生转化为求知型的“探索者”。显然建构主义理论与探究学习理论是相一致的。探究性学习是一种以建构主义学习理论为指导的学习方式。
数字化学习就是利用现代化信息技术手段，通过信息技术与学科课程的有效整合来实现一种理想的学习环境和全新的、能充分体现学生主体的学习方式，从而培养出大批具有创新素养、创新能力的人才。不难发现，数字化学习不仅是改变传统教学结构，实施创新人才培养，而且是符合化学新课程标准要求的。在建构主义学习理论指导下的自主探究 数字化学习模式强调问题情境的创设，强调在教学过程中的师生交流、生生交流，强调利用网络资源为学生自主探究学习提供丰富的资源环境和广阔的空间。
2、支持环境
（1）硬件环境
①校园网络系统；
②课堂学习环境：多媒体演示型教学系统、多媒体网络教学系统、Web教室（多媒体网络教室＋因特网）
③课外学习环境：电子阅览室、多媒体工作室、CAI课件开发室
④地区性学习支持系统（地区教育信息系统）
⑤现代远程教育系统
（2）软件环境
数字化学习资源
①数字音像教材（CD/VCD/DVD）
②多媒体教学软件（CD－ROM）
③网上资源、探索、整理；利用已有资源（下载）
课件制作软件
软件名称 性质 使用文件格式
FrontPage2000 主页制作 Html
PhotoShop6.0 图形处理 png/bmp/gif/jepg
Flsh6 动画制作 fla/swf/htm/gif/jepg
ACD 图形浏览 png/bmp/gif/jepg
Netant 资源下载 所有网上文件
Word2000 文字处理 Doc
RealOne 视频转换 Rm
三、自主探究 数字化学习教学模式
图1自主探究数字化学习教学模式的一般流程图
1、模式的一般流程，如图1所示
2、模式的初步阐述
数字化学习是化学教学的一种重要手段，但不适合所有内容，究竟有哪些内容可用或者应该用数字化教学来操作，教师要做深入细致的调查研究，确定出符合学生年龄特点与认知结构的课题。
在一个确定的主题下，要充分发挥数字化学习的功能，通过分组活动，通过网络资源，通过师与生、生与生的交流协作，形成初步的知识体系，培养初步的科学素养，并进一步通过质疑、探索，使学生的认知结构日臻完善，达到具有“四基”（基础知识、基本技能、基本方法、基本思想和价值观）效能的意义建构。
3、模式常用的数字化资源
网站名称 英文域名
k12教育资源网 http://www.k12.com.cn
中国基础教育网 http://www.cbe21.com/subject/chemistry/index.php
人教网－中学化学 http://www.pep.com.cn/huaxue
晶体之星－晶体结构网 http://www.crystalstar.org/
教案中心 http://www.ep-china.net/ja
中学化学课件网 http://chemcai.myrice.com/
中学园丁网 http://www.teacher.edu.cn
化学乐园 http://go7.163.com/~zjhugd/
化学试题集 http://hxstj.126.com/
洪恩在线 http://www.hongen.com/
…… ……
四、自主探究 数字化学习教学模式实践
自主探究数字化学习教学模式是为了使学生更有效地学习，在进行化学教学改革的实践中，我课题组通过不断的尝试，探索出以下有效的自主探究 数字化学习教学模式。
1、学生自主学习与教师演示相结合的数字化学习课
此类型学习课的教学环境既能充分体现教师的主导作用，又给学生一定使用信息技术的机会，但要打破45min的束缚。老师提出学习目标（包括必须的网络知识学习）及相应的学习方式（个别学习或小组学习）；学生依据教师的导入问题，相对自主地决定学习方式（登录注册，进入网页或上网查询），尝试性地解决教师提出的问题；利用BBS，NETMEETING等手段，展开生生讨论、师生讨论；教师对学习过程进行讲评，对共性认识予以总结，对个别问题给予关注。例如：在《环境保护》这节课的教学中，教师将网络作为学生获取资源、自主探究和意义建构的工具，采用“主导－主体”的设计模式。教学程序如下：
环节 教师行为 学生行为
创设情境 1、在校园网上建立内容丰富的“环保知识库”
2、引导学生查询互联网上相应的环保网站或进入校园网，浏览“环保知识库”（中国环保网http://www.ep.net.cn) 上网游览相应网站，进入学习情境
确定问题 帮助学生确立自主探究的子课题 1、分成4个学习小组
2、围绕课题，以小组为单位选择确定当前最想探究的问题作为子课题
自主探究 作为学生的指导者、帮助者、咨询者和学习伙伴，在学生上网自主探究的过程中，给予必要的指导、帮助 1、收集与子课题相关的信息，下载或打印出来
2、处理信息，将收到的信息进行归纳、整理，建构知识框架，将知识内化
交流协作 1、作为其中一员参与交流，除对交流起组织作用外，还对交流作点评、导拔以保证交流的正确性和有效性
2、在交流过程中，教师进一步提出问题让学生讨论
3、将有代表性的学生的网页，在学生发言时进行切换，供全体学生交流 1、各小组展开讨论、交流形成分享式、合作式学习方式，并学会应用网络知识解决实际问题，将知识外显化。
2、在讨论交流中，每个学生的观点在和其他学生以及教师一起建立的环境中受到考察、评论，同时每个学生也对别人的观点、看法进行思考并做出反映。
自我评价 设计网上作业、网上测试题，将学生对知识、技能的自我评价，归纳总结成板书（屏显），帮助学生理清知识体系 上网练习，提交答案，对知识的掌握、技能的提高进行自我评价
《环境保护》一节的信息化教学设计，是以学生为中心，以学生发展为出发点，紧紧围绕学习环境中的四大要素：情景、协作、会话和意义建构，着力培养学生信息素养和自主探究学习的能力，该模式可归纳为“提出问题－情境创设－小组协商－教师指导－师生讨论－评价－练习－总结”八个环节。该模式来源于建构主义的支架式教学方法，强调了“学生为主体、教师为主导”的特点以及建构主义“四要素”的作用，重视情境的创设，学生学习积极性高，教学效果明显。同时，这种模式吸收了班级授课制的优点，有利于培养学生的集体主义精神。
2、学生自主探究学习的数字化学习课
此类型的课按照学习内容又可分为局域网或网络教室学习。通过局域网的开放式网络环境教学，学生可以在互联网上寻找学习资源。一般是围绕课题，课下寻找资料，完成课题，课上汇报的形式进行。例如我们在专题网和教师个人主页上，公布研究的课题“城市垃圾”、“饮水与健康”“室内装修对空气污染”等，学生通过申请可以把自己提出的研究课题发布在网上，作为共同研究的项目。全年级不同班级的学生兴致勃勃地参加了，围绕选题，或个人或结合成研究小组，通过网络等各种资源，查找有关资料。在教师指导下，整理成自己的研究成果，写成小论文在网上发布。而网络教室的网络环境教学，是教师提供规定的学习资源。大体可分为四种类型：对网络知识的巩固应用；通过专题学习网站对课程知识的加深；通过应用网站等课程知识进行拓宽；利用EMAIL等方式与教师、同学或其他网上学习者展开讨论。老师要做的主要是给学生提供必要的网站、网址、自己的EMAIL地址，并对学生加强网络文明、网络安全及学习目的教育，实施这种形式的教学，要求学生有一定的信息技术应用能力和自学能力，该模式可归纳为“提出问题－网络资源情境创设－学生自主探究学习－师生通过网络探讨－师生评价－总结－练习强化”七个环节。这种模式充分体现了建构主义学习理论的精神，是目前较流行的一种远程教学模式。
这两种教学模式在教学过程中与传统教育手段结合使用，根据不同的教学内容和要求，采用不同的模式，这样使化学探究式教学模式丰富多彩，各尽所能，学生在各种探究过程中学会的不单是纵向、横向认识物质的方法，更重要的是获得多层次直接的心智体验、经验和各种能力的挖掘和锻炼。
五、自主探究 数字化学习的反思
1、激发学习兴趣，增加教学容量，培养学生探究能力、合作能力
利用数字环境组织化学教学，内容具有时代性，手法多样性，学生能够在良好状态下自主、积极地学习，很大提高学习兴趣。采用超链接形式，控制性好，交互性强，符合人类联想记忆方式。学生可以通过鼠标点击，自由地在不同知识点之间进行转换，在较短时间内接受大量信息，拓宽知识面。在此基础上，针对教师所提出的问题进行思考交流协作，大大提高了思维深度、探究能力、合作能力。
2、要处理好几个关系
（1）要处理好传统教学方法和师生互动教学关系
传统的教育手段必然与传统的教学方法相配套。以教师讲述、演示为主的传统教学方法，是以教师为中心，学生被动接受为特征。而新的课堂教学则是以学生为主体，教师为主导，更突出表现为师生互动。学生的积极参与不仅活跃了课堂气氛，更重要的是能加强对分析问题和解决问题能力的培养。
（2）要处理好传统教学手段和现代教育技术的关系
数字环境为中学化学教学提供了新环境，但并不是所有化学课都适合，要有选择的加以利用，只有这样才能真正发挥网络的作用。在将现代教育技术应用于课堂教学时，有些教师完全抛弃了黑板和粉笔，教师的讲述也被大段的文字课件所代替，减少了师生互动，课堂上没有了生动活泼的气氛。因此用现代教育技术完全取代传统的教育手段并不是可取的好办法，而应根据教学内容的实际将两者有机地结合起来。有两种模式可以参考：①以传统教学模式为主线，以恰当的课件及媒体为辅助②以现代教育技术为主线，以传统教育手段为辅助。只有将现代教育技术与传统教育手段配合使用，才能充分发挥各自优势，取长补短，相得益彰。
（3）要处理好化学实验操作和信息技术的本末关系
化学实验操作真实具体可以训练学生的各种品质和技能。用多媒体模拟实验，顺利简便，可避免化学药品可能造成的伤害或危害，但学生往往缺少失败经历和感受，缺少克服困难而取得的成功体验，不利于锻炼和提高学生的心理素质。因此模拟实验是辅助教学，仍是从属地位，不能完全代替化学实验操作。
数字化学习的效果随着信息技术与学科教学整合的方法模式的日渐完善而日渐显著。信息技术的发展将给化学教育带来新的发展契机，对于教师来说，要大胆实践，不断探索，不断修正，创出化学教学的新天地。
参考文献：
1、林迵，化学数字化学习的构想与实践，中学化学教学参考，2004，（5）：18
2、文庆城，化学探究－建构性学习教学模式探讨，中学化学教学参考，2004，（1-2）：17
3、李小焕，基于数字环境的中学化学合作探究学习，中学化学教学参考，2004，（1-2）：76
4、钟启泉等，基础教育课程改革纲要（试行）解读，上海，华东师大出版社，2001，247
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