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隨著新課改革的不斷深入,教育技術理論所呈現出的科學性、先進性以及學習理念、學習方式、人生觀、價值觀、認識觀等促使廣大教師必須打破傳統教學的圍欄,探索出適合學生人生觀、價值觀以及認識觀不斷變化的教學方式,讓課堂教學綻放出新光芒。
建構主義"學與教"理論強調以學生為中心,要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者,要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構意義的幫助者、促進者,要求教師應在教學過程中采用全新的教育思想與教學結構、全新的教學方法和全新的教學設計,徹底摒棄以教師為中心、強調知識傳授、把學生當作知識灌輸對象的傳統教育思想與教學。結構建構主義理論認為學習者的知識是在一定情境下,借助于他人的幫助,如人與人之間的協作、交流,利用必要的信息等等,通過意義的建構而獲得的。理想的學習環境應當包括情境、協作、交流和意義建構四個部分,運用到教學活動設計中可以分為創設情境——提出問題——自主探索——同學協作——課堂小結。
1、創設情境。建構主義學習理論強調創設真實情境,把創設情境看做是"意義建構"的必要前提,并作為教學設計的最重要內容之一。而多媒體技術正好是創設真實情境的最有效工具。戴爾的"經驗之塔"理論說到,教育應從具體經驗入手,逐步過渡到抽象,有效地學習方法,應該是首先給學生豐富的具體經驗。但我們都知道,如果所有知識都通過直接經驗獲得這不切實際,許多的數學活動抽象程度較高,變化精細、難于想象,這時,如果能夠以多媒體技術與網絡技術為核心的現代教育技術創設與主題相關的、盡可能真實的情境,使學習能在和現實情況基本一致或相類似的情境中發生,給學生提供因不能操作而缺失的直接經驗。通過"替代性"的"可觀察"的演示活動,帶來情境性很強的"替代性經驗"——"觀察經驗",這同樣可以促進學生獲得豐富的活動經驗。為此,教師要充分利用現代教育技術,整合動手操作、板書演示等多種教學手段給學生提供一種廣泛的,能通過觸、摸、聽、看等多種感官參與的數學活動情境,盡可能嘗試新穎的教學活動形式(如創設類似于"電視、電影"中的動畫情境,模仿"演戲經驗"的游戲、實驗驗證情境等)給學生創造足夠的替代性經驗,以彌補直接經驗的不足。例如在上思想政治高一必修第一課"揭開貨幣的神秘面紗"這一框時,利用多媒體電腦展示"貨幣的交換過程"課件,通過演示從而使學生理解貨幣的產生,突破這一教學難點。
2、提出問題。教師通過精心設計教學程序,指導學生通過聯想、比較、批判等方法與學生自我設問、學生之間設問、師生之間設問等方式提出問題,培養學生提出問題的能力,促使學生由過去的機械接受向主動探索發展。"學起于思,思源于疑。"學生有了疑問才會去進一步思考問題,才會有所發展,有所創造,蘇霍姆林斯基曾說:"人的心靈深處,總有一種把自己當作發現者、研究者、探索者的固有需要……"所以創設質疑情境,讓學生由機械接受向主動探索發展,有利于發展學生的創造個性。
3、自主探索。讓學生在教師指導下獨立探索。先由教師啟發引導,然后讓學生自己去分析。教師要留給學生足夠的時間讓學生主動探索并及時地反省、評價、提煉、鞏固和提升,使最初獲得的感性特征較為明顯的、沒有多少內在結構關聯的由一些情境、實物、感覺等元素組成的經驗逐漸轉化為具有相互關聯的心智圖像、表象等能夠成為學生思維加工的新知識。
4、同學協作。教師指導學生在個人自主探索的基礎上進行小組協商、交流、討論,即協作學習,進一步完善和深化對主題的意義建構,并通過不同觀點的交鋒,補充、修正、加深每個學生對當前問題的理解。由于個人經驗的領悟與轉化有時會受到個人學習風格的影響,因此,在教學中,應該構建一個有安全感的保護學生自尊心、有利于學生合作與交流的"社會化"班級文化氛圍,充分發揮學習共同體的作用,充分利用討論、交流、榜樣學習等"社會"因素的積極作用,積極干預學習風格對個體經驗學習的不良影響。通過這種合作和溝通,學生可以看到問題的不同側面和解決途徑,從而對知識產生新的洞察。
5、課堂小結。或由學生做或教師做或師生共同做,或由學生寫成小論文的形式來完成。必要時可以舉行論文答辯。就像這次的學習心得,學生在課后對指定的學習內容再進行進一步自主學習,其中可以查找相關理論的資料來支持自己的觀點,寫成學習心得上傳到服務器中指定位置,再由代表在規定的時間內陳述自己的觀點,之后由教師或聽眾提問,從而讓學生對學習內容進行有意義建構。我想這就是將建構主義理論運用于實際教學中。
【關鍵詞】信息技術信息倫理道德教育
隨著教育信息化不斷深入,信息技術已經成為學生學習和生活的有效工具,隨之而來的信息倫理道德問題日益凸顯。盡管人們都逐漸意識到加強信息倫理道德教育的重要性,但由于問題新,對于如何開展和搞好信息倫理道德教育,目前普遍缺乏相應的理論支持、有效的指導和經驗借鑒,面臨著許多有待探索和需要解決的問題。作為一名信息技術教師,對此尤為重視,近年來,本人協同各年級信息技術教師,從實踐著手,立足我縣教育實際,吸收大量有關信息技術倫理道德教育的各種文獻資料并結合新課程的有關規定,把信息倫理道德教育有機地滲透到各種信息技術教學活動中,效果顯著。
一、 什么是信息倫理道德教育
在任何情況下,只要有信息的交流和傳遞,只要有信息的獲取和,都存在信息倫理道德問題。作為我們的信息技術科教學來說,信息倫理道教育應包括以下內容:遵守網絡規則和網絡禮儀;保護隱私權;信息的安全性和可靠性;預防計算機犯罪;注重網絡安全;尊重知識產權等。
教育部在2000年制定的《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》中規定,要教育學生正確認識和理解與信息技術相關的文化、倫理和社會等問題,負責任地使用信息技術;教育部在2003年頒布的《普通高中技術課程標準(信息技術部分)》提出,信息技術課程的總目標是提升學生的信息素養,包括遵守相關的倫理道德與法律法規,形成與信息社會相適應的價值觀與責任感。由此可見,信息倫理道德教育已成為信息技術課程目標之一,是信息技術課程的重要組成部分。
二、信息技術教學中的倫理道德教育的具體實施方法
1、精心設計課堂教學,營造信息倫理道德教育環境
(1)把信息倫理道德教育融入教學任務中。
信息倫理道德問題源于生活,現實社會中形形的倫理問題為教學內容提供了生動的案例,所以信息技術課可以適當的采用案例啟發式教學。比如通過"熊貓燒香案"、電腦變成任由他人宰割的"肉雞"案等案例,引出黑客和病毒問題,引發學生的學習動機;教師講解同案例相關的知識內容與學生分析探討案例相結合,師生從教與學的雙向角度獲得豐富的信息倫理認知;同時教師對學生的信息倫理行為加以引導,對學生的職業素養進行培養蘊化,使學生養成良好的倫理和職業行為習慣,從而使信息倫理知識深入人心。
另外信息技術課是一門實踐性很強的課程,經常以"任務驅動式"的模式進行教學,如果我們把一些倫理道德教育的內容添加到學生要完成的任務當中去,就可以讓學生在不知不覺中接受教育。比如word的圖文混排這個內容,我們可以把制作一個"戒除網癮"或"防止網絡犯罪"的宣傳海報作為任務。
(2)拓展教學內容,適時、適量進行信息倫理道德教育。
信息技術課程中有很多內容是有拓展空間的,教師在完成規定課程內容的同時可以適當地加入信息倫理道德教育方面的內容。如,在講授PhotoShop這個章節時,在學生掌握了圖片合成的技術以后,把從網上收集到的利用圖片合成技術進行惡搞的圖片和利用此技術進行造假的事例播放給學生看,引導學生對此進行分析和判斷。又如,在講授電子郵箱的使用這個內容,我們可以加入一些信息安全防范方面的知識。還有,講授網上交流工具的時候,適當介紹一些網絡欺騙的案例,讓學生在網上注意謹慎交友等。如此在學生學習計算機技術的同時及時把相關的網絡道德教育加入其中將會收到事半功倍的效果。
2、日常教學注重教師教學示范,潛移默化對學生的信息倫理道教育
教學過程既是教師引導學生學習的過程,同時也是學生觀察、發現、了解教師的過程,教師的思想品德、行為舉止、一言一行都會給學生留下極其深刻的印象,直接對學生產生積極或消極的作用。因此教師不僅要注意自己平時的言行舉止,還要注意自己在"虛擬空間"中的用語。如課堂上用到論壇、電子郵件等進行交流的時候,教師都注意自己的網上禮儀,多用"你好"、"謝謝"等文明用語;盡量用短消息來簡明扼要的表達自己的觀點;不發重復信息等。學生耳濡目染,久而久之也會養成良好的網上文明習慣。
3、綜合實踐教學,引發學生對信息倫理道德的深層次思考
在完成相關的基礎知識與技能的學習后,讓學生組成協作學習小組,采取課上與課下相結合的方式,開展信息倫理道德教育方面的實踐活動,自己去發現和研究身邊的一些信息倫理現象,以獲得更深刻的認知體驗。具體實施包括確定課題、探索研究(搜集資料、設計問卷、采集數據、處理數據等)、成果展示交流及評價三階段。
確定課題時,通過教師給定題目和學生自主選題兩種方式來確定研究題目,具體可以設置如下所示的實踐活動課題供學生選擇:
* 網絡對學生的利與弊
* 學生QQ使用及個性簽名情況調查
* 網絡游戲對學生的影響
* 學生上網情況調查
* 學生網絡安全意識調查
* 學生網絡成癮情況調查
* 學生上網與人的溝通
學生確定課題后進入探索階段,探索階段是整個實踐活動的中間和核心環節。小組成員分工合作,運用信息技術工具搜集資料、采集數據和處理,并在此基礎上小組成員形成了總結,將主要成果呈現出來。比如用WORD軟件設計調查問卷,用Excel軟件處理數據,用PowerPoint軟件來展示成果。在成果演示交流和評價環節中,教師和全班共同對各小組的實踐結果進行交流和合理的評價。這樣最終實現信息技術與信息倫理道德教育的融合,通過實踐活動更深入的了解人們對信息倫理道德方面的看法,進而提升學生的信息素養,并在教師的引導下,形成自己在信息使用中的行為準則達到我們實驗的最終效果。
總之,信息倫理道德教育是一項周期比較長的工作,僅僅靠課堂教學和學校教育是遠遠不夠的,還要借助家長、社會、輿論等方方面面的力量,形成合力,才能營造良好的信息倫理道德教育環境,并從根本上解決信息倫理道德問題。
參考文獻
[1]教育部,《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》,2000
關鍵詞:元認知理論;小學信息技術;概念;可能性;促進作用
鑒于元認知理論的豐富內涵,其在小學信息技術課堂教學中所發揮出的重要作用日漸得以凸顯。筆者通過多年的信息技術教學經驗,對元認知理論的概念、元認知理論與小學信息技術教學整合的可能性以及元認知理論對小學信息技術教學的積極促進作用進行了一番分析與探索,旨在拋磚引玉,引發更多教育同仁對元認知理論與小學信息技術教學的深刻認知與體驗。
一、元認知理論的概念
元認知即認知者對自我心理狀況、能力水平、預期目標與踐行方式方法等因素的全面認知,也指認知者對自身認知活動進行積極計劃、監測及調節的行為。該理論最早由弗拉維爾于20世紀70年代提出,其內容主要包括元認知知識(認知者對自身認知活動的過程、有可能出現的結果等的大致判斷及初步認知)、元認知體驗(認知者自身在認知活動中產生的個體認知體驗及情感)及元認知監控(認知主體在認知活動進行過程中,對自我認知活動過程中的行為、表現等進行主動監測、調節及控制的態度行為)三大部分。究其本質,元認知就是認知者對自我認知活動進行有意識調節、控制的有效活動形式。
教育實踐表明,元認知理論對于鍛煉及發展認知者(即學生)的自主學習能力以及切實提高教育教學質量有著非常積極的促進作用。
二、元認知理論與小學信息技術教學進行整合的可能性
1.小學信息技術課程的學科特點決定了其運用元認知理論的必要性
不同于其他學習科目,小學信息技術課程具有較強的操作性學科特征,需要學習者在學習過程中付諸大量的課堂、課外實踐,這就與元認知理論強調認知者盡可能地進行實踐的特性不謀而合。除此之外,小學信息技術的學習內容較為簡單,學生通過自身的操作與實踐,往往能在最短的時間內得出完整的結果,而這就有利于他們得以及時認清、改正自身在實踐過程中所產生的錯誤,并以此為基礎對自我實踐活動進行公正、客觀的評價與分析,這些都對學習者自我意識、行為等的監督、調節及控制等綜合素養的顯著發展起到了極大的促進作用。如此,也同元認知理論強調認知者對自我認知活動進行有意識調節、控制的本質達成了一致。
此外,在元認知理論中,認知者在認知活動中需具備一定的元認知能力,即自我學習、發展的綜合能力,該能力是認知者習得、掌握特定知識內容的最基礎能力。這也在一定程度上決定了元認知理論同小學信息技術課程進行有效結合的必要性。因為,學生在小學信息技術學習的過程中需要借助自身已有的知識經驗基礎完成對新知識、新內容的自主、積極學習,這一學習活動離不開其元認知能力的參與,同時也將在一定程度上促進他們本身元認知能力的進一步發展。
2.小學信息技術課程的主要學科教學形式決定了其運用元認知理論的必要性
“任務驅動”是小學信息技術課堂教學的主要模式,而這種典型的教學形式卻恰恰與元認知理論的基本理念不謀而合。實踐表明,小學信息技術課堂的上述教學模式有利于進一步培養小學生自身包括自我體驗、自我監測、自我調節等在內的多項元認知能力。
任務驅動教學模式即是指教師根據主要教學內容有針對性地提前為學生設置特定的活動任務,要求學生或獨立完成或團隊合作,在完成任務的同時實現對將要學習的內容形成初步的感官認知。任務驅動教學模式的主要操作步驟主要體現在以下幾個方面:教師依據目標制定活動任務―學生結合已有知識經驗執行該活動任務―以學生為主、教師為輔進行對任務完成情況的評價與分析。這樣一來,任務驅動教學模式的具體步驟就在很大程度上同元認知理論中認知者在自我認知活動中依次進行認知活動計劃、認知活動監控、認知活動評析等步驟形成了大致的吻合。
三、元認知理論對小學信息技術教學的積極促進作用
1.利用任務驅動法促進小學生信息技術學習過程中元認知體驗能力的發展
前文提到,任務驅動法是小學信息技術課堂的重要教學模式之一,通過對教育實踐的研究與分析,我個人認為,恰當利用任務驅動法有利于促進小學生信息技術學習過程中元認知體驗能力的發展。例如,當教師為學生設置了特定的學習任務之后,學生不再需要毫無章法地進行新知識、新內容的預習或者鞏固工作,而只要在明確具體任務要求及目標的基礎上充分建立起多層次且完整的結構體系,并將一個整體的任務目標分解成若干個階段性、簡單易操作的小任務,如此便可使其自身在一步步完成任務實踐的基礎上逐漸獲得更多的成功體驗,而成功體驗的獲得就對他們元認知體驗能力的顯著發展形成了極大的推動力。
此外,任務驅動法對于促進小學生信息技術課程元認知活動參與興趣也將產生深刻的影響。如,在教會學生Excel相關理論知識點之后,我要求他們嘗試幫助我對某次考試成績表進行統計與分析。這一情景的設置極大地滿足了學生的現實生活實際,有利于他們以積極、主動的狀態參與到實踐活動中,更有利于他們在合作討論、實踐操作中逐漸提高自身元認知體驗能力,真正收獲了預期中的良好教學效果。
2.借助問題提問法促進小學生信息技術學習過程中元認知監測能力的發展
實踐表明,借助自我提問,學生能對自身正在進行的實踐活動進行實時的監測,這對于他們自身元認知監控能力的發展將產生積極的影響。以我自身為例,在小學信息技術課堂教學活動中,我就會結合實際情況為學生設置一些同他們信息課程學習內容息息相關的問題。如下為我在平時的教學活動中經常提問學生的部分問題,僅供教育同仁參考:
本節信息技術課程要完成的主要學習任務是什么?
學習任務主要分為哪幾部分?
你認為,要想順利完成該任務自身需要掌握哪些信息技術素養?
在之前的學習活動中,你是否遇到過大致類似的學習任務?如果有的話,之前的學習任務能為當下的學習任務提供哪些實質性的幫助?
在任務進行中,你是否能始終遵循自己之前所制訂的任務計劃?
在任務進行過程中,你的操作步驟是否完全符合教材理論知
識點?
在任務進行過程中遇到困難,你會如何做?
通過該任務,你學習到了哪些新知識?
對比預期,你是否滿意任務完成后所呈現出的結果?假如不滿意,不滿點在何處?
針對任務完成后的不足,下次你是否會嘗試進行改進?
……
如此,借助上述簡單問題,就使得學生在活動任務中能及時、充分地進行監測,有利于其自身元認知監測能力的顯著發展。
3.借助多元化評價促進小學生信息技術學習過程中元認知反思能力的發展
元認知反思能力是認知者元認知綜合能力的重要組成部分,而借助多元化評價卻可以在一定程度上促進學生信息技術學習過程中元認知反思能力的發展。對此,我有著非常深刻的體會。如,我在小學信息技術實踐教學過程中就會有意識地運用包括學生自我評價、學生小組評價、師生共同評價等多種形式的評價方式。學生自我評價有利于學生實現對自身學習活動的公正、客觀認識;學生小組評價有利于學生之間形成良好的互動、競爭關系,便于其互相學習、借鑒與共同發展;師生共同評價則既有利于師生彼此之間建立起和諧、良好的師生關系,又有利于學生信息技能的提高與教師教學能力、教學手段的發展……而這些又都將促進學生逐漸學會對所參與的實際認知活動進行積極的自我反思、自我分析、自我總結與歸納。總之,在小學信息技術教學活動中恰當、靈活地運用多樣化的評價方式有助于學生自身元認知評價及反思能力的穩固進步與發展。
21世紀以來,社會對人才的要求逐漸發展成為既要具備扎實的理論知識積累,同時更要掌握自主學習的水平與綜合能力。新時代對高素質人才的高標準、高要求決定了學習者在自身的學習活動中應具備計劃、反思、監測、調整等自主學習能力,在此背景下,鍛煉、發展學生的元認知能力就變得舉足輕重。鑒于此,小學信息技術教育工作者應當從自身的實際情況出發,盡可能多地給予學生自主進行認知活動的時間與空間,如此方能在保證學生自身元認知能力顯著提高的同時確保小學信息技術課堂獲得良好教學效果。
參考文獻:
[1]王菲菲,楊雪,黃海林.我國元認知理論與實踐研究綜述[J].高教研究與實踐,2012(09).
[2]吳迪.元認知與小學信息技術教學:回顧與展望[J].教育科學,2009(04).
關鍵詞:高效學習;信息加工理論;學習困難
有效教學與高效教學是當前高中數學教學的一個討論熱點,如何追求有效也成為高中數學教學研究的一個熱門話題.從當前實際情況來看,絕大多數有效教學的切入點都是教師的教學方式與學生的學習方式,當然也產生了大量行之有效的研究成果. 但筆者認為,如果從教育科學的角度看待有效教學,那就應當從學習的內在原理角度、從學生學習的角度去研究高中數學學習. 這種從外入內的轉變應當說更加容易抓住學習的本質. 縱觀學習心理研究的過程,從行為主義理論,到信息加工理論,再發展為認知心理學,到后現代教學理論視角下的建構主義等,都是研究學習機制的理論. 結合當前高中數學教學的實際,尤其是在目前評價體制下,筆者以為信息加工理論對當前高中數學教學更具啟發意義.
信息加工理論并不是一個新的心理研究成果,事實上在很多高中教師看來,師范大學的課程中就學過這一知識.問題在于當時缺少教學實踐的支撐,形成的知識體系更多是一種理論框架. 而今天當面對著學生的學時,這一理論更加容易綻放出絢麗的光彩.
信息加工理論視角下的高中數學學習簡述
從信息加工的角度來看,高中數學學習是學生在初中數學學習的基礎上,對數學信息的輸入、儲存、加工、輸出(提取)的過程. 這里重點強調數學學習的基礎,是因為其對信息的輸入、儲存、加工都有著明確的作用. 可以先來看一個例子:已知二次函數f(x)=-4x+1 (a≠0,a∈R),求f(x)在[0,1]上的最大值和最小值.
在高中數學學習中,這是一個普通不過的數學問題,但透過對這個數學問題解決的過程,可以看到信息加工理論對學生的學習具有強大的解釋能力. 筆者是這樣分析的:首先要成功地輸入信息,即所謂審題. 審題就是將題目信息與已有的數學知識進行互動、聯結,真正有效的信息輸入,一定是新信息與舊知識相互作用的過程,譬如本題中的“二次函數”信息、具體的解析式信息、求最值的信息等. 這些信息一旦與舊知中的信息發生聯結,那就會進入學生的短時記憶甚至是長時記憶,這也就完成了儲存的過程. 而上述的聯結就是初步加工的過程,更精細的加工應當伴隨著這樣的問題解決過程――在區間[0,1]上,此二次函數對稱軸處于什么位置?即對稱軸在區間的里面還是外面?再將區間[0,1]分成0,和,1兩個半區間,然后再判斷函數的對稱軸與這兩個半區間的關系. 有了這些分析,關于a的取值范圍就成為一個關鍵問題. 而這個問題一旦得到解決,學生就可以成功地輸出思考的信息,從而完成習題的解決.
顯然,在這個問題解決的過程中,信息的輸入、儲存、加工、提取起到了明顯的作用,沒有信息的有效輸入,沒有儲存與加工之間的相互促進,就不會有輸出. 而反思大多數數學知識的學習,其實都經歷著類似的過程,因而也就可以看出信息加工理論對數學學習具有一種普適的作用.
用信息加工理論解釋高中數學學習的困難
高中數學教學的目的是什么?當然是為了提高學生的數學素養. 高度數學學習的挑戰是什么?是數學學習中問題的解決.這兩個問題哪個重要,看起來是前一個重要,可實際上如果解決了后一個問題,前一個問題也就解決了. 因此,高中數學教學某種程度上講,就是解決數學問題的教學. 面對學生在數學學習中遇到的困難,教師應當如何進行分析呢?筆者以為從信息加工理論的視角來看,會有比較理性的認識. 一般來說,學生在數學學習中遇到的困難是基于以下幾個原因:
一是信息的輸入上出了問題. 學生進入高中之后,由于數學語言(高中數學研究的另一個重點)的專業性與豐富性,初中階段積累起來的數學認識往往不足以讓學生讀懂高中的數學語言,這就會導致學生在聽課(即信息的輸入)環節遇到困難. 比如說高一數學就會遇到大量相對陌生的概念,集合、子集、真子集等,具有很強的數學專業性,這種專業性對于教學經驗豐富的教師而言,可能就是一個普通語言,但對于初涉高中數學的學生而言,就是一種數學語言與數學理解上的挑戰,教師如果忽略了這一點,那學生的信息輸出就會出現困難,高效的數學學習自然就難以發生. 如果再分析得細致一點,還可以發現在一些基本概念的區分上也容易出現信息輸出困難的問題,例如集合知識中有并集和補集等概念,并且有相應的符號. 如果學生對這種概念識別不清(就是信息輸入困難的一種表現),那學生就會對很多基本的數學理解表現出障礙,而且這種障礙是基礎性的,忽視了這種基礎性,只對建立其上的概念進行重復,那是沒有作用的.
二是信息的儲存與加工上出了問題. 如前所說,信息的輸入與存儲、加工其實既是先后階段,又具有密切的關系. 有效的信息輸出其實也是建立在成功的加工基礎上的,一般來說,只有經過了信息加工,才能讓信息有效地進入學生的記憶系統. 這里重點闡述存儲與加工,主要是基于兩者在信息加工系統中的獨特地位而言的. 數學信息進入學生的思維之后要有一個“落腳地”,還要能夠“生根”,從信息加工的角度來看,這個落腳地就是學生原有的知識基礎,而生根的過程就是新舊知識發生相互作用的過程.同樣舉集合中的一個例子,當教師向學生提供{(x,y)y=3x+2,x∈R,y∈R}時,學生會想到什么?在回答這個問題之前不妨先思考另外一個問題,即如果是沒有相應數學基礎的學生看到這個之后會想到什么?答案可能是:看不懂!不明白!看不懂意味著難以有效輸入,不明白意味著難以存儲與加工.事實上,能成功進行存儲與加工的學生,其思維中一定是存在曲線軌跡知識的,一定是存在方程與函數聯系知識的,一定是存在直線與方程的關系的,只有有了這些知識基礎,新的知識才有可能存儲與被加工.
信息的存儲與加工困難的另一個原因就在于學生不能有效地將不同數學知識聯系起來. 這種聯系能力在學習心理學中被稱為組塊,尋找不同數學知識點之間的關系并使之形成一個大的知識系統,就完成了對數學知識的組塊.由于數學語言的特殊性,有時學生不能通過對數學語言的解讀去發現不同數學知識之間的關系,比如說“直線”與“方程”,在很多學生看來就是兩個獨立的概念,而熟練者則知道兩者之間存在著對應關系,聰明的學生還能發展為“曲線”與“方程”的關系,從而也就擴大了這一數學知識系統.
而嚴苛的數學條件有時也會為學生對數學知識的加工造成極大的困難. 有經驗的數學教師都知道,很多學生在數學新知的學習與數學問題的解決中,正是由于對有些條件的忽視,使得信息加工發生了錯誤,從而導致了錯誤的理解或解題結果.比如在學習對數的時候,對形如logaN的理解,要求學生清晰地知道a>0且a≠1,N>0. 這些條件的存在,使得在解決對數不等式等問題時錯誤頻出. 由此可見,信息加工的成功與否,在于學生能否有效、完整地輸入信息,且信息能否有效地發揮作用.
三是信息的輸出上出了問題. 首先要說的有一種輸出錯誤不是信息加工有問題,而是學生的一種無意識,如經歷了完整的思維(信息加工)之后,得到了選B的結果,但手上卻寫的是C,這種輸出性錯誤一般來說與信息加工沒有太大的關系. 但基于數學語言的信息加工卻是值得數學教師重視的,高中數學內容太多,其中用到的符號與概念數以百計,在高中學習尤其是高三階段,要將這些數學語言綜合運用且能達到熟練運用,不是一件易事. 再加上數學知識本身固有的邏輯關系,在“因為、所以”中進行系統的推理對學生來說本身就是一個挑戰,在面對這一挑戰時還得將想的寫出來或者說出來,需要學生的注意力有效地進行分配,事實上也就給信息的輸出提出了挑戰.
信息加工理論視角對高中數學教學的啟發
本文就信息技術與物理課程教學的整合,結合自己物理教學的實踐談談以下幾點看法。
一、“課件”向“積件”思路發展,探討物理學科整合新方法
在計算機輔助物理教學這個領域里面,市場上已有相當數量的物理教學軟件可供購買,但能夠真正適用于教學的軟件卻不多,教師自制課件的水平又不高,容易造成“低水平重復”的現象。在此階段上,尋求計算機輔助教學軟件開發和應用的新路子──積件思路應運而生。其指導思想是:“課件”向“積件”發展,工具型、資料型、開放型的教學平臺已成為計算機輔助教學軟件的發展方向,它包括帶有學科特色的平臺和多媒體資料庫。教師稍加培訓就能夠自如的運用它們來按自己的意愿制作課件,緊密配合自己的教學過程、為課堂教學所用,在真正意義上,實現計算機輔助教學。。
例如在物理學科平臺方面:《CSC電子備課系統》初中物理版、天翼全景多媒體教學軟件高中物理版都是面向教師設計的新一代大型集成化多媒體輔助教學軟件,集眾多教育專家和優秀教師的科研成果及教學經驗于一體,為教師提高教學質量、探索新的教學模式和方法提供了豐富的資料和必要的教學手段;又如《青鳥師友多媒體課件開發平臺》,是一個基于Windows操作系統,集聲音、圖形、圖像、文字于一體的多媒體課件開發工具;再如幾何教學平臺的“幾何畫板”不僅適用于幾何教學,而且也適用于物理教學中的力學課程,它界面簡單、容易學習、直觀好用,因此這樣的軟件很受老師的歡迎。以上四個多媒體計算機輔助教學軟件開發平臺,就很好的體現了“積件”思想。
在多媒體資源處理方面,物理作為一門信息技術鄰近學科,物理教師應該成為信息技術與學科整合的先行者。如今許多物理教師都在Internet上建立了自己專門的網站,并把以網頁瀏覽的形式制作的CAI課件、教案、論文等放在該網站中,同時還可以把其它網站已有的課件通過Internet的超級鏈接功能揉合到自己的CAI課件里,以“搭積木”的形式,把在教學實踐過程中制作的每一個課件鏈接起來,通過長時間教學的積累,逐步建立一個完整的教學課件體系。反之,其它教師也可通過網絡共享自己的CAI課件,克服了傳統的“軟件包”形式的課件不能共享的缺點,提高了課件資源的利用率,充實了網上物理學科資料庫,形成網上物理學科聯盟,實行資源共享。此外,教師和學生可以在任何時間、任何有網絡終端的地點,通過Internet網絡來訪問這些網站,進行物理教學的探討和鞏固性學習。
因此,運用“積件”思想,走素材資源庫和制作平臺相結合的新思路,是軟件開發和應用走出目前困境的有效途徑。學科教師應根據教學實際,運用“積件”思想,充分利用現有條件下的網絡信息資源素材庫和教學軟件,以及相關的CD、VCD資源,從中選取適合教學需要的內容來制作自己的課件,從而適應不同教學情境的需要,徹底改變教學軟件在設計、開發和使用上的相互割裂的局面,使CAI在課堂上的運用走出低谷,朝著信息技術與物理學科整合這一更為廣闊的方向發展。
二、電腦模擬,發揮物理演示實驗、虛擬實驗室的功能
1、信息技術與物理實驗教學整合,發揮演示實驗作用
物理是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學和演示實驗是中學物理教學的重要一環。豐富多彩、生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點,利用實驗課不僅可以讓學生記住某些相關結論、實驗步驟,而更為重要的是能夠使學生透徹理解并且完全掌握產生實驗結論的過程。在普通物理課堂的演示實驗中,由于受到常規實驗儀器本身的限制,實驗效果常不如人意。而通過多媒體技術模擬實驗的輔助,模擬一些重要的,但在現實實驗環境下難以完成的一些物理實驗,則可彌補常規實驗儀器的不足,提高物理實驗的演示效果。
如本人在做凸透鏡成像規律實驗時,先用常規儀器按傳統實驗方法進行演示,由于常規實驗儀器的限制蠟燭在光屏上所形成的像隨著物距的變化而變化的這一現象不是很明顯,致使學生對凸透鏡成像的特點不甚理解,并產生迷惑。此時我改為采用多媒體技術進行凸透鏡成像規律模擬實驗,演示物距從無窮遠至小于焦距的整個實驗過程中物距、像距和像的變化的情況,整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了,從而使學生對該實驗有了一個清晰完整的認識。由此可知通過信息技術與物理實驗整合,可以突破常規實驗儀器的局限性,所以我們應當充分發揮信息技術的特長,對那些難以觀察到的、復雜、困難的實驗進行模擬和提供幫助,成為常規實驗的補充,并把兩者結合起來,使實驗教學上升到一個新的層次,從而有助于學生發現規律、獲得知識,提高學生的科學文化素質和實驗技能水平。
2、在網絡技術環境支持下,發揮學生自主探討性實驗作用
在傳統物理實驗室,一方面由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失,有許多實驗室規章制度,對學生諸多限制;另一方面由于實驗環境和實驗條件的限制,實驗結果往往和物理理論不一致,甚至出現相反的數據,這一切無不暴露出了傳統實驗室的弊端。
讓學生在網絡環境下進行虛擬實驗室操作,以自主模擬實驗為基礎進行多媒體教學,則可以解決這一難題。如筆者在上傳統電學實驗課時,通常會告訴學生,電流表的接線柱不能接錯、電壓表不能超過量程,電池組不能短路。很多實驗不允許學生自己操作,這些規定無形中扼殺了學生的創造性思維,而有些學生自主意識很強,常常會進行一些“地下操作”,最終損壞了儀器。然而,須知這些“破壞性”強的學生實際上也是動手能力、創造能力強的學生。在網絡環境下,倡導學生自主探討性實驗,既可保護儀器又能培養學生的創新能力,并能把很多傳統實驗做不到的效果一一再現。如本人曾在網絡環境下采用“仿真物理實驗室”虛擬電學實驗室軟件(在線版網絡軟件),實現網絡與物理學科教學的整合。學生在網絡技術環境進行多媒體實驗操作,通過網上人機對話,學生可以一邊操作一邊在網上暢游,獲取新知識,或與其他同學交流。如果學生在網絡虛擬實驗室遇到問題,就可以通過網絡從其他同學那里獲取相關信息,進行討論,讓學生自主學習,并自主觀察模擬實驗,從而掌握學習成果和學習方法。
這種虛擬實驗室為學生提供了全方位的開放性的操作環境,使學生在課堂上實現了在虛擬世界的真實體驗。信息技術與物理實驗教學整合,能夠培養學生自主模擬實驗、觀察實驗,并歸納、總結,抽象成所需知識的能力,從而學會學習,使學生主動地獲取物理知識,發展能力,并促使他們建立科學的世界觀。
三、充分利用網絡資源,增進教學效果
進入網絡時代后,網絡環境為學生提供了豐富的知識庫、資源庫,網上的資源開發和利用已成為一個現代教育工作者必備的信息素質。網上資源具有信息量大、更新快等特點,例如:中國中小學教育教學網()教育資源庫物理學科、廣東教育資源網()資源中心物理學科、中國物理教育網()等可謂是一間完整的中小學數字資源庫,它為我們提供了同步教學、優秀課件等多種資源,且處于動態的更新之中。通過下載這些優秀課件、優秀習題再作進一步的組織、加工就能設計出適合自己風格的課件來。
本人在進行初二第十二章第一節浮力教學時,須向學生解釋浮力產生的原因。我先設想一個立方體浸沒在水中,它的6個表面都受到水的壓力,它的左右兩側面、前后兩側面,受到的壓力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下兩面由于深度不同,受到的壓強大小不同,壓力也因而不相等。浮力的產生是由下表面受到水的向上的壓力和上表面受到水的向下的壓力差,但如果使用語言和文字向學生講授向上和向下壓力差時,學生理解起來比較抽象,難懂,對整個過程反映比較茫然。所以我通過在中國中小學教育教學網()物理學科課件庫網站下載相關課件解決這一難題。該課件以動畫的形式慢鏡頭表示前、后、左、右的壓強、壓力相等,小木塊保持不動,但加載上、下表面壓強、壓力時,小木塊慢慢向上移動,同時超級鏈接浮力大小的推導公式錄相。活潑的動畫效果、直觀的圖形,快速有效地激發了學生的學習興趣,收到了良好的教學效果,學生很輕易就攻破這一難點,同時為講授下一節阿基米德原理做好理論基礎,而這一切都是傳統教學很難做得到的。總之,讓學生在生動、形象的環境中進行學習,由此達到事半功倍的作用,也就能很好地提高課堂教學效果。
信息技術作為最先進的教學媒體與物理學科整合,不但深化了物理學科教學、加大了學科信息容量,而且提高了課堂四十五分鐘的教學效率。
四、擴大信息來源,提高教學水平
1、了解物理學科發展時事形勢、把握教學動態:
我們通過Internet在官方權威網站上查看有關物理發展動態,可以做到在時事政策上緊跟形勢,在物理學科教學時作出及時調整。物理作為一門理科學科,大量的習題是必要的,但訂購的習題集往往又存在著題型偏舊、信息過時的缺點,這對于學生習題更新、掌握中考的習題形勢是不利的。為了克服這一缺點,我們可以充分利用Internet這一信息資源,從網絡如中國中小學教育教學網()上的物理試題中心、中國園丁網()試題集錦欄目和其他一些重點中學網站試題庫上下載最新的試卷、搜集物理相關試題,用來給學生作為測試題和平時練習。實際情況證明:這些題目題型新穎、信息準確,對于啟發學生的思維,開闊學生的視野有著很大的幫助。
2、增進學習交流、提高教學水平
網絡的交互性給物理教師互相學習交流提供了機會。教師可以一方面利用電子郵件與有關專家進行交流,學習前沿的理論知識,獲取名教師的經典教案;另一方面還可以參與網上的教師繼續教育和參與一系列教育門戶網站的教育論壇,如在中國名師教育網()我們可以與重點學校的名師專家探討物理教育應培養怎樣的人才,在中國園丁網()、中國物理教育網()的教育論壇我們可以與各地的同行探討物理教學中遇到的問題以及對物理教學改革的看法,通過網上學習交流,實現資源共享,達到提高教學水平的目的。
我們通過信息技術與物理課程教學的整合,激發了學生對物理學科的學習興趣,課堂上參與意識很強,對知識的理解掌握程度較理想,尤其是實驗教學,學生的實驗理解能力、動手能力均取得了長足的進步。實踐證明,信息技術與物理課程教學的整合能鞭策我們教師去進一步完善課堂教學,使教學過程更具有科學性,幫助教師在課堂上更合理地掌握和利用時間,吸引學生的注意力,使學生在課堂上接受和掌握更多的知識,提高物理課堂教學的效率。
隨著信息技術和物理學科教學整合的發展,將信息技術引進教育領域將給學生、教師、學校帶來一個新的教學模式和新的契機,但同時也應看到,信息技術和物理教學整合是一個新興事物,還有許多問題需要我們去研究、探索。但我們確信信息技術在和學科教學中整合中將大有作為。
參考文獻: