现代信息技术与学科整合的探究性学习

现代信息技术与学科整合的探究性学习

李华平  江西兴国一中
[摘  要] 信息技术与学科整合既是信息技术教育开展和教改深化的历史必然抉择，也是信息技术教育开展和教改深化的必由之路。本文从信息技术与学科整合入手，提出在现代信息技术环境下的探究性学习模式，旨在探索出信息技术环境下的探究性学习的几种切实可行的基本模式。
[关键词]探究性学习   教学模式   教育技术  学科整合

教学模式与教育技术之间是一种辩证关系，犹如生产关系与生产力之间的关系一样，它们相互促进，又相互制约。现代教育技术是实现探究式教学模式的物质基础，为教学模式的改革提供了新的可能。
探究式教学模式是以学生为主体的教学模式，其宗旨是培养创造性人才。在教与学的关系上，正确处理“教师主导”与“学生主体”的辩证关系，重视发挥教师和学生双方的主动性，并强调学生的主体地位；在教学组织上，应适当突破单一的班级授课制，辅之以分组教学和个别教学，以发展学生的个性，做到因材施教；在课程结构上，强调学科之间的相互渗透与综合，以培养通才；在教学内容上，处理好传统与现代、继承与创新的关系，力求教材建设适应当代科技发展的新潮流，及时吸收当今科技发展的新成果；在教学方法上，主张应用建构主义教学理论，强调使用“任务驱动”法、研究法、发现法等教学方法，并根据不同的教学内容和教学目标，重视多种教学方法的优化组合。
教育思想现代化和教育技术现代化是推进教育现代化之两翼，它们相互影响，相互制约。实现先进的教学思想、教学模式和教学方法必须有先进的现代教育技术的支持；反之，为了引进和更好地应用现代教育技术，教育工作者必须更新观念，努力学习现代教育理论，大胆探索和改革教学模式。只有这样，才能积极引进和学习现代教育技术，并使之发挥应有的作用。

一、信息技术教学中的探究性学习
信息技术教学作为以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标取向的必修课程，它强调让学生通过探究性学习，提出问题，收集材料，对探究性课题进行探索、分析、研究，最后基于问题解决模式，在实践操作中培养学生科学的态度和价值观以及创新精神、创新思维、创造能力，并学会解决生活中与信息技术学习有关的实际问题。
（一）信息技术教学中探究性学习的设计
探究性学习的设计有多种角度，由于人们所选用的参照标准不同，角度不同，因此对它的设计有不同的表述，下面主要从学习目标、学习内容、学习策略、学习评价等四个方面，对信息技术探究性学习加以设计。
1．学习目标的设计
作为与信息技术学科教学相互补充的学习方式，信息技术研究性学习目标的具体设计，同样可以以信息技术学科教学目标的特征作为参照物，甚至直接将对信息技术学科教学的批评意见作为设计研究性学习目标的依据，在信息技术学科教学难以达到的范畴构建研究性学习的目标。
据此可以推断，研究性学习目标的设计可以从以下两方面来考虑：
首先，是与信息技术学科教学的互补性。信息技术学科教学重视学生对信息技术基础知识的理解和掌握，而信息技术研究性学习则不以系统信息技术学科知识的传授为追求，它是以学生个性发展的需求为出发点，以信息技术学科教学欠缺和研究性学习自身所长为主要追求。
其次，是学习目标自身的根本性。从这个角度来考虑信息技术研究性学习的思路与信息技术学科教学是十分相似的，信息技术学科教学时选择的内容是以知识的基础性为生根标准的，愈是能够成为今后学习基础的，就愈有选择的价值；同样，信息技术研究性学习的目标也是愈具有根本性、一般性，就愈具有广泛迁移的价值。所以，在确定信息技术研究性学习的目标时，除了上面所说补充信息技术学科教学的不足外，在不足之中更要突出这种根本性，即着眼于每个学生的发展所必需的因素。
2．学习内容的设计
信息技术研究性学习在内容上最根本的特点在于它与信息技术学科教学的区别，即信息技术学科教学是以间接经验——系统化的信息技术知识体系为基础的，而信息技术研究性学习则是以直接经验——通过实践获得的所见所闻和亲身经历为基础的。因此，同样是学习信息技术学科范围里的内容，信息技术学科教学注重使学生掌握基本的信息技术原理和技能，信息技术研究性学习却注重使学生应用这些原理和技能去解决实际问题。在坚持这一根本区别的前提下，信息技术研究性学习的具体内容便可以在相当宽泛、相当灵活的范围之内加以选择。
信息技术研究性学习内容的具体选择和设计，主要是体现信息技术研究性学习的学习目标和学习原则，没有一定要达到的绝对标准和程度，而是视学生和学校的具体条件灵活处置把握。例如同样是信息技术应用的内容，擅长编程的学生可以选择缩写程序去查询实际的数据库信息，擅长网络知识的确学生可以选择网络并行数据处理、网络防火墙等内容进行研究，这些选择都是合理的，都能够有效地体现和达到信息技术研究性学习的目标，没有高低之分。
3．学习策略的设计
信息技术研究性学习是沟通学校与社会、书本与实际、人与自然的一种很好的学习方式，它与通过间接的传授途径去认识社会、认识自然的最大不同在于，它是通过学生的多感官参与完成的、是对于现实的感受和认知。同时，信息技术研究性学习一方面需要学生情绪、情感的参与，另一方面又是学生的情感发展和新的情感获得的过程。情绪和情感的获得会对学生的认识和行为产生潜移默化的影响，这是信息技术书本学习所不能比拟的。
信息技术研究性学习中学生的自主学习浩劫主要包括：自主制定学习计划，确定分工、活动方式和方法选择观察或调查对象，进行查询资料、操作与制作等活动，汇集、交流学习成果等。实现信息技术研究性学习中学习的自主性，不仅要求教师要从思路、活动空间和时间上向学生提供必要的条件，以实现学生的自主选择、自主安排、自己组织学习活动的目的，同时还要求教师不必拘泥于课堂教学或其它程序规则的限制，自主安排学生的学习活动。
4．学习评价的设计
评价是为决策提供信息的过程，信息技术研究性学习的评价是指，在信息技术研究性学习的过程中系统地收集信息，根据学习目标的要求，对学习中所引起的学生认知行为上的变化，在定性、定量的基础上进行价值判断，为信息技术研究性学习的决策提供信息的过程。
一个完整的学习过程，总是呈现出种种阶段性结果，它们既是总结果的分支，同时又是学生在学习中预测总结果的反馈体。信息技术研究性学习的评价就非常重视阶段性结果评价，即在研究性学习的各个阶段，设定考查学生的不同能力：
（1）在课题设定阶段，考查学生设定课题的能力；
（2）在收集相关资料、调整研究方案阶段，考查学生的信息收集能力；
（3）在开展课题研究阶段，考查学生的课题探究能力；
（4）在自我评价阶段，考查学生的自我评价能力；
（5）总结、汇报、交流阶段，考查学生的综合表达能力等等。
（二）探究式教学模式与“任务驱动”教学法
“任务驱动”是实施探究式教学模式的一种教学方法。
从学习者的角度说，“任务驱动”是一种学习方法，适用于学习操作类的知识和技能，尤其适用于学习计算机应用方面的知识和技能。
计算机科学技术内容十分丰富，名词术语很多，各知识点之间联系密切，常常是牵一发而动全身。这往往使得初学者在入门阶段，感到陌生的名词多、难点集中、头绪繁杂，甚至产生畏难情绪，失去学好电脑的信心。利用“任务驱动法”，可以将计算机科学由表及里分成若干个层次。在学习的不同阶段，特别是在学习某种应用软件的使用方法时，可以把深层次的系统视为“黑箱”，可以先知其然，而暂不深究其所以然。
“任务驱动法”使我们的学习目标十分明确。在某个学习阶段，紧紧围绕这一既定的目标，了解相关的知识和操作方法，其它的可以一概先不涉及。这样做可以大大提高学习的效率和兴趣。当然，一个“任务”完成了，一个目标达到了，会产生新的任务，新的目标。例如，能在电脑上输入汉字了，接着就要提出新的问题：怎样改变字体、字号，怎样把输入的文章存盘，怎样打印，怎样在文本中插入表格或图形，等等。随着一个个任务的完成，初学者将逐步消除对电脑的神秘感，而且会不断地体会到使用电脑的乐趣，伴随着学生的是一个跟着一个的成就感。
从教师的角度说，“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法，符合探究式教学模式，适用于培养学生的自学能力和相对独立地分析问题、解决问题的能力。我们提倡在计算机应用知识和技能的教学中采用这种教学方法。
电脑软硬件的发展十分迅猛，更新的周期越来越短。学生现在学到的一些具体的知识不用多久可能就会过时。这就要求教师必须注意培养和提高学生自学计算机学科知识和技能的能力。
运用“任务驱动”教学法，教师应首先向学生明确布置本阶段、本单元或本课时的学习任务，并给予学生学习方法的指导：
（1）．要求学生带着要完成的任务，或者说带着要解决的问题认真读书，掌握基本概念和原理。要让学生知道，虽然计算机科学技术的发展十分迅猛，令人目不暇接，但是它的基本概念和原理是相对稳定的，只有掌握了某个学科的基本结构、基本概念和原理，才能无往而不胜，才能以不变应万变，才具备进一步深入学习或自学该学科的能力。
（2）．要求学生敢于动手，勤于实践。计算机是工具，使用工具是技能，技能的掌握与熟练只能靠实践。应提倡学生自己上机实践获取知识和经验，这样做不仅知识掌握得牢固，而且可以培养学生的探索精神和自学能力。在学习使用电脑的过程中，读书和上机实践都重要，但比较而言，实践更重要。很多知识和技能必须通过多次上机才能学会。“在游泳中学会游泳”，在完成“任务”的过程中，增长知识和才干。
（3）．要向学生讲清楚，掌握计算机的知识和技能需要一个过程，不可能一次完成，需要有锲而不舍的精神。教师要鼓励学生以顽强的意志去钻研教材和上机实践，同时应该向他们指出，学习不是直线式的前进过程，而是“螺旋式”上升的过程，真正全面深刻地理解掌握知识和技能需要反复，因此，在接触一个新领域或一个新的知识点时，可以先知其然，而暂时不深究其所以然，但应该注意在学过后面相关的知识后及时复习前面学过的内容，这样不仅能前后联系，加深认识和理解，而且可收到事半功倍之效果。
总之，教师不仅要向学生讲明采用“任务驱动”学习方法的意义，而且要培养他们采用这种方法进行自学的能力，只有这样才能真正发挥“任务驱动”教学法的优势。

二、信息技术课程的整合
（一）信息技术课程整合的基本原则
课程整合将信息技术看作是各类学习的一个有机组成部分，它主要在已有课程（或其他学科）的学习活动中有机结合使用信息技术，以便更好地完成课程目标。但整合不等于混合，它强调在利用信息技术之前，教师要清楚信息技术的优势和不足，以及学科教学的需求，设法找出信息技术在哪些地方能提高学习效果，使学生完成那些用其他方法做不到或效果不好的事。对于学生来说，信息技术则是一种终生受用的学习知识和提高技能的认知工具。
课程整合的最基本特征，就是它的学科交叉性和立足于能力的培养。它承认事物联系的整体性和能力培养的重要性，并具有如下的基本要求。
    1．任务驱动式的教学过程。课程整合以各种各样的主题任务进行驱动教学，有意识的开展信息技术与其他学科（甚至多学科）相联系的横向综合的教学。这些任务可以是具体学科的任务，也可以是真实性的问题情景（学科任务包含其中），使学生置身于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中进行学习。通过一个或几个任务，把相关的各学科知识和能力要求作为一个整体，有机地结合在一起。学生在完成任务的同时，也就完成了所需要掌握的学习目标的学习。
2．信息技术作为学生的基本认知工具。在课程整合中，强调信息技术服务于具体的任务。学生以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，并且对这种工具的使用要像铅笔、橡皮那样顺手、自然。
3．能力培养和知识学习相结合的教学目标。课程整合要求，学生学习的重心不再仅仅放在学会知识上，而是转到学会学习、掌握方法和培养能力上，包括培养学生的“信息素养”。学生利用信息技术解决问题的过程，是一个充满想象、不断创新的过程，同时又是一个科学严谨、有计划的动手实践过程，它有助于培养学生的创新精神和实践能力，并且通过这种“任务驱动式”的不断训练，学生可以把这种解决问题的技能逐渐迁移到其他领域。
4．“教师为主导、学生为主体”的教学结构。在课程整合的教学模式中，强调学生的主体性，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。学生被看作知识建构过程的积极参与者，学习的许多目标和任务都要学生主动、有目的地获取材料来实现。同时，在课程整合中，教师是教学过程的组织者、指导者、促进者和咨询者，教师的主导作用可以使教学过程更加优化，是教学活动中重要的一环。
5．个别化学习和协作学习的和谐统一。信息技术给我们提供了一个开放性的实践平台，利用它实现相同的目标，我们可以采用多种不同的方法。同时，课程整合强调“具体问题具体分析”，教学目标固定后，可以整合不同的任务来实现，每一位学生也可以采用不同的方法、工具来完成同一个任务。这种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学习是很有帮助的。但社会化大生产的发展，要求人们具有协同工作的精神。同样，在现代学习中，尤其是一些高级认知场合（例如复杂问题的解决、作品评价等）要求多个学生能对同一问题发表不同的观点，并在综合评价的基础上，协作完成任务。而网络环境（尤其互联网）正为这种协作学习提供了很好的平台。
（二）信息技术课程整合的三种基本模式
在信息技术课程整合中，信息技术作为认知工具，教学的总体能力目标是一致的，即培养学生的“信息素养”和实践能力。但对于不同学科定位，信息技术的作用是不一样的，为此可以将信息技术课程整合分为三种基本课程模式。
1．信息技术课程，信息技术作为学习的对象（Learn about IT）。信息技术课程作为一门专门的学科开设，主要学习信息技术的基本技能和基本工具的使用。
然而，信息技术课程并不仅仅是简单地为了学习信息技术本身，还要培养学生利用信息技术解决问题的习惯和能力。因此，同样要按照课程整合的理念，把信息技术作为一种工具，整合到实际任务中进行学习。这些任务可以是其他学科的知识，也可以是社会性的问题。教师在任务设计时要灵活创新，对于相同的知识点，在完成所要求的学科目标的前提下，要根据不同的学校环境、教师特长和社会背景等，创设不同的情景任务进行教学，不能拘泥于教材或参考书所提供的材料。
课程整合理念指导下的信息技术课程的基本操作流程如下图所示：

2．与其他学科的整合，信息技术作为教学工具（Learn from IT）。学生在教师的组织下利用信息技术进行学习，信息技术完全为其他学科的教学服务。
在这种整合模式下，教师和学生在信息技术的帮助下，分别进行教学和学习。首先，教师根据教学目标对教材进行分析和处理，决定用什么形式来呈现什么教学内容，并以课件或网页的形式呈现给学生。学生接受了学习任务以后，在教师的指导下，利用教师提供的资料（或自己查找信息）进行个别化和协作式相结合的自主学习，并利用信息技术完成任务。最后，师生一起进行学习评价、反馈。整个教学的基本过程如下图所示。

在整个教学过程中，学生的主体性和个别化得到较大的体现，这样的教学氛围十分有利于学生创新精神和问题解决能力的培养。同样，教师通过整合的任务，发挥了自己的主导作用，以各种形式、多种手段帮助学生学习，进一步调动学生的学习积极性。
3．研究型课程，信息技术作为学习工具（Learn with IT）。学生作为积极主动的学习者，以类似科学研究的方式，在信息技术的帮助下，获取信息、交流信息，并最终以电脑作品的形式完成研究任务。
研究型课程中的整合任务，一般不是教材中的内容，而是课后延伸，甚至是社会现实性课题，如环境保护、旅游类问题等。课题的设置要考虑学生的认知能力和年龄特点，采用循序渐进的原则。一般小学低年级以生活实践性的活动为主，小学高年级以社会综合课题学习为主，初中以学科性综合实践活动为主，高中以综合性学科的学习为主。
研究型课程超越了传统的单一学科学习的框架，它按照学生认知水平的不同，将社会生活中学生感兴趣的问题，以主题活动的形式来完成课程目标。学生通过主体性、探索性、创造性的解决问题过程，将多个学科的知识、学问性知识和体验性知识、课内与课外、学校与社会有机地结合在一起，最大限度地促进学生身心和谐统一地发展。
从研究型课程的特点看，更加突出了学生的主体性和参与的过程性。在整个研究的过程，从研究方案的形成、方案的实施，到最后任务的完成都由学生自主完成，而教师仅对学生选题、收集和分析资料的方法等进行一般性指导。一般的研究型课程的程序如下图。


三、注意的几个问题
（一）信息技术环境下的教学模式中的师生角色
信息技术环境下对教师和学生的许多传统角色提出了挑战，教师传统的“传道者”、“授业者”角色将变得不象以往那么重要，“解惑者”、“管理者”角色将一如既往，而且会针对不同的个体更个性化，“指导者”、“协作者”、“朋友”的角色会更加突出，教师“研究者”的角色将占很大比重。总之，网络环境下教师角色发生了如下变化：
（1）、教师由知识的绝对权威和信息的唯一来源变成学生学习的组织者和帮助者。
（2）、教师的帮助在学生的学习过程中起到一个支架的作用，当学生逐渐学会独立管理自己的学习时，教师的支架作用可以逐渐隐去。
（3）、教师的主要工作由传统的讲授变为学生学习资源的设计、准备者和学生自主协作学习的帮助者。
（4）、教师不仅是知识的传授者、学生学习的指导者和帮助者，更应是一个研究者，一个教育教学改革的支持者、参与者、探索者。
对于学生来说，由知识的被动接受者成为学习的主人，学生应对自己的学习负全部责任，在教师的指导下，学生应学会计划、组织、管理、评价自己的学习。学生在网络环境下，从师生关系来看，教师和学生在人格上应该是平等的，教学过程是师生双方共同作用的过程，学生是学习活动的主体，教师是教学活动的主导，教师为学生创设丰富的学习环境，为学生的学习搭建适合学生最临近发展区的脚手架，学生沿着脚手架向上攀登，当学生有能力自主管理自己的学习时，教师的帮助可转向其它的方面。
（二）信息技术环境下的教学模式的实现策略
1、支架策略
应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架，这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入，这种教学思想来源于前苏联著名心理学家维果斯基的“最邻近发展区”理论，通过脚手架的支撑作用，不停地把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平。教学中通过教师的帮助，把管理调控学习的任务逐渐由教师转移给学生自己，最后撤去支架。在教学的开始阶段，教师将学生引入定的问题情境，并提供相应的工具，学生在目标指引下进行探索的尝试，开始教师的帮助会多一些，最后完全由学生独立探索，学习结束后学生对探索的过程进行反思。
2、抛锚策略
这种策略使学生在一个完整、真实的问题背景中，产生学习的需要，并通过镶嵌式教学以及学习共同体中成员间的互动、交流，凭借自己的主动学习、生成学习，亲身体验从识别目标到提出并达到目标的全过程。
3、认知学徒策略
为了改变传统的脱离现实生活的教学，借鉴传统学徒制的长处，并针对传统学徒制的弊端，有学者提出了认知学徒策略，它通过在真正的现场活动中获取、发展和使用认知工具，来进行特定领域的学习。
4、随机通达策略
利用各种多媒体技术（特别是超文本技术）为学习者提供一个复杂与结构不良领域的学习环境，以多种方法组织教学序列，通过多维度表征知识，促使学习者进行反复的交叉学习，以达到对复杂概念的理解。
5、网上协作学习自主学习的策略
通过多个学习者之间的协同、竟争、辩论、头脑风暴和角色扮演（师生角色扮演和情境角色扮演）等方式进行学习。
（三）信息技术环境下的教学模式的评价方法
1、发端于“农业经济时代”，而泛滥于“工业经济时代”的标准化考试，将不再是主要的评价方式。
2、由过去以记忆为中心的考试，转变为以创造性及问题意识为中心的评价。
3、由过去那种以书面考试为主要评价的单一方式，转变为以观察法为重点，采取多样化方法的评价。网络环境下的教学评价是多侧面的、开放的，既有教师对学习者的评价，也有学生对学生的评价、小组对学习者的评价、小组对小组的评价，还有学习者的自我评价。
4、是一种以过程评价为主，考试评价为辅的评价，并且在评价中不断指导学生，校正学习方向和方法，引导、刺激学生继续学习和发展，以求达到教学的目标。
5、评价的功能多重的，从以往单一的筛选功能扩展到诊断功能、改进与形成性功能、激励功能、导向功能等。
6、评价的内容不仅仅是对于知识的记忆、重复技能的掌握和逻辑思维能力，还包括创新思维、问题意识、感悟能力、情感态度等多种因素。
7、由于评价的过程性、开放性、多面性，，对教师素质的高要求、评价工作量的大大增加、相应资金投入的增加，对评价工作提出了新的挑战，如何利用现代信息技术（特别是多媒体计算机和互联网络技术）进行过程性、统计性的教学评价，是本教学模式评价的关键。
（1）、现代信息技术的大容量存贮特性，可长期动态地存储大量的个人信息，有利地支持了过程性、动态评价。
（2）、网络的学习跟踪技术可以对学习者网上的全程学习进行跟踪，利于全面对学生的学习过程进行评价。
（3）、网络的公开性，有利于评价的公开、公正，任何教师、学生甚至家长都可以到网上对学生的学习作出评价。

为了迎接知识经济时代的挑战，新一轮国家基础教育课程的改革已经从考试改革、课程改革、教材改革，发展到开始发动教学模式改革——以“探究性学习”为标志，从传统的继承性学习转向创新性学习，以促使学生学习方式和教师的教学方式发生深刻的变革，这势必对教材编写和教学实践产生重大影响。我们主张把学习内容与学生的整个社会生活联系起来，通过改变学习方式，促进每一个学生的全面发展。
信息技术与学科整合既是信息技术教育开展和教改深化的历史必然抉择，也是信息技术教育开展和教改深化的必由之路。整合是教学资源和教学要素的有机集合，是运用系统方法，在教育学、心理学和教育技术学等教育理论和学习理论的指导下，协调教学系统中教师、学生、教育内容和教学媒体等教学诸元素的作用、联系和相互之间的影响，使整个教学系统保持协调一致，维持整体的过程或结果，产生聚集效应。把信息技术与学科教学进行整合，可以充分地利用现有资源，发挥设备的最大潜力，在有限的物质基础上，实施高质量和高效率的教育。同时，整合所开辟出来的新大道，必将把信息技术教育带入新天地。

[主要参考文献]
1、祝智庭 《教育信息化理论与实践模式》理论框架  课题网站
2、陆宏 《研究性学习在信息技术环境下的探索与实践》中国教育科研网
3、一中课题组  《基于信息技术环境下的探究性学习模式研究》实验方案

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