信息技术与课程整合的思考与实践.doc

薇袀腿膇蒃袀衿莃荿衿羁膅蚇袈肄莁薃羇膆膄葿羆袆荿莅薃羈膂芁薂膀莇蚀薁袀芀薆薀羂蒆蒂蕿肅艿莈薈膇肁蚆薈袆芇薂蚇罿肀蒈蚆肁芅莄蚅螁肈莀蚄羃莃虿蚃肅膆薅蚂膈莂蒁蚂袇膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂莈蒈螈袄膁蒃螇肆蒇荿螆腿艿蚈螆袈肂薄螅羀芈蒀螄肃肁莆袃螂芆节袂袅聿薁袁肇芄薇袀腿膇蒃袀衿莃荿衿羁膅蚇袈肄莁薃羇膆膄葿羆袆荿莅薃羈膂芁薂膀莇蚀薁袀芀薆薀羂蒆蒂蕿肅艿莈薈膇肁蚆薈袆芇薂蚇罿肀蒈蚆肁芅莄蚅螁肈莀蚄羃莃虿蚃肅膆薅蚂膈莂蒁蚂袇膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂莈蒈螈袄膁蒃螇肆蒇荿螆腿艿蚈螆袈肂薄螅羀芈蒀螄肃肁莆袃螂芆节袂袅聿薁袁肇芄薇袀腿膇蒃袀衿莃荿衿羁膅蚇袈肄莁薃羇膆膄葿羆袆荿莅薃羈膂芁薂膀莇蚀薁袀芀薆薀羂蒆蒂蕿肅艿莈薈膇肁蚆薈袆芇薂蚇罿肀蒈蚆肁芅莄蚅螁肈莀蚄羃莃虿蚃肅膆薅蚂膈莂蒁蚂袇膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂莈蒈螈袄膁蒃螇肆蒇荿螆腿艿蚈螆袈肂薄螅羀芈蒀螄肃肁莆袃螂芆节袂袅聿薁袁肇芄薇袀腿膇蒃袀衿莃荿衿羁膅蚇袈肄莁薃羇膆膄葿羆袆荿莅薃羈膂芁薂膀莇蚀薁袀 “信息技术与课程整合”的思考与实践 陈春雷 2003/9“信息技术与课程整合”（ ICT in Education ）是一个包括理论、技术和教育实践的综合系统工程，是一个随着技术进步和社会发展不断提出新目标向前发展的工程。这个工程里包括许多有着不同特点的课题，例如不同学科、不同地区、学校，不同学生、不同年龄段，不同学习阶段里如何实现“整合”等等。所以我们不可能给它制定单一的框架或者某个统一的具体模式，只能通过长期的探索、交流，使之逐步提高、完善，跟上社会快速发展对教育改革提出的需求。近三年，由于教育部在正式报告和文件里提出推进“信息技术与课程整合”的要求，在普及义务教育阶段和高中阶段的新课程标准里，也就运用现代信息技术对推进各学科教育改革的作用提出了建议，对全国教育工作产生很大推动作用，讨论“整合”的文章较以前增加了很多，许多原来曾以“上级主管部门没有文件”为理由对现代信息技术注意较少的教育工作者、研究机构和教育行政部门也陆续开始关注这个课题，为全国推进“整合”营造了很好的大环境，总的说是好事。但是，一些刚刚介入这个课题的文章，特别是一些还没有亲自参与过开发与应用研究的“纯理论”研究的文章，难免鱼龙混杂，有些需要辨别和商榷之处。学术上不同理念的自由讨论和碰撞会有利于使“整合”健康发展。本文所记载的一些思考是参与讨论、供点评参考的内容。在讨论中有两点原则是否可以确定：一是坚持以历史的、普遍联系的、发展的、辨证的观点进行研究；防止静止、孤立地讨论和形而上学的倾向。二是始终摆正理论与实践的关系：理论来源于实践，受实践的推动而发展，既要在大量实践经验的基础上总结带有规律性的东西，上升为理论，“不唯书、不唯上，只唯实”，同时要研究实践中提出的问题并寻找解决方案，供实践参考；理论要由实践检验，未经过多次检验的只能称为“假设”，凡不符合实际的“理论”内容都应该予以纠正，防止理论脱离实际的倾向。根据这两点原则，引伸出来的是注意正确处理传承与转变、改革及发展的关系。 （一）坚持以历史的、普遍联系的、发展的、辨证的观点进行研究；防止静止、孤立地讨论和形而上学的倾向。 主观主义、唯心主义与形而上学跟唯物主义与辩证法是数千年来人类关于认识论、关于教育和学习的看法里的基本分歧。历史以来，这种分歧呈现为复杂的状态，经常有交叉，还有发展。在十九世纪下半叶脑显微外科实验获得初步成果之前，“心之官则思”一类的说法表明人们对大脑“思维”功能的生理学基础缺少起码的了解。所以，正如德国生物学家恩斯特 . 海克尔在 1899 年出版的宇宙之迷一书里写的：“没有那一种现象像意识那样显得如此奇妙，如此众说纷纭。意识比其它任何一种心理功能更容易导致非物质的灵魂这一荒谬观念。”因而“大脑比起任何其它的功能来，它更是无数哲学谬误的根源。”使得“大多数教育家一开始就以唯心主义的心理学的传统偏见来着手他们的任务。”所以，在了解和研究许多教育家的“理论”时，坚持以辨证唯物主义为指导，汲取其正确成分，同时要排除主观主义、唯心主义和形而上学的“传统”影响，是特别需要注意的工作。 在中国共产党第十六次代表大会的报告里，提出要“从主观主义和形而上学的桎梏里解放出来”，作为保证社会主义现代化的思想建设任务之一。表明我们在研究“信息技术与课程整合”中提出这个理念是完全必要的。 我们不是根据形而上学与辩证法的概念推导出需要讨论的教育问题，而是从教育史的事实中弄清楚“信息技术与课程整合”的来龙去脉，从而理解推进“信息技术与课程整合”的必要性和紧迫性，认识实现“整合”的基本途径。首先要了解“信息”、“信息技术”与教育之间在本质上的联系。 一、 对于教育、教学本质的理解 1984 年，我在给北京市教师进修大本班讲物理教学法课程里（根据讲义整理的论文物理学的研究方法、学习方法及对学生的学习能力的培养 1985 年收入北京教育学会优秀教育论文教改之花第一集出版），一开始就提出：“物理学的研究方法和学习方法，归根结底是唯物的、辨证的方法。”“都是取得讯息和对讯息的正确处理。”（尊重原稿，当时是用“讯息”一词表述。近年普遍用“信息”一词。） “但是，正如辨证唯物主义的创始人之一恩格斯在 1885 年为反杜林论第二版写的序言中所指出的：事情不在于把辨证法的规律从外部注入自然界，而在于从自然界中找出这些规律并从自然界里加以阐发。 恩格斯讲的自然界的客观规律，对于研究客观规律应该采用的科学方法，恩格斯的论述同样是正确的。” “不应该从辨证唯物主义哲学的概念出发，去引出物理学的研究方法和学习方法，而应该从物理学自身的发展和学习物理学的过程中，认识这条正确的线索。” 在介绍了亚里士多德、伽利略、牛顿和爱因斯坦的研究工作后，小结提出：“如果说亚里士多德的研究方法是观察加思考，伽利略的研究方法是实验加思考，爱因斯坦的研究方法可以称为讯息加思考。他提出相对论时，没有也不可能做大量实验，他是从大量讯息（包括别人的实验成果和理论研究成果）中筛选出最有意义的讯息，加以处理，包括爱因斯坦称之为“理想实验”的推理，提出新的理论。量子力学等近代物理学的发展也表明了，讯息加思考是重要的研究方法，也是其它科学的重要研究方法。” “讯息加思考，早已有之。恩格斯用这样一段话简述科学社会主义的产生：和任何新的学说一样，它必须首先从已有的思想材料出发，虽然它的根源深藏在经济的事实之中。” “广义的讯息，包括从实验中得到的讯息。对物理学的研究来说，也是最基本、最重要的讯息。广义的讯息当然也包括从观察中得到的讯息。但研究物理的人如果只限于自己亲自做实验得到的讯息，其讯息量肯定较少，有时还避免不了所谓再创造甚至重复他人失败的教训，浪费宝贵的时间。随着讯息量的增加，讯息传播速度加快。讯息处理手段的发展，现代科学包括物理学的发展速度明显加快了。” 接着讨论学习与研究工作的区别时提出：“就学习的特点来说，必定是在已有的思想材料的指导下，以已有的思想材料为主要内容。”“学生在学习过程中大量接受的是已经加工和集富的讯息，这样有利于提高讯息密度以提高教学效率。”我是以讯息的获取与加工的理念阐述物理学的研究方法与学习方法。 1988 年我出版的计算机在教学中的应用一书里，将这一理念推广到所有学科的教学。提出：“从信息论的角度看，人的研究活动、学习活动以及教学过程，都是特殊的信息传输与处理过程。” “所谓研究，首先是根据课题的需要从外界收集信息，或者从大量信息中发现和提出课题。其次是信息处理，包括对信息的筛选、取样，通过信息的比较建立概念，在对信息整理分析的基础上建立经验公式，提出假说以至带有普遍性的理论等。这些都属于不同层次的信息处理。” “教师在教学过程中起什么作用，历来有不同的论述。我国古代有传道、授业、解惑的提法。从信息论的角度看，所谓道，是指人的行为准则，不同历史阶段的道，其内涵虽有不同，但作为行为准则却都是贮存在大脑中的信息。每当人们考虑做某件事情时，都要与这种信息加以比较决定取舍。所谓业，其内涵也随历史阶段不同而有不同，但其共性却都是指知识与能力。传与授显然是信息的传输。所谓惑，是受教育者的反馈，解惑则是采取补救措施，是一个双向的信息传输过程。” “不论是建立行为准则、传授知识还是培养能力，用自然科学的语言讲就是教给学生什么？它不是给物质，也不是给能量，而是给学生以信息。信息要有载体，信息的传输要依靠物质，依靠物质的一定的运动形式。例如通过书籍、文字、图片、声波、光波。而学生所获得的、在大脑中贮存的却不是书籍、声波和光波这些载体，而是这些载体所带来的信息。” “能力是以知识（不仅是书本知识）为基础的，是经过加工的具有一定功能的信息块。” “能力是信息的高级形式。人的能力要有先天的物质基础（大脑）。在一定物质基础上，人的能力主要靠后天的教育、培养、锻炼和贮存足够数量的高质量的信息块（包括产生式）。”这些论述都是围绕一个主题：“教育教学过程是特殊的信息传输与处理过程”。讨论中用这个主题含盖了获得知识、培养能力和做人的标准（德育）等教育目标。 我国古代教育家孔子就提出过：“君子务本，本立而道生。”以后，许多教育家的诠释是：“育人为本”，也就是讲教育的根本目标首先是帮助学生“学会做人”，或者说“先学做人，后学做事”。这是几千年来对教育的相同看法。但是，怎么才是“人”？做什么样的“人”？培养什么样的“人”？几千年里看法是很不相同的。孔子要培养“知书达礼”（指“周礼”）、“述而不作”，不要“犯上” , 不要意图改变“传统”（已有的甚至已经腐朽的）体制的“人”，所以后来很受历代封建统治者的赏识。历史上曾让遵从“无才便是德”的母亲承担“相夫教子”的责任，造成我国社会进步缓慢甚至长期停滞。今天，绝大多数人当然不会再同意去做“顺从的奴隶”，也不会同意去培养个辛亥革命就推翻了的“万岁爷”或者“一人之下、万人之上的父母官”。 2002 年 9 月 24 日在中宣部等五部委联合举办的党的十三届四中全会以来改革开放和现代化建设成就系列报告会上，时任教育部长的陈至立同志在报告中提出：“全面推进素质教育，核心是提高学生思想道德水准，培养学生的创新精神和实践能力，解决在新的时代条件下培养什么样的人和如何培养人的问题。”强调“现代教育理念”里要解决“在新的时代条件下培养什么样的人”。 针对“先学做人，后学做事”等强调“做人”的讨论，除了 1988 年提出做人的“行为准则”“都是贮存在大脑中的信息”之外，我在 1999 出版的计算机辅助教学 45 例里，进一步阐述这个命题。提出：“根据近代对人体科学、特别是脑科学的研究，”人所掌握的知识、能力以及修养等“都主要决定于大脑中形成的信息块的数量和质量。这里用形成一词，而不是用贮存，是因为人的大脑不是简单的存储器，而是对外界的信息经过筛选、加工才进入大脑皮层。所以，除了必须承认从外界直接获取信息的重要性之外，还强调了主体对信息的加工过程。”“人的先天能力决定于遗传基因里的信息，它一方面在总体上决定于人类数百万年发展史里变异和遗传所积淀下来的信息，使人这个物种总体上区别于其他物种；另一方面又直接受近亲的遗传基因里的信息的决定性影响，表现为个体的差异。”“人类都属于早产儿，出生时发育并没有完成，先天能力只是人的素质的尚未完善的基础、只是定向发育的可能性，如果缺少后天的训练和发育则先天能力得不到继续发展成为真正的人的素质。”“人的后天获得的能力完全决定于通过教育、训练所获得的信息。最有力的科学证据是四十年代印度出现的狼孩和七十年代我国东北出现的猪娃。出生不久的婴儿由于特定的原因没有获得人的信息，却长时间获得大量狼的信息或者猪的信息，其行为就以大脑中贮存的这种信息块作为标准、做指挥，其道德修养也是狼或者猪的修养，不能成为真正意义上的人。 1998 年，又新增加了第三个证据。在 7 月 14 日的俄罗斯劳动报上，发表了加琳娜马什塔科娃写的文章列乌托夫的狗孩，文章介绍了因家庭不幸，四岁离家出走与无家可归的野狗生活在一起的万尼亚，当人们发现他并组织营救队营救他的时候，遇到很大困难。救援者靠近他，狼狗就会向人发动进攻。当人们想尽办法将他与狗群分开，不仅狗会纷纷扑到门边不断地大叫，万尼亚的表现也与狗群毫无二致，咬人、挠人、像狗一样大声号叫。这就是大脑中形成的信息块在发挥决定性的作用。所以人必须通过获得足够的人的信息（广义的接受教育）来学习做人，这是数百万年以来教育的古老主题。当代的新含义就是通过获得现代化社会的信息来学会做现代化的人、信息时代的人、知识经济时代的人。” 在美国著名教授戴维 . 波普诺所著社会学（美国许多大学选用为教材）一书里，有这样的论述：“假设你的婴儿期和童年期在一个与世隔绝的房间里度过，没有任何有意义的人类接触，你能用一种人类语言说话吗？你会有自己的人格吗？或者，你能体验到人类的感情吗？” “三个在极度隔绝的环境中长大的孩童各案，对这些问题给出了部分答案。安娜是个私生子，母亲由于害羞，便把她藏在一间房子里，不与人接触。发现安娜时已经六岁半了。当时还不会走路、说话、自己吃饭，也不会保持自己的个人卫生，没有任何情感表达，对人十分冷漠。伊沙贝尔也是六岁半才被发现的私生子，与其母亲可以通过手势进行交流，她对别人的行为就象野兽那样。珍妮 18 个月被锁在一间小屋子里， 13 岁被发现。” 通过这三个例子，戴维 . 波普诺做出的论述是：“当然，儿童在与世隔绝的环境中成长的例子是极个别的情形，但他们表明，一个人的出生是情感性和社会性的，也是生物性的、无助的。要成活下来并完全成长为人类的一员，就必须与他人有正常的互动。他们必须向他人学习如何思考和行为。” 上述例子表明，即使新生儿初步“做人”的能力都不是“与生俱来”的，必须跟人接触才有机会接受足够的特定信息，“必须向他人（首先是家长）学习如何思考和行为”，才可能初步“学会做人”。 以大量事实为基础，从理论上明确教育教学的本质是特殊的信息传输与加工过程，明确教育与信息技术之间不可分割的联系，对于理解和进一步研究“信息技术与课程整合”以及教育现代化的各种问题都是有意义的。 二、信息手段的发展对教育教学的推动与制约作用 在计算机在教学中的应用一书里，确定了“学习活动以及教学过程，都是特殊的信息传输与处理过程”这个命题之后，进一步提出：“信息手段的发展必定会引起教学过程的变革”，“这是上一个结论的合理外推。历史事实也证实了这个结论的正确性。” 我们要了解“传统”教育怎么发展到现代教育，需要简单回顾教育发展史里信息手段的作用，确立全面的信息技术观。 1 、“身教”。可以说是最早的师徒（包括父子）传承式教育体制所采用的教育手段。受教育者主要通过视觉观察师傅的示范动作获得信息，在师傅带领下从自然界和生活现场获得信息，并通过观察师傅的面部形象获得表情信息来进行情感交流，通过模仿来学习生产技艺。其实，狮子就是这样“教育”幼狮逐渐学会捕捉猎物、掌握生存本领的。人类在还没有形成语言的远古时代，身教可能是唯一的教育方法。在社会文盲率很高的阶段，掌握生产技艺的师傅也“讲”不出“道理”，身教仍是基本教育手段，徒弟只能在“做中学”。 身教属于通过视觉获得和处理形象信息，有直观、形象，对大脑的刺激深，产生的记忆持续时间长等优势，培养了初级的形象思维能力。所以，民间通常讲有能力的人是有“见识”，是“见多识广”。今天，这种教育方法还有重要意义，首先是强调“见”的重要性，仍要重视教育工作者（包括父母，更广义地讲还包括各级干部）的身教（示范），特别是怎么“做人”上要以身作则，终身学习（包括将现代信息技术作为学习工具）也要以身作则，一些操作性技能培训和在经验基础上的生产“诀窍”（非常重要的隐性知识）的传授还需要身教，有些地方甚至强调“言教不如身教”。近年来，有些教育“理论”将“做中学”当作“最新”教育思想介绍，虽然是并不恰当地讲“最新”，但反映了对“做”在学习过程里重要作用的重新认识。另外，今天讲“做中学”跟古代的条件及内涵也不完全相同。忽视“身教”，“光说不练”，“言辞上的巨人，行动上的矮子”，甚至“言行不一” , 是当前仍需注意的倾向。同时也要看到，如果仅用“身教”，在时空上受到很大局限，也不利于人类经验和知识的积累，所以远古时代整个人类历史的发展缓慢。 2 、“言传”。语言的出现可能是远古人类部落狩猎活动中协作与交流的需要。语言的创造、完善是历史上一次革命，也推动教育发生一次革命。这次革命的特点是在形象信息的基础上，创造了一整套为群体内沟通所需要的抽象描述方法，用听觉信息对视觉（形象）信息做深层次的说明、解释和补充，有利于受教育者在形象思维、直觉思维的基础上逐步形成和完善抽象、逻辑思维的能力。通过语言传递信息，有利于信息的双向传输、实现交互（会话、讨论式），有利于更准确、深入地理解和建构，提高教育的效率和质量；还可以在某些缺少实物或图象资源的场合用语言来传递信息。“言传”不仅要求教育者（首先是教师和家长）有运用语言的良好训练，也要求受教育者经过必要的语言训练，掌握用语言获得、交流和加工信息的基本能力（“传统”教育所要求的“信息素养”）。掌握复杂的语言是后天获得的能力，逐步建立大脑中的语言中心，是婴幼儿家庭教育和学前教育的重要内容，进一步提高和完善运用语言的能力是语言工具类课程（语文和外语课）的基本任务，也是需要其它课程共同完成的任务。教师研究怎样恰当地运用语言进行教学活动，有的地方称为“语言艺术”是教学艺术的重要部分，并注意培养学生用语言进行交流的能力，这都是必要的。但过分夸大语言的作用，忽视其它教育手段，以为只要用语言就可以完成一切教学任务，将“教学法”研究局限成“教授法”研究，是应该注意的一种倾向。 用语言传输信息，受到每个人各种主观因素的影响，首先是一个人大脑中的记忆可能遗忘，另外不同的个人对同一个事物、过程的观察与理解不尽相同、表述用语也不尽相同，发音及听觉能力也会有差异。同一件事情经过多个人的语言转述可能会产生很大误差，甚至完全颠倒。舞台上有些这一类游戏节目能另人捧腹大笑，重要事情用这种方式传输就可能产生负效应。在历史研究里，口头传说只能作为参考线索，不能作为正式的依据。 国外有一种“新”“认知”理论拿出一个“故事”“鱼牛”来“证明”它的基本论点的正确性。我认为其解释（有关解释可参看介绍这种“理论”的文章）不恰当。因为这个所谓“鱼牛”故事，尽管假设鱼跟牛之间存在可以沟通的“语言”，也是表明仅仅依靠“语言”来传递信息是有很大的局限性的。首先是“故事”里的青蛙就没有全面“看”清楚牛的特征，其描述语言也没有将牛的全部特征表达出来，所以鱼“听到”这些很不全面的语言信息当然不能“建构”出比较准确的牛的形象。仅听“只言片语”，是很不丰富、很不全面的信息，就凭主观想象去“建构”其“意义”，当然只能是些不伦不类的笑料，这正是按照那种认知“理论”所导出的“正常”现象。如果（当然也是假设）鱼能亲自“看”一下牛的形象，或者青蛙能画一张牛的画（也是假设）给鱼看，就不会出现这个“故事”里的“笑话”了。 语言属于“串型”信息链，有容易在中间环节断开的缺点，只用“串型”信息链描述复杂事物或过程，信息链需要很长，理解起来难度大。我国古代就有“百闻不如一见”的说法，表明人们对“道听途说”的局限性早有认识。印度的谚语有：“告诉我的，我忘了；表演给我看的，我记住了；我亲自动手做过的，我明白了。”二十世纪里许多国家的教育心理学家通过大量实验调查，得到一致的看法是：单纯依赖语言进行教育、教学活动属于效率最低的教育方法。 3 、 文字。文字体系的创造推动教育的第二次深刻的革命。用跟语言密切联系并逐渐完善的抽象符号集描述事物和过程，是第一次实现跨越时间、空间传递和交流信息，克服仅依靠“言传”所带来“误码”的影响，使得信息的记录和传输结果比较有确定性（使用社会约定的抽象符号集，较少“因人而异”），用抽象符号记录在介质上积累的信息有利于人们鉴别、比较和多次再加工，成为人类文明得以传承、后人可以“站在巨人的肩膀上”不断攀登的工具。天文学家第谷用一生精力观测行星不同时刻的位置，留下客观、准确的记录，为下一代天文学家开普勒利用这些记录研究整理分析，总结发现了（不是发明或主观建构）行星运动的开普勒三定律，是典型案例。紧随文字发展的还有抽象化的图形描述方法和特殊抽象符号集（如数学符号集），在人类知识的积累与传承的历史长河里发挥了不可替代的作用。 在美国作家 H.W. 房龙教授所写的“人类的故事”一书里，这样描述“文字”的重要意义：“今天，我们习惯了读书看报和翻阅杂志，以至于想当然地认为这个世界上的人从来就是能读会写的。事实上，文字这一所有发明中最重要的发明，还是一个新生的事物。如果没有那些书面文字，我们便与那些只能教他们的幼仔做几件简单事情的猫狗毫无二致。它们因为不会写字，便没有任何办法去利用过去数代猫狗祖先们的经验。”看来，不仅直接生产工具的运用和发展，而且信息技术（也属于广义的“工具”）的运用和发展，都是促进人类大脑发展并超越其它动物的基本因素。识字，就为“继续学习”、“终身学习”准备了必要条件。所以，在新课程标准里，语文和英语课程都将“识字”（掌握一定数量的“字”或“词汇”）作为基本目标的一项重要内容。 仅用文字描述事物也属于“串型”信息链，有其局限性。 4 、 印刷术，尤其是活字印刷术引起教育的第三次革命，我国古代这一伟大发明对世界教育发展所产生推动作用在外国人写的教育史里普遍得到承认和尊重。文字是需要载体的。在石板、龟板（甲骨文）、金属（钟鼎文）或竹片上刻字，劳动量大、成本高，不利于信息传播、不利于教育发展。在活字印刷术基础上相对廉价的信息载体“书”有利于将教育（特别是自主学习）推向大众化。印刷品主要用跟语言联系的通用文字符号集、专用数学符号集和静态图形来记录和传递信息。所以，用语言只是区分正常人和“聋哑”人的标准；识字、会通过读“书”来学习，才是区分“文盲”的标志，也是今天仍应该从传统教育里传承的好经验。 2002 年 1 月，在回答记者关于给孩子和家长提出什么建议时，美国总统布什讲：“让孩子每天晚上少看些电视，多用点时间读书。”这是在现代信息技术十分发达的国家里讲的，值得我们重视。长期以来将学习称为“念书”，而将教育者的工作称为“教书”。“书”在一定程度上突破时空局限。在基础教育里强调培养“读书”的本领，就是培养了学习者“自己”根据需要进行学习、培养“终身学习”的习惯与能力。“书香人家”是表示对有知识、善于学习的人的尊重，图书馆的规模成了现代学校水平的重要标志之一。大型公共图书馆是社会文明的重要标志。英国大百科全书被誉为“没有围墙的大学”。马克思在英国国家图书馆里苦读钻研经济学文献达四十年，“整合”前人的理念并写出有创造性的巨著资本论，成为历史佳话，也是自主研究性学习的典范。我国明朝编辑的“永乐大典”和清朝编辑的“四库全书”都对世界文化事业做出巨大的贡献。在计算机在教学中的应用一书里，我提出：学习者“可以从阅读书籍中获得更广泛的信息。几代人的信息传输有利于多次的深层信息处理，建立高层次的信息块。这样，受教育者获得知识与能力的效率便大大增加了。一本好书是价廉物美的信息存贮介质。指导学生善于读书、多读好书，在未来教育中仍具有十分重要的意义。”培养读书的能力和习惯，属于基本的信息素养，在新课程标准里同样给予足够的重视。 由于书籍主要是以抽象符号集辅以静态图来传递信息，在描述复杂事物和过程的时候，串型信息链很长，所以，通过读书来学习深入的自然科学技术或者人文科学都是有相当难度的，这也是有些文章将自主研究性学习描述为应用计算机网络之后才出现的原因。能够完全独立地利用书籍自主学习、研究，特别是学习新知识、新技术的人，要求具备较高“文化”修养与坚韧的非智力因素品质。许多学习者需要有教师辅导或者讲解才能够获得必要的知识。这是自己能 Learning 或 Studying 和需要 Training 的区别。原教育部师范司马立司长曾讲过：“引入现代信息技术对教师素质是一次考验”，也是类似的道理。“传统”师范教育中“讲授”学科知识较多，对培养未来教师自己学习的习惯和能力则注意不够，培养除语言、文字之外应用各种信息技术的意识和能力也不够，所以造成前二十年里许多教师缺乏自己学习和掌握现代教育技术的本领。我们要培养自己能 Learning 的人，就除了要消除文盲之外，还要培养终身学习的理念，培养克服困难的勇气和毅力，同时也要帮助学生解决“读书难”的实际问题。 5 、 实验观测工具。从简单观察与目测到测量（包括制订标准和制作测量工具），从对自然状态事物的观察到有目标的研究实验（包括实验仪器设计制作、实验方法和数据信息加工），延伸了人的包括感觉能力在内的认识能力。计算机在教学中的应用一书里写到：“除了靠感官直接获取信息外，社会物质生产不断地制作了实验观测工具，丰富提高了信息手段，使人们获得更加丰富、更加准确的信息，对增长知识与能力很有价值。”我国古代用肉眼观测星星，后来用“混天仪”，其记录信息对天文学做出一定贡献。而第谷用望远镜观测，先进的工具能获得更精确的信息。生物学在显微镜的支持下，越过直观形象的“分类学”，开创细胞生物学。这都是使用先进信息工具的范例。“从信息论的角度看，就是获得信息与处理信息的方法有了变革。随着社会生产的发展，原来只供少数学者进行研究使用的昂贵的信息手段，变为普及的为受教育者自己进行学习的手段。受教育者从教师、从书本间接获得信息变为自己动手获得信息。这又一次引起教学内容、方法和理论的变革，体现了社会物质生产部门与社会教育的良性循环。可以设想如果没有实验室，让自然科学的教师讨论教学改革将是毫无意义的。”这是教育的第四次革命，尤其是有利于确立科学教育的地位、提高学习者的科学素养、推动科学技术的高速发展，推动整个社会的进步。将实验与观测工具引进教育、教学，推动了二十世纪 20-30 年代开始的“实验教学法”、“研究性学习”和“发现法”等教学理念的研究，丰富和发展了教育理论。“以实验为基础”进行自然科学教学，有真实性的品质，有培养学生热爱科学的情感和科学态度的素养等功能，在学习过程中的心理作用是任何其它手段所不能替代的，是二十世纪“传统教育”的优秀经验，也是研究“现代教育”时必须传承的。不断丰富、完善的科学实验室是现代学校水准的重要标志，善于充分发挥实验室的教育功能是自然科学教师素质的重要标志。能够使用各种仪器设备进行生产或科学实验研究，也是学习者应获得的重要能力，是科学素养的重要内容。在新课程标准里，再次强调学习者亲自做实验的重要性。提出：“观察和实验对培养学生的观察和实验技能，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有不可代替的重要作用。”有些教师受到“考什么、讲什么”等片面应试教育观念的误导，完全用“说”实验替代“做”实验，是完全错误的。 实验对于教育教学来说，有时也受客观条件的制约。有些实验需要的时间很长，例如对天体的系列跟踪观测，又如对生物生长过程的观测，课堂上很难实现；有些实验里的变化过程太快，学生很难看清楚；有些实验有危险，不宜在课堂上做；有些近代精确实验需要的设备昂贵，要求的条件也高，不可能配备到基础教育阶段的学校；还有些复杂过程里可以看到的实验事实与内在规律之间有很大的跳跃；。种种原因造成“传统教育”在一些课题里不能“做”实验，而是由教师“说”实验，给学习者造成很大困难。 6 、 电化教育技术。二十世纪初开始，生产及社会“电气化”的发展给教育带来的“电化教育技术”从投影幻灯、录音到电影、录象，给教师增添了新的工具。特别是电影和录象同时提供的视觉信息与听觉信息，使教育从简单的“可视化”发展到“声像同步”，使时空局限得到一定程度的克服，无论人文科学教育还是自然科学教育，都受到很大推动，是教育的第五次革命。著名发明家爱迪生将卷片放映机改装为电影放映机的时候曾预言：“电影将是教育工具中最伟大的一个”。但是因为教育电影制作需要的投入大而回报率远不如故事片，一些教师也嫌电影教学“麻烦”，使各国电影教育的发展都不近人意。还特别值得提出的是“语言实验室”所提供的多媒体教学环境（利用电影和录象资源）和在有线广播技术基础上实现的语音通讯网络，实现了适应不同程度学生需求的多路同步教学、学生之间的分组讨论研究、师生之间的个别语音交互等教学模式。“电化教室”、“电教组”曾是学校二十世纪后期的新名词。“电教”给教育教学带来多种手段，在教学法理论上也就提出如何围绕教学目标合理组合使用，使之“一体化”或“整体化”（ integrate ）等课题。 7 、 现代信息技术。以计算机和网络为代表的现代信息技术具有的有时将推动教育发生新一次更深刻、更广泛的革命。 从技术的角度看，现代信息技术的特殊优势主要有三个： 在对数字信息高速处理基础上，利用彩色显示屏连续动态输出的优势。 顾名思义，计算机的优势首先是“高速计算”。“计算”是对“数”这种抽象符号信息的处理，是生活、生产，特别是科学技术研究都离不开的信息处理。仅仅依赖人动手直接完成全部数据处理工作，受到个人能力有限的制约，在数学上称为“可计算性理论”的限制。人们一直在研究如何以计算工具（算具）来提高计算速度，我国古代发明的“算盘”是优秀成果之一，既有利于提高工作效率，也有利于帮助学习者快速理解和掌握基本运算能力，对小学算术教学方法研究也有推动。后来，有计算尺，有手动和电动的机械计算机，都对学习、生产和科学研究有所推动。计算尺是二十世纪 60 年代以前理工科大学生必备的工具。 二十世纪 40 年代，社会生产的发展，特别是军事上对远程炮弹的弹道与弹着点精确计算的需求，推动了电子计算机的研究。物理学里关于脉冲电路的研究发展为数字电路研究，又为电子计算机做好了理论和技术的准备。诸因素综合在一起，科学家发明了电子计算机，立即以前所未有的计算速度推动生产和科学研究。但是最早的计算机用打孔纸带输出其计算结果（这是从电报技术继承过来的），只有经过专门训练的技术人员能够快速“阅读”这种纸带，所以很难直接应用与教育工作。但是，二十世纪五十年代，世界计算机专家在会议上前瞻性地提出了，今后计算机应用发展的三个主要领域：“ 3C ”（ CAI 计算机辅助教学、 CAM 计算机辅助管理和 CAD 计算机辅助设计）。但由于多种原因， 3C 里 CAI 的发展最慢。 随着电子技术与电视技术的发展，到二十世纪 80 年代，彩色显示器武装了计算机，加上其它技术进步，计算机能够将计算结果以数字和文字输出到显示屏上，计算机图形学技术（将抽象的数字信息转化为形象的图形信息）的发明和完善，显示屏上能够以形象信息输出信息处理的结果。计算机就基本上具备了作为教与学的辅助工具的功能， CAI 呈快速发展趋势。 除了实物、实验和模型，以往的其它形象信息是靠“画”出来的，靠电影片放出来的。在对数字信息高速处理基础上，在彩色显示屏上连续动态输出的优势，使得从二十世纪 20 年代到 80 年代，“视觉教育”、“声像同步”发展到“科学动态模拟” (Scientific Dynamic Simulation) 和虚拟现实技术，更有利于克服时空局限性障碍。这也是 CAI 开始快速发展的物质基础。 以往使用的信息技术对于认识相当多的“物”和“过程”，以及在此基础上形成的教学逻辑是可行的。但对于许多复杂过程，特别是近代科学（学习领域扩展到微观、巨观和隐性知识的显性化）就显示出明显不足，表现为时空局限性。尤其部分教师受到忽视形象思维倾向的误导，以为只有抽象思维才是高级思维能力，以为单凭“讲”就可以达到教学目标的教师才算“本事”，将“教学法”局限为“教授法”，局限为研究“课”怎么“讲”。单纯依赖文字、语言讲“生动”、“形象”，却往往是枯燥、难懂。受到某些教育行政部门“片面应试教育”理念的误导，更产生“题海战术”等错误方法。实际上，形象思维与抽象思维的统一和互译（或称为“转化”）才是高级思维、创造性思维能力。科学动态模拟 (Simulation) 不同于一般“动画”，特别是娱乐性、广告性“动画”，它是用以往任何技术所实现不了的高速科学计算为基础，突破了“可计算性理论”限制，实现了用“生动的形象信息来揭示复杂的过程”。而且在科学动态模拟基础上，让实际看不到的分析性信息和某些思考过程以形象方式呈现，“在感觉与思维之间架起了桥”，解决学生思考、理解的难点，也有助于培养学生理解和掌握形象思维与抽象逻辑思维统一的学习方法，使得以往学科教育里的许多难点得到克服，令教育过程更符合人的认知规律，教学效率明显提高，适应新世纪提高全民族科技素质的需求。例如，我在 1984 年的教学法讲义里就介绍了：“两列波相遇增强似乎是天经地义，为什么有相消干涉。除了用水槽做演示之外，用两个喇叭接在同一个音频震荡器的输出端作为相干波源，让学生在教室中不同位置上体验干涉的效果，再结合必要的理论分析。最近还在 APPLE-II 上编制了教学软件，用微型电子计算机模拟波的叠加的物理过程。多种手段、多个方面的刺激，有助于学生打破日常经验中的不正确成分的束缚，理解新的物理知识。”这是用科学动态模拟辅助物理实验教学，克服以往教学遇到的难点，提高了教学效率。 在逻辑信息高速处理基础上的交互性和智能化优势。 高智能的教师与学生之间、学生与学生之间，用语言实现交互的功能，特别在情感交互方面有突出的优势。在“现代教育”研究里，仍要十分重视利用这种优势，而且要培养和发展这种优势，就是学会交流、“学会合作”。但以往其他各种信息技术所传输的信息，基本上缺乏交互功能。它们作为教师的工具，多用于信息的单向传输。当教学过程里需要的交互功能，包括测试、反馈与补救等都必须依靠教师来实现。以计算机网络为代表的现代信息技术的逻辑信息高速处理系统本身具备交互能力，有一定的智能性，就可能在没有教师在场的条件下也实现信息的双向传输，更有利于形成具有反馈补救功能的学习系统（当然，这种计算机智能化系统是由“电子教师”设计建构的），更有利于实现“自主学习”。 各种信息资源的数字化和对数字化信息的高速传输和整合的功能。将文字、语言和其它声频、图片、视频、动画和科学模拟等各种形式教育资源都以数字化形式存贮在大容量介质里，由智能化系统平台组织和调用，从质和量两个方面为教与学提供丰富的资源，有利于扩展学习者的知识领域，推动课堂形式教学活动的改革，也有利于支持研究性、探究性学习和个别性的自主学习。信息资源的数字化和智能化管理，使以往的图书馆将发生根本性变化，成为“多媒体电子图书馆”，内容极大地丰富了，占用的空间却小了，呈现形式变生动了，在数据库技术支持下的检索、选择方便了，单向传输改变为交互的、网络型讨论式的，这是图书馆的一次革命性变革，在教育改革中所发挥的作用与以往的图书馆相比有很大的飞跃。 这三个优势经常是整合在一起发挥作用的。整合后，会表现出许多具体的优势。例如：激发和提高学习兴趣，有利于突破和克服学习难点，有利于减轻学生过重的负担、提高教育质量，有利于培养学生全面的信息素养，培养自主学习和研究性学习的能力等。 所以，将现代教育技术引进到教育教学中，进一步推动了教育教学实践与理论的发展，以往曾经提出的优秀教育理念（例如“因材施教”）能够得到实现。 现代信息技术还有一个重要优势，是将计算机网络与实验观测手段整合，将传感器获取的信息直接输入到计算机进行处理，将处理结果输出到侍服设备，实现高水平、智能化的科学实验与生产过程控制管理系统。由于原理和设备复杂，成本昂贵，至少目前还不能普及到基础教育。 与上面的“历史观”不同，有些地方把信息技术进入教学领域说成是最近才提出的“新”概念，典型的说法有：“以往的教学是三要素教师、学生和课本；现代教学是四要素教师、学生、课本和信息（或信息技术）。”这种表述首先忽视了“课本”就是以纸介质为载体存贮和传递文字符号和静态图信息的事实，更忽略了以往教育体系里有物理、化学和生物实验室所包含的重要信息手段。似乎以前就没有“信息技术”甚至没有“信息”。宣传这样的理念会造成一种误解：“信息技术本来与学科教育无关，是个外来户！”。这类论述的用意可能是为了强调“现代信息技术”的重要性，但效果却会使得一些教师对使用现代信息技术的必要性产生怀疑。究其原因是没有注意今天有些地方讲的“信息技术”，实际是讲“以计算机和网络为代表的现代信息技术”。而教育教学本来就是“特殊的信息传输与处理过程”，进行教育活动从来就必须利用各种信息手段或者说信息技术，而以往教育存在不足的主要原因之一是所使用的信息手段相对落后，给教育教学活动带来困难，特别是给教学改革带来困难。以往曾经提出的一些好的教育理念和教育改革设想不能付诸实现，包括许多教学法、教育体制和教育理论所存在的问题，其根源也跟这个原因有密切关系。许多以往教学的“难点”，究其原因也是教学信息手段落后、教学方法不当和教育观念陈旧。一些研究人员“历史观”不正确的重要原因之一是不了解教育的历史，因而对教育的了解也不够深入，另外还受到形而上学的桎梏，因而不能以辨证的、发展的观点来认识教育。如果还历史以本来面目，现代信息技术与以往的信息技术就没有什么绝对的根本分界，只是各有优势和局限性。运用具有许多优势的现代信息手段与原有“传统”信息手段实现优势互补、优化组合，以克服以往教育工作遇到的困难、推动教育改革就是顺理成章的事情。 三、“信息技术与课程整合”的雏形与发展 1 、 “整合”的雏形与发展 “整合”一词不仅应用于教育，而是可以广泛应用于许多领域。一般意义的“整合”的内涵，是围绕某个目标将相关各因素有机地融合为一个整体。不同时期，对这个内涵的表述用词不一定相同。 从内涵理解，对于教育过程来说，即使只有“身教”和“语言”两种信息手段的古代，人们也是围绕教育具体目标将它们“有机地结合”在一起来提高教育的效果，称为“言传身教”，这可以说是“整合”理念的雏形。发明活字印刷术之后，在“书籍”上要采用“插图”来达到“图文并茂”，实现抽象文字信息与静态形象图形信息的“有机结合”。著名教育家夸美纽斯提出：“让一切教学用书充满图象”， 1658 年出版世界图解有 150 辐插图，被誉为“直观教学之父”。我国古代学术著作本草纲目、天工开物，文学名著三国演义、水浒传等也有大量精美插图。这些都属于“整合”的雏形。 针对“言传身教”的局限性，计算机在教学中的应用一书里指出：“只有简单的信息手段使教学内容和教学方法受到一定制约。首先是教育者所掌握的信息量有局限性，由于多种原因还往往丢失信息，需要再创造。反馈于社会则造成低水平的重复，其结果是造成社会发展缓慢。” 二十世纪 50 年代，我听一些优秀教师（例如北京四中特级教师张子鄂先生）讲如何备课，后来我在教学法讲座里讲备课，都讲 “ 五备 ” ：“备教材（熟悉教材内容）、备大纲（明确教学目标），备学生（研究学习者的情况，使教学设计更有针对性，提高其有效性）和其它研究参考资料（一桶水与一杯水的关系），理化生教师还要备实验，综合思考后围绕教学目标设计教学过程及教学方法。然后将教学设计落实到教案上。”就是说，“传统”教学设计并不象有些文章所写那样，只是考虑怎样灌输课本知识。“教案”体现“整体化”，也就是初步的 “ 整合 ” 理念。 1984 年，我在北京市教师继续教育的教学法课里以“波的干涉”为案例，讲了传统实验手段与计算机科学模拟的优势互补； 1986 年，我在北京市西城区举办的教师暑期研修班关于物理教学法的讲义里，我提出：“计算机的优势在于讯息的快速处理，同时也包括讯息的快速输入和输出，也就是人机对话的智能性优势，适合于对客观存在的过程做一定精度之内的科学模拟，采用人机对话方式进行各种必要的讨论、分析，这正是教学过程、学习过程所需要的。”“必将成为今后不可缺少的教学手段。”“教学过程中，教师应善于组织和应用多种教学手段，发挥它们各自的长处，”“多样化不等于简单的堆积，要用系统论的观点去组织适合每一节课的教学手段。”当时讲多种教学手段优势互补或者用“系统论”组织适合每一节课的包括计算机在内的教学手段，就是围绕教育目标将它们有机地融合为一个整体。“系统论”的最重要内容是“整体原理”，就是说，将一个大的系统（例如一个教学过程）分为许多子系统直至元素来研究时，与以往的分开“独立”对各元素的研究不同，系统论方法不停留在对各个元素的研究，而是特别关注对系统内各元素之间相互联系的研究，追求的是“整体”的最大效益。马克思在资本论的“协作”一章里，从社会生产组织的角度归纳了：许多“单个劳动者的力量的机械总和，与许多人手同时共同同一不可分割的操作所发挥的社会力量有本质的差别。不仅是通过协作提高了个人生产力，而且是创造了一种生产力，这种生产力本身必然是集体力。”这是在经济学领域论述系统内部合理“协作”创造出新的生产力，“整体”功能大于各元素功能的机械总和。这就是系统论的整体原理理念。首先明确提出近代系统论的美籍奥地利生物学家贝塔郎菲， 1947 年发表一般系统论一书提出从次序、组织、整体性、目的论等方面讨论一般系统论概念，首先从生物学研究提出：“系统都是有结构的。系统整体的功能不等于孤立部分功能之和。有可能大于、也有可能小于部分功能之和。重要的是发挥各部分相互联系形成结构的新的功能。”特别要关注的是“整体”功能存在着小于各个元素部分功能的机械“和”的可能性，所以要研究各个元素结合时能产生的新功能。以系统论思想研究教育，就要研究如何发挥各种信息技术的优势，在教学过程中实现优势互补，使得整体的功能大于各单独的信息技术之和。用这两年喜欢用的词表述，就是“整合”研究的目标。在计算机在教学中的应用一书里对“整合”的内涵做过初步分析：“以往的教学过程，是用多种信息手段组合的方法，也就是辅以观察、思考，辅以图片、电影等各种形象资料，辅以个人之间的讨论，更重要的是通过教师做必要的引导、讲解，使学生在学习知识过程中学会通过使用信息手段获取知识信息、学会学习方法，提高自学能力。”引用这些“历史”资料是为了说明“整合”（ integration ）在某种意义上属于“老”理念而且随着信息技术的发展不断发展。任何一个有经验的优秀教师使用多种信息技术（以往称为教学手段）时，都是根据教育目标和教学设计将它们有机融合在一起的。以往常用“优化”、“组合”、“适当出示时机”或者“一体化”、“整体化”等词语来表述。在这个意义上，“原来”有丰富经验的优秀教师只要克服对现代信息技术的恐惧感，注意了解和学习，就完全可以将原有的“整合”理念和经验迁移到计算机和网络的应用上面，因而理解和进入新的“整合”研究是不会有很大困难的，完全可以在 21 世纪的教育研究中成为优秀的学科带头人。计算机在教学中的应用一书里，对现代信息技术的应用有这样的描述：“像一个演示实验一