生物组《通过一节网络课浅谈信息技术与课程整合的一点体会》

一、问题的提出
　　邓小平指出“教育要面向现代化，面向世界，面向未来。”进入二十一世纪，以计算机为核心的多媒体、网络技术迅速兴起、蓬勃发展，它的应用已遍及国民经济与社会生活各个角落，已经或正在给人类的生产方式、工作方式以至生活方式带来巨大的变化。这些变化也促使整个教育发生巨大的变革。特别是计算机多媒体融图、文、声于一体的认知环境以及先进的网络技术，使得人们关于教育、教学的传统观念受到了冲击，教学内容、教学手段、教学方法、最终导致教学模式、教学理论、教育思想，甚至教学体制的变革。新的教育观念已经出现，以多媒体计算机为核心的辅助教学的研究也日益兴起。随着计算机走进学校、家庭以及网络技术的运用，教育也向经济一样，走向“全球一体化”。学校在“扩大”，教室在“缩小”。
在国际教育改革的探索中，建构主义的理论越来越受到重视。它吸取了近几十年来哲学、心理学、思维科学、教育研究领域的新成果，结合教学的基本性质和特点，对各科教学作出了全面的阐述，成为教育理论和实际教学的指导性理论。建构主义理论的核心，即认为“知识不是被动接受的，而是认知主体积极建构的”。建构主义以这种新的观点，对各科知识的性质、学习的性质、学生的性质等方面展开了它的基本看法。多年来统治我们各级各类学校尤其是中学的传统教学结构，用一句话来概括，就是以教师为中心的教学结构。在这种结构下，教学系统中四个要素的关系是：教师是主动的施教者，甚至是教学过程的绝对权威，教师通过口授、板书把知识传递给学生；作为学习过程主体的学生，在整个教学过程中只是用耳朵在听，处于被动接受状态，是外部刺激的接受器（相当于收音机或电视机）；媒体在教学过程中主要是作为辅助教师教、即用于演示重点和难点的直观教具，传统CAI就是起这种作用；在这种结构下，教材是学生获取知识的惟一来源，老师讲这本教材，复习和考试都是依据这本教材。
我们多年来进行了很多的改革，有多少是在改变教学系统的结构？不能说完全没有，但应该说是凤毛麟角。在建构注意学习理论的指导下，实施信息技术与课程整合正是为了有效地改变传统的教学结构，即彻底改变教学系统中四个要素的地位与作用。
二、多媒体技术与建构主义理论的必然结合
建构主义理论的内容很丰富，但其核心只用一句话就可以概括：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。因此，建构主义教学模式是一种在教师指导下的、以学习者为中心的教学（学习）模式。在这种模式中，学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。教师是学生意义建构过程中的帮助者和促进者，而不是知识的传授者和灌输者。这种教学模式特别注重学生在学习过程中的主体作用，例如：要求学生用探索法、发现法去建构知识的意义；要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料，对所学习的问题提出各种假设并努力加以验证；要求学生把当前学习内容与自己已经掌握的知识相联系，并对这种联系加以认真的思考，并且把联系与思考的过程与交流、讨论的过程结合起来，使建构意义的效率更高。这种教学模式也需要教师充分利用情境、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，激发学生的学习兴趣和学习动机；创设符合教学内容的情境，提示新旧知识之间联系的线索，组织协作学习，提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中把问题一步步引向深入，启发学生自己发现规律、自己纠正错误的认识等等。
建构主义学习理论认为：“情境、协作、会话和意义建构是学习环境中的四大要素”。 学习环境中的“情境”必须有利于学生对所学内容的意义建构，教学设计不仅要考虑教学目标，还要把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。由于多媒体计算机和网络具有多种特征，一张关于乐器的光盘《乐器》上，你可以听到２００种乐器的音调和音色，你会发现大约１５００个实例，超过５００张的高清析度的照片和大量文章。你还可以用４种不同的方法来研究乐器。这就把不同媒体的信息的各种教学内容组成一个有机的整体。这样就可以形成建构主义学习环境下的理想的认知工具，能有效地促进学生的认知发展。这也是建构主义理论显示出强大生命力的原因之一。传统的教材、文字与语言以及活动的影象无法组成一体化教材。只是以教科书、录音带、录像带各自独立的形式存在，内容也比教单调、枯燥，与计算机多媒体融图、文、声、影像于一体的，丰富多彩的电子教材就无法相比。
“协作”发生在学习过程的始终，从资料的搜集与分析、假设提出与验证、学习成果评价直至意义的最终建构均具有重要作用。在多媒体计算机交互状态下，学生可以按照自己学习的基础、学习的兴趣、学习的层次，选择自己学习的内容、方式甚至教学的模式。比如“协商讨论”的模式。计算机可以象学习伙伴一样和你进行学习交流。在网络技术的支持下，计算机还可以作为你和其他学习伙伴交流的工具。例如一些青春期、性方面的话题，平时面对面的时候羞于启齿，通过网络你可以大胆的与其他人交流意见和看法。
“会话”是协作过程中不可缺少环节，学习小组成员之间必须通过会话商讨如何完成规定的学习任务，每个学习者的智慧是整个学习群体的共享资源。通过网络，学习者之间、学习者与教育者之间可以方便地交流学习内容、学习的成果。一个学习者可以把另几个学习者的成果进行存储、加工、编辑、变换、控制，以便其他学习者查询、检索、再利用。可以共享每一学习者的思维成果。
“意义建构”是整个学习过程的最终目标，即认识事物的性质、规律以及事物之间的内在联系，通过“同化”和“顺应”来完善和丰富个体认知结构。由于学习的模式、教学方式的变革，使学习者在学习过程中始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置，这就不仅有利于建构意义的形成，而且非常有利于建构意义的保持。
三、建构主义理论指导下的生物教学
1．培养学生的信息技术能力迫在眉睫
在研究儿童认知发展基础上产生的建构主义理论，不仅形成了全新的学习理论，也正在形成全新的教学理论。建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求老师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。可见在建构主义学习环境下，对学生的信息能力也提出了较高的要求。学生的信息能力不同，学习的效果会明显不同。笔者在一节网络课中设立一讨论区，让同学们在讨论区上发表意见，效果并不理想，其中就有部分同学反映其打字速度太慢。 在课堂的最后十分钟，笔者又让同学门利用画图工具（画图或几何板）绘制DNA、染色体的变化曲线图，大部分同学无法按时完成。由此可见，培养同学们的信息技术能力已迫在眉睫。
2.教学的软硬件建设要抓上
在硬件上千方百计地投入大量的资金，建设了目前较为先进网络硬件环境的同时，在软件建设、人员培训与教育资源建设上也应投入适量的人力、财力，避免出现校园网有网无车、有车没有货，更缺少驾驶员，网络功能难于发挥，设备浪费和闲置，成为参观的展品。要注意收集整理教学资源，针对制作资源型课件的素材及资源型课件，尽量去购买。买到后由计算机教师通过一定方法整合到校园网站中，另一途径是在本校教师制作课件的过程中，收集大量的原始素材，经过整理分类后，存入校园网站，作为课件素材，共享使用。对课堂教学所需的课件等，如果能买到合适的，或者能从因特网上下载到的，先考虑购买或者下载，集中到校园网站上共享。在买不到或下载不到的合适课件时，才考虑到自行开发制作，但要求制作的课件必须能在网络上运行，是基于教学资源的课件，并是开放的，能被教师进行修改或再次开发。
3．加大多媒体网络技术与学科的整合力度
    在教学中，计算机能取代教师和学生常用的黑板、纸笔、打字机等工具，提高教学的效率，并能帮助教师和学生处理多种事务工作，提高教学准备工作和日常工作的质量。计算机作为备课工具，可以用来编辑所需材料、情报检索、文字处理以及教学资源管理等。
    目前，在实际教学中，计算机作为学生学习对象、学习工具以及教师的教学工具这三者逐渐融为一体。因为，有些计算机工具软件，往往融合了人类在处理此类任务时的各个环节和程序，这本身就值得学生学习，例如，字处理软件一般都包含了人们在处理文字工作时的各个细节以及流程，如文字编辑、版面设计、文档保存等，学生不管是否利用计算机字处理软件，都有必要了解这些工作细节以及流程。数据库管理软件也是如此。同时，这些软件又能作为学生学习的工具，学生可以利用字处理软件表达思想、利用数据库管理软件处理数据并研究问题，甚至可以利用数据库软件编写程序，使计算机完成一定的任务，或解决某一些问题。有时，这些软件又能被教师用作教学工具，例如，教师可以利用数据库管理软件教学生如何收集和处理社会调查的数据，可以利用字处理软件制作教学呈现的内容等。
    这三者的逐渐融合不仅是与信息技术本身的发展如超媒体、远程通讯以及智能辅导系统等的发展相适应，而且也是真正体现了信息技术整合于教育以及利用信息技术进行课程改革的要求。例如，美国的几何画板软件是一个平面几何工具软件。学生利用这一工具，可以自己作各种几何图形，并能测量图形的长度；可以对自己所作的图形，作各种操作处理，如缩短、拉长、旋转等，甚至可以制作作图程序，可以引入多媒体图像和声响，通过这些操作，学生可以创作各种特殊的图形，发现和研究图形的内在关系。教师可以利用这一软件制作各种呈现信息和演示图形和动画。同时，这一软件中所包含的思想和操作本身也值得学生学习。美国有的学校利用这一软件改革中学几何教学，进行所谓的“发现几何学”教学。
    以这三者的融合为基础，计算机整合于教学的模式将是多种多样的。有的整合模式是利用计算机来完善传统的教学形式，给传统教学形式赋以新的内涵和生命力，例如，基于计算机的课堂讲演、练习、讨论以及实验等。而有的整合模式则完全是利用计算机的新的潜力改革课程内容和教学方法，创设出了许多前所未有的教学和学习模式，例如，合作学习、探索和发现学习、交互式模拟、问题解决学习、以项目为基础的学习等等。
    无论是完善传统教学形式，还是创造崭新的教学形式，计算机都起着不可或缺的重要作用。通过计算机，学生可以彼此交流想法，及时将各自的想法变为可见的产品，使学生即时检验各自想法的效果，从而进行修正。在这里，计算机作为学习的对象、学习工具和教学工具，三者有机地整合在一起。首先，学生要完成一定的任务，必须学会一定的计算机基本知识和技能，尤其是与当前任务有关的机能，学生带着问题去学习，比起单纯地学习一门计算机课程，学生会有动力、目标更明确、会更明了计算机机能的作用，要有效得多，因此，计算机应用课程最好是分散在各种实际的任务之中；学生学习计算机技能，不是为了学计算机而学，而是为了立即用它作学习工具，来完成当前的任务。其次，计算机作为学习工具，可以帮助学生获取、处理和存储信息、表达思想、交流信息和解决问题，从而进行发现、探索、合作以及问题解决等各种形式的学习活动，这就是目前有人提出的计算机作为认知工具的思想；再次，计算机又被用作教学工具，教师可以通过计算机即时监控学生的学习情况，可以随时回答学生的问题，可以给学生提供某些范例等等。
    值得一提的是，通过计算机进行以项目为基础的学习，就充分发挥了计算机的三种用途。这属于一种真实性任务的学习，是目前倍受重视的一种学习形式。在这种学习中，学生针对当前的问题，活学活用计算机知识和技能。它强调学生的学习必须与实际中的问题直接挂钩，强调学生灵活应用所学知识解决实际问题。总之，计算机作为学习对象、学习工具和教学工具三者有机结合在实际学习任务中，是计算机整合于教学的一个重要方面。如果我们充分掌握了建构主义学习理论和充分发挥计算机的三种用途，就能灵活地创造性第将计算机整合于教学之中，最终达到教学改革的目的。