（课程与教学论专业论文）高中信息技术与物理课程整合的个案研究.pdf

摘要 当今时代信息技术不断发展，引起传统课堂教学表达、教学呈现形式、教学 方式甚至教学理念的变革，将信息技术更好地应用于课堂教学，是目前能够有效 地促进与丰富课堂教学的重要手段之一。将信息技术与课程进行整合的研究较多， 然而很多研究还停留在理论的建构上，这些研究对于实际使用信息技术应用于教 学的教师还没有有针对性的提供具体的信息技术与课程整合的前提、过程与方式 上的指导，本文通过个案研究的方式充分呈现实际应用中信息技术与物理课程整 合的三种形式，通过个案分析，窥看目前我国高中信息技术与课程整合的状况， 师生对信息技术与课程整合的认知理解，信息技术与物理课程整合的效果，可能 的未来，指出目前x 高中信息技术与物理课程整合存在的问题，影响因素与改进 建议。全文共分五个部分： 引言部分介绍问题提出的背景，研究的问题与意义； 第一章信息技术与课程整合的研究综述主要通过理论梳理澄清相关概念，界 定理论基础； 第二章x 高中信息技术与物理课程整合的基础，主要通过调查的方式了解x 高中信息技术整合的资源状况，教师、学生对信息技术与课程整合相关问题的理 解，呈现x 高中师生信息素养状况； 第三章通过调查与课堂观察的方式，以案例的形式呈现出x 高中信息技术与 物理课程整合的三种主要形式，进行整合过程的分析，评价整合的效果； 第四章通过以上研究指出目前高中信息技术与物理课程整合存在的问题，影 响因素与改进建议。 关键词：信息技术；物理课程；整合 a b s t r a c t n o w a d a y s ，、舫t ht h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，t h e r ea r e t r a n s f o r m a t i o ne x i s ti nt r a d i t i o n a lc l a s s r o o mt e a c h i n ge x p r e s s ，t e a c h i n gp r e s e n t m e n t s t y l e ，t e a c h i n gm e t h o d ，e v e nt e a c h i n gi d e a l u s i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi nc l a s s r o o m t e a c h i n gi so n eo fi m p o r t a n tm e t h o d st op r o m o t ea n de n r i c hi ni t a l t h o u g ht h e r ea r e m o r es t u d i e so ni n t e g r a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dc u r r i c u l u m ，m o s to ft h e m s t a yo nt h ec o n s t r u c t i o no ft h e o r yt h e yo u g h tt ob e w h e nc o m e st ot h et e a c h e r sw h ou s e i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi nt h e i rt e a c h i n g ，t h e s es t u d i e sh a v en os p e c i f i c p o i n to n p r e m i s eo fs u p p l y i n gd e t a i li n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dc u r r i c u l u mi n t e g r a t i o na n dt h e i r p r o c e s sa n dm e t h o di n s t r u c t i o n t h i sr e s e a r c hw i l ls u f f i c i e n t l ys h o wt h et h r e et y p eo f i n t e g r a t i o no ni n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dp h y s i c sc u r r i c u l u mt h r o u g hc a s es t u d y 。w i t h t h ea n a l y s i so ft h ec a s e ，g ot h r o u g ht h ec o n d i t i o no ni n t e g r a t i o no fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n dc u r r i c u l u mi np r e s e n th i g hs c h o o l ，c o g n i t i v eu n d e r s t a n d i n go ft e a c h e r s a n ds t u d e n t so ni t ，i t se f f e c ta n dt e n d e n c y t h e nf i n do u tt h ep r o b l e m so ni n t e g r a t i o no f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n d p h y s i c sc u r r i c u l u mi nxh i 曲s c h o o lr e c e n ty e a r s m o r e o v e r ， a n a l y z et h ea f f e c tf a c t o r sa n da d v a n c e ds u g g e s t i o n t h i s p a p e ri n c l u d e s 5p a r t sw h i c ha r er e n d e r e d b e l l o w ：i ni n s t r u c t i o n , i ti s i l l u s t r a t e dt h eb a c k g r o u n do ft h ep o i n tw er a i s e d ，t h ep o i n tis t u d yo na n di t sm e a n i n g c h a p t e r1 ，l i t e r a t u r er e v i e wo ni n f o r m a t i o na n dc u r r i c u l u mi n t e g r a t i o n d e m a r c a t e t h et h e o r yb a s i st h r o u g ht h ec o n c e p t i o nw h i c him e n t i o n e d c h a p t e r2 ，b a s i so fi n f o r m a t i o na n dc u r r i c u l u mi n t e g r a t i o ni nxh i g hs c h 0 0 1 iu s e i n v e s t i g a t i o ni nxh i g hs c h o o li no r d e rt ok n o wt h er e s o u r c es i t u a t i o no fi n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n ，t e a c h e r sa n ds t u d e n t s u n d e r s t a n d i n go ns o m ei s s u e s o fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n dc u r r i c u l u mi n t e g r a t i o n ，s h o wt h ec o n d i t i o no ft e a c h e r sa n ds t u d e n t s i n f o r m a t i o na c c o m p l i s h m e n t c h a p t e r3 ，t h r o u g hi n v e s t i g a t i o na n dc l a s so b s e r v a t i o n ，s h o wt h em a i nt h r e es t y l e s o fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dc u r r i c u l u mi n t e g r a t i o ni nx h i g hs c h o o lu s i n gc a s e s 。 t h e na n a l y z et h ep r o c e s so fi n t e g r a t i o n ，e v a l u a t ei t se f f e c t c h a p t e r4 ，p o i n to u tt h ep r o b l e m s 。e f f e c ta n di m p r o v e m e n ts t r a t e g yo fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n dc u r r i c u l u mi n t e g r a t i o nw h i c he x i s t si nr e c e n th i g hs c h 0 0 1 k e y w o r d s ：i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ；p h y s i c sc u r r i c u l u m ；i n t e g r a t i o n 玎 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究 工作所取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人 承担。 学位论文作者签名：l 垂l 日期：2 垡丛 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的 复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。 ( 保密的学位论文在船密后适用本授权书) 学位论文作者签名：垂f 豹 指导教师签名：乞墨型名v 日期： 掣 日 飙掣 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 东北师范大学硕士学位论文 己i吉 j - 嗣 随着信息技术的发展与教育信息化的不断加强，世界各国纷纷关注信息技术 与课堂教学整合的研究。9 0 年代中期以来，美国、加拿大、日本、法国、英国、 新加坡等国家开始制定目标和计划，研究信息技术应用于课堂教学，以促进教学 质量的提升。以美国为代表的发达国家开始制定信息技术整合于课程和教学的标 准或规则，考虑在课程一学科一具体内容或内容领域一课程两条主线中进行技 术的应用，即把信息技术作为高级学习的工具，倡导课程与技术的结合，以提高 学习的质量和效率。我国于1 9 9 4 年开始立项将小学语文的识字、阅读、作文教学 与计算机教育有机地整合在一起。2 0 0 0 年，教育部召开全国中小学信息技术教育 工作会议明确规定我国教育信息化要达到的目标，并在会上提出要“努力推进信 息技术与其他学科教学的整合”，指出“技术与课程的整合就是通过课程把信息技 术与学科教学有机地结合起来，从根本上改变传统教和学的观念以及相应的学习 目标、方法和评价手段。 教师的课程整合教学理论与信息技术应用能力是开展课程整合的前提，在信 息化教学环境下，传统的教师能力结构己经不能适应信息技术的发展对教师教学 的要求。因此，使教师充分认识到信息技术对自身的挑战，进一步提高更新自己 的能力结构，这也是当今时代教师角色的转变所必须的。在信息素养与能力方面， 主要解决教师信息技术应用的问题，使教师能够熟练地使用信息技术处理学科教 学中的问题。将信息技术更好地应用于课堂教学，也是目前能够有效地丰富与促 进课堂教学的重要手段之一。将信息技术与课程进行整合的研究较多，然而很多 研究还停留在应然理论的建构上，这些研究对于实际使用信息技术应用于教学的 教师还没有有针对性的提供具体的信息技术与课程整合的前提、过程与方式上的 指导，本文针对这样的背景与研究状况，通过对物理学科与信息技术整合的个案 研究呈现高中信息技术与物理课程整合的状况、存在的问题、影响因素与改进建 议，为促进信息技术有效地应用于课堂教学提供方法指导。 东北师范大学硕士学位论文 第一章信息技术与课程整合的研究综述 一、信息技术与课程整合的研究 ( 一) 相关概念界定 1 信息技术 “信息技术 ，简而言之就是指应用信息科学的原理和方法处理信息的技术， 主要包括传感技术、通讯技术和计算机技术，是在信息获取、传递、加工、存储 过程中所运用的技术总和。本文所适用的“信息技术 主要是指以计算机技术、 多媒体和网络技术为基础的数字化信息技术。 2 整合 “整合”，实质上就是指一个系统内各要素的整体协调、相互渗透，使系统内 各要素发挥最大效益。相应地，我们可以把教育、教学中的整合理解为“教育、 教学系统中各要素的整体协调、相互渗透，以发挥教育系统的最大效益。 3 。信息技术与课程整合 对于信息技术与课程整合的涵义，目前有很多种提法： 美国教育技术c e o 论坛的第三年度( 2 0 0 0 ) 报告中这样表述：数字化学习的关 键是将数字化内容整合的范围日益增加，直到整合于全课程，并应用于课堂教 学。创造生动的数字化学习环境，培养2 1 世纪的能力素质，学校必须将数字 化内容与各学科课程相整合。 2 0 0 0 年教育部关于在中小学普及信息技术教育的通知中指出：信息技术 与其他学科教学的整合，要求广大教师在其他学科的教学中广泛应用信息技术手 段并把信息技术教育融合在其他学科的教学中。 我国著名的教育技术学专家南国农教授将其表述为：将信息技术融入课程教学 体系各要素中，使之成为教师的教学工具、学生认知工具、重要的教材形态、主 要的教学媒体。乜1 北京师范大学何克抗教授将其表述为：通过将信息技术有效地融合于各学科的 教学过程来营造一种新型教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能体现学 生主体地位的以“自主、探究、合作 为特征的教与学方式，从而把学生的主动 性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构 发生根本性变革，从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处。1 华东师范大学张际平教授认为：信息技术整合于学科课程决不是简单的纳入或 功能的叠加，也不仅仅是工具或技术手段层面的应用，而是如何将信息技术实际 地融入到学科课程的有机整体中，使其成为整体不可缺少的一部分或形成一个新 2 东北师范大学硕士学位论文 的统一体。在这一过程中，所引发的结果无疑将是学科课程在功能结构、形式和 内容以及教与学方式和方法方面的整体变革。h 1 华南师范大学李克东教授认为：信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把 信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课程 教学任务的一种新型的教学方式。嵋3 华东师范大学祝智庭教授认为：这种整合是指把技术以工具的形式与课程融 合，以促进对某一知识领域或多学科领域的学习。只有当学生能够选择工具帮助 自己及时地获取信息、分析与综合信息并娴熟地表达出来时，技术整合于课程才 是有效的。技术应该像其他所有可能获得的课堂教具一样成为课堂的内在组成部 分。旧 目前关于信息技术与课程整合的概念分为“大整合论”和“小整合论”。主要 是基于对课程的不同理解形成的。“大整合论”是指课程是一个较大的概念。这种 观点主要是指将信息技术融入到课程的整体中去，改变课程内容和结构，变革整 个课程体系，“大整合论 观点有助于从课程整体的角度去思考信息技术的地位和 作用。“小整合论”则将课程等同于教学。这种观点将信息技术与课程整合等同于 信息技术与学科教学整合，信息技术主要作为一种工具、媒介和方法融入到教学 的各个层面中，包括教学准备、课堂教学过程和教学评价等。这种观点是目前信 息技术与课程整合实践中的主流观点。本文倾向于“小整合论”，是指将信息技术 与物理学科教学相整合，关注的是教学实践层面的问题。n 3 ( - - ) 信息技术与课程整合的层次 北京师范大学现代教育技术研究所的马宁、余胜泉将信息技术与课程整合分 为三个阶段十个层次( 见表1 ) 表1 信息技术与课程整合层次划分表哺1 一一一j 一一一 阶段融：教学学萎方教师孵学生艴教信篙的硬件要求 ，二一一r 一1 t 一一一- 二一 信息技 封闭式的、以 纸笔测： 术作为+ 。 细识被灌输 一台教师 知识为中心的 ；说教式讲授 陕体听讲 知识施与者，斌、口头| j 寅示工具 l j 寅示工，陪虮、投影机 课程整合l 问答 具 一上 信息技敲灌输为犄单的人人交 术作为说教式讲授 冷体作业| 戋口识施与者、生、呈现出i 纸笔测匾工具，培养学：局域网或互 ：交流工：爪别辅导沩主括动组织者睦动参与学弑 习兴趣、促进情t 联网 具 l 习的兴趣 婚交流 东北师范大学硕士学位论文 ：境 | 习i亨 ； 一r - _ 一一卜一一一一 唁息技| 知识施与者、i 个体作业劂试学学生表达思想、 术作为卟别化学习、：学习的指导学习主动参!网络教室或 为主、少量；生的作观点、交互的工 i 言息加协作式学习者、活动组织与者揭域网 开放式的、以协作作业 品；具 工工具者 资源为中心的一o 一 一r + 1 “。“。一。“。“一一一1 + 一 教学的指导。按照学j 言息技多种学习策 课程整合 术作为略，以问题解协作作业尝、帮助者、哮习主动参| 生的作 生活、学习的协 互联网 | 协作工抉式、任务驱 为主教学活动的与者l 品进行怍工具 ! 具动式为主组织者评价 。一，一j 一。，。j 。，。j 。一一一、 j 信息技眵种学习策胁作作业 敷学的指导主动探索、隋一定j 术作为略，以发现式、域个体作： 者、帮助者、 主动发现、 价值的智能工具宽带互联网 研发工| 任务驱动式为l 业或二者 f足进者 ：主动建构作品 具主韵有 。，。一 ；课程内 全方位的课程 整合 容改革 教学目 ( 三) 信息技术与高中物理课程整合模式嘲 1 演示实验一模拟一强化模式 演示实验一模拟一强化模式，是指在实物演示实验的基础上，用多媒体课件模 拟实验现象的物理过程，从而强化学生的表象，促进学生识别实验现象发生及变 化的条件，然后再进行抽象概括，形成概念规律或找出物理现象的共同特征。这 种模式比演示实验后直接进行抽象概括的效果更好。这是因为相对于演示实验的 发生，学生的观察具有滞后性和被动性，并且实验现象往往很快消失或者不清晰， 容易造成大量学生的观察困难，难以形成鲜明丰富的表象。利用计算机模拟实验 4 一 革一组构 改学 架 革 标一教织改 东北师范大学硕士学位论文 可以有效地解决这一问题，从而优化学生的学习过程。 2 计算机辅助物理实验的模式 物理是一门以实验为基础的学科，物理规律的学习需要学生自己动手，亲身体 验，形象地了解这些知识的内在联系和规律，提高认知的深度和广度，达到理论 和实践的有机结合。因此，教师必须重视实验教学。计算机辅助物理实验的模式 中计算机主要是作为工具，实验前可以利用计算机创设实验情境，提出问题，实 验中利用计算机进行指导，在动手做完实验后，再利用计算机分析、处理实验数 据，最后得出结论。此外，对于那些无法在实验室条件下完成的实验可以用计算 机进行演示、模拟，弥补传统实验的不足。其特点是现代化手段与传统的物理实 验进行有机结合，形成多媒体实验教学环境。具有测量精度高、测试速度快、时 空被扩大、智能交互、图文并茂、动画丰富等特点。使传统的物理仪器扩展了新 的功能，使基本的物理实验赋予新的内容，能够激发学生的兴趣，拓展学生的视 野，增强其适应科技发展的能力。 3 基于信息技术的探究式教学模式 学习是获取知识的过程，不是单纯的通过教师传授得到的，而是学习者在一定 情景即社会文化背景下，借助其它人的帮助，利用必要的学习资源，通过意义的 建构的方式自己获得的。其核心思想是“通过问题解决来学习 。在信息技术支持 下的探究式教学模式是以探索、研究物理规律为出发点，以实验活动为中心，以 学生的可持续发展探究能力的培养为根本的一种教学方法。旨在使学生通过积极 参与探索过程，学会搜集和加工需要的信息，体会如何面对疑难情境，模拟科学 家解决问题的方式，从而提高问题解决的能力。 4 基于物理网站的自学辅导模式 所谓自学辅导模式( 简称导学模式) ，是指在学生自主学习的过程中，教师指导 学生在学习物理知识的同时注重掌握学习方法，提高学生学习能力和整体素质的 一种教学模式。传统的导学模式有它的不足：师生交流的媒介是语言、文字。辅导 答疑只能一对一、面对面地进行。教师所提供的预习辅导内容往往是文字问题， 无法提供更加详细的语音、图片、录像等信息。学生通过预习，产生了大量的问 题，要向教师不断地置疑，教师释疑工作量大导致师生交流的渠道不是很畅通。 如果能够运用信息技术特别是网络技术，解决上述问题，就可以使导学模式日臻 完善。为学生创设一种更加开放的学习环境，将物理学习的主动权还给学生。 5 。基于因特网的物理研究性学习模式 物理研究性学习是指在教学过程中以自然、社会和生活中的物理问题为专题， 以小组合作的形式，用类似科学研究的方式，主动获取知识、应用知识、解决问 题的一种综合实践活动。开展物理研究性学习的目的在于改变学生被动接受知识 的学习方式，为学生提供多渠道获取知识、应用知识的机会，让学生在开放的学 习环境中进行主动的探究式学习。物理研究性学习的实施离不开先进教育技术的 支持，信息技术在教育中的广泛应用为研究性学习的顺利开展创造了条件。网络 5 东北师范大学硕士学位论文 背景下的研究性学习主要是利用网络这个工具收集与研究性学习活动相关的各种 资源信息，对其进行分类、归纳、整理。同时网络也给研究性学习提供了一个更 广阔的空间，为学生合作探究提供了便利的条件，使学习可视化、情境化，使培 养学生的信息素养和科学素养成为可能。1 二、信息技术与课程整合的理论基础 ( 一) 行为主义学习理论n 伽 1 基本思想 行为主义学习理论解释学习是在既有行为之上学习新行为的历程，是关于由 “行”而学到习惯性行为的看法。其解释学习时强调可观察的行为，认为行为的 多次愉快或痛苦的后果改变了个体的行为，或者个体模仿他人的行为。其代表人 物有华生( j o h n b w a s t o n ，1 8 7 8 ) 、桑代克( e l t h o r n d i k e ，1 8 7 4 ) 和斯金纳 ( b 。f s k i n n e r ，1 9 0 4 ) 其代表理论有桑代克的联接主义学习理论和斯金纳的操作 条件作用学习理论。桑代克的联接主义学习理论的主要思想可以归纳为：学习的实 质在于形成刺激一反应联结( 无需观念作媒介) ：人和动物遵循同样的学习律：学习 的过程是盲目的尝试与错误的渐进过程：学习应遵守三大原则一准备律、练习律和 效果律：个体在某种刺激情境中学习的刺激一反应联结在其他类似情况中有迁移 作用。斯金纳参照桑代克的联结主义学习理论及效果律等法则，创建了独特的又 对教育心理学影响极大的操作条件作用学习理论。其主要观点是：( 1 ) 条件作用的 学习历程分为二类，即反应型条件作用和操作型条件作用：( 2 ) 强化原则：个体的任 何自发性反应如果能带来有效后果，该反应则因强化而保留：凡是能强化个体反应 的一切刺激均可视为强化物，强化物有正负之分：正负强化物的出现与消失都与个 体有效反应有关，操作条件作用理论用“后效强化来表示这种因果关系，并以 为后效强化是个体能否学到某种特定行为的关键：立即强化的效果优于延缓强化， 连续强化的效果优于部分强化。 2 对信息技术与课程整合的指导 行为主义学习理论片面强调外显行为而忽视有机体的内部过程，其忽视社会 语言文化刺激对人的影响的复杂性，把源于动物学习的规律搬到人类学习活动中。 由于具有机械主义的特征，它遭到了人们的质疑和批评。但是不可否认，对于简 单的行为、技能的学习，行为主义的教学方法还是有可行性的。取行为主义学习 理论的精华，其对信息技术与课程整合的指导作用主要体现在以下三点： ( 1 ) 在课前给予学生多样化的多媒体刺激有利于学生做好学习准备。桑代克 提出的准备律强调了学习的效果与个体身心准备状态有关，学习活动若能适应预 备定势的要求，个体将得到满足。多媒体技术给予学生多个感观的刺激，能激发 学生对原有知识的回忆和对将要学到知识的预测，从而迅速地进入学习的准备状 6 东北9 币范大学硕士学位论文 态。 ( 2 ) 可以在教学过程中适当地利用信息技术向学生提供多样化的反馈信息。 在学生正确的回答或操作给予适当的鼓励可以提高学生的学习积极性：在学生的 学习活动出现偏差时及时提供反馈信息提示学生更正可以帮助学生养成良好的行 为习惯。 ( 3 ) 对于简单的操作技能和记忆性的知识，用基于“程序教学 原理的计算 机辅助学习方式可以取得良好的效果。 以行为主义学习理论为基础的计算机辅助教学有两种常见的方式：订 a 、直线式：即程序材料以一种方式呈现，所有的学习者都以同样的顺序学习这 些材料。 图l - 直线式程序教学示意图 b 、分支式：即程序的材料以各项可选的路径来呈现，学生的反应决定了后面的 学习的路径。 反应正确 主程序 图2 分支式程序教学示意图 这两种计算机辅助教学方式的共同的特点是：源于行为主义、有系统的提示、 采用强化与自我调节、适应学习者的反应、同计算机这位“教师 对话，它们两 者的理论基础和其中所包含的教学原理相同。现在市场上种类繁多的“背单词”， “打字练习”等帮助用户熟练掌握简单技能的计算机辅助学习软件，大都是以“程 序教学 为基础的，从掌握注重操作行为的简单任务来看，这些软件的使用效果 是相当显著的。 ( 二) 认知学习理论 1 基本思想 认知心理学( 即信息加工心理学) 认为：学习个体本身作用于环境，人的大脑的 活动过程可以转化为具体的信息加工过程。生活在世界上的人既然要生存，必然 要与所处的环境进行信息交换：人作为认知主体，相互之间也会不断交换信息。人 总是以信息的寻求者、传递者、甚至信息的形成者的身份出现，人们的认知过程 7 东北师范大学硕士学位论文 实际上就是一个信息加工的过程。人们在对信息进行处理时，也像通讯中的编码 和解码一样，必须根据自身的需要进行转换和加工。n 2 3 认知学习理论的特征可以用下图加以刻画。 辍入受盏 过程变量输出变量 图3 认知学习理论的特征 认知学习理论强调人们学习或记忆新信息、新技能时不能观察的心理过程。 在实际工作中，认知理论则应用于教一学过程设计和教会学生学习等方面。其主 要理论有布鲁纳的发现学习论和奥苏贝尔的意义学习论。u 3 1 布鲁纳的发现学习论则特别强调学习的主动探索，认为从事物变化中发现其 原理原则才是构成学习的主要条件。该理论认为直觉思维是发现学习的前奏：学习 情境的结构性是有效学习的必要条件，发现学习只有在具有结构性的学习情境下 才会发生：探索中发现的正误答案同具反馈价值，学生一旦发现错误而自行改正 之后，其所产生的反馈作用，远比外在奖励更有价值。奥苏贝尔的意义学习论旨 在解决学校知识教学的问题，其理论内涵同时涉及学习、教学、课程三方面的问 题，它强调认知一接受学习。其要点有：有意义接受学习是学生学习的主要形式， 其学习过程就是以符号为代表的新概念与学习者认知结构中原有观念建立非人为 的实质性联系的过程。学习者必须积极主动地使具有潜在意义的新知识与其认知 结构发生相互联系，从而将新知识纳入自己的认知结构中。新旧知识建立联系是 通过认知结构中新旧知识“同化 或“类属来实现的。设计先于学习任务本身 呈现的一种引导性材料一“先行组织者”是学习的有效方法之一，它能为学习者 已知的知识和需要知道的知识之间架设一道桥梁。 2 对信息技术与课程整合的指导 在认知理论看来，教学不是知识的“传递，而是学生积极主动的“获得”。 教师要利用信息技术为学生创造良好的学习条件和环境，激发学生的学习动机 提供合理的学习策略，从而促进学生的学习，教师的角色不再是知识的传递者， 8 东北师范大学硕士学位论文 而是学习的促进者。认知学习理论对信息技术与课程整合的指导主要体现在： ( 1 ) 教师在教学之前要对教学内容和学生特征作细致的分析，精心地选择教 学内容和教学媒体，架设学生原有知识结构和新知识之间的桥梁，即设计信息化 的引导性材料，为学生实现深层次的信息加工提供基础。信息技术在此过程中可 以为教师选择教学内容提供丰富的资源。 ( 2 ) 在学生遇到困难时，教师不必直接给出答案，可以利用信息加工工具引 导学生自主地探究和尝试、主动地调整认知结构，从而更深入地理解知识。 ( 3 ) 在信息技术和课程整合过程中重视信息加工工具( 如概念图工具) 的利 用，使学生在信息加工工具的帮助下理清自己的认知结构，找出认知结构中的遗 漏，在巩固知识的同时提高信息加工能力。 ( 三) 建构主义学习理论n 幻 1 基本思想 建构主义理论是在2 0 世纪9 0 年代初期，伴随着多媒体和网络通信技术的日 渐普及而逐渐发展起来的，是学习理论从行为主义发展到认知主义以后的进一步 发展。它发展了早期认知学习理论中已有的关于“建构”的思想，强调学生在学 习过程中主动建构知识的意义，并力图在更接近、更符合实际情况的情境性学习 活动中，以个人原有的经验、心理结构和信念为基础来建构新知识，赋予新知识 以个人理解的意义。建构主义学习理论的基本观点： ( 1 ) 学习是一种意义建构的过程，在对新知识意义建构的同时也包含了对原 有经验的改造和重组。人们对事物的理解与其自身的认知结构有关。学习者在学 习新的知识单元时，不是通过教师的传授而获得知识，而是通过个体对知识单元 的经验解释从而将知识转变成了自己的内部表述。知识的获得是学习个体与外部 环境交互作用的结果。外部世界的知识既可以同化到原来的认知结构中，又可以 通过顺化机制改变已有的认知结构。 ( 2 ) 学习是一种协商活动的过程，学习的发展依靠人的原有的认知结构。由 于每一个学习者都有自己的认知结构，对现实世界都有自己的经验解释，因而不 同的学习者对知识的理解会不完全一样。由于学习者是从不同的方面解释知识的， 因此只有通过社会性的“协商”和时间的磨合才可能达成更加丰富和深刻的共识， 教学评价应该侧重于学生的认知过程，而不是学习结果。 ( 3 ) 学习是一种真实情境的体验。学习发生的最佳情境( c o n t e x t ) 不应是简 单抽象的，相反，只有在真实世界的情境中才能使学习变得更为有效。学习的目 的不仅仅是要让学生懂得某些知识，而且还要让学生能真正运用所学知识去解决 现实世界中的问题。在一些真实的情境中，学习者如何运用自身的知识结构解决 实际问题，是衡量学习是否成功的关键。 2 对信息技术与课程整合的指导n 鄙 在建构主义学习理论指导下，信息化教育的教学模式可描述为：以学生为中 9 东北师范大学硕士学位论文 心，学习者在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性 和积极性，对当前所学的知识进行意义建构并用其所学解决实际问题。在这种模 式中，学生是知识的主动建构者和运用者；教师是教学过程的指导者与组织者，意 义建构的促进者和帮助者：信息所携带的知识不再是教师传授的内容，而是学生主 动建构意义的对象( 客体) ：学习环境包括“情境 、“协作”、“会话 等要素。情境 必须有利于学生对所学内容的意义建构：协作发生在学习过程的始终：学习小组的 成员之间必须通过会话协商共同完成学习任务。建构主义学习理论对信息技术与 课程整合的指导可以归纳为以下几点： ( 1 ) 在信息技术与课程整合的课前设计应注重学生的主动参与式的学习活动 的设计，强调学习者的主动性。 ( 2 ) 应当注重学科整合的整体性知识的获得，重视综合性学习的设计和综合 性能力的培养。利用信息技术促进高层次的学习结果的培养，如问题解决学习、 学习策略、智力能力的培养、创新学习、思维品质培养以及态度和情感等方面。 ( 3 ) 尊重学习者在学习成果上的个别差异，从关注学习结果转变为关注学习 过程。强调“学习伙伴”的重要性，利用信息技术创设无时空限制的小组协作学 习环境。 ( 4 ) 教师在信息技术与课程整合的过程中，要由学习过程的控制者和主宰者 转变为学习的促进者、指导者、信息资源的设计者、群体的协作者、课程的开发 者、学生的学术顾问和研究者。 ( 四) 人本主义理论对整合的指导n 2 旧 1 基本思想 人本主义思想一般包括对自由和自治的信念，认为人类有能力克服遗传、环 境和个人历史的限制而做出有意义的自己的选择，强调个体的重要性和特殊人群 的需要。人本主义的教育思想基于“相类似的思想，认为教育的目的是发展自 我实现的个体，人本主义强调教育是终身的过程，目标是让个体能快乐并有意义 地生活。人本主义教育首先考虑的是：发展感情方面的能力，形成情感需求，充分 表达美，增强自我导向和控制能力。人本主义教育的主要观点是：强调学生为“中 心 的教育理念：坚持自由为基础的学习原则，提倡学习的主动和自发性、强调教 材要有意义，鼓励学生的自我评价，反对威胁的教育情境：重视价值、态度、情感 等因素在学习中的作用。 。 2 人本主义学习理论对信息技术与课程整合的指导： ( 1 ) 利用多媒体技术真正实现情境化教学和个别化教学，为学生的学习创设 广阔而自由的学习环境，提供丰富的学习资源，能使教学从传统的密集型课堂教 学走向个别化、分散化、社会化和家庭化。 ( 2 ) 利用信息技术为同伴教学、分组学习、合作学习、发现学习、探究学习 提供基础。 1 0 东北师范大学硕士学位论文 ( 3 ) 利用信息技术帮助学生自己选择学习方向，参与发现自己的学习资源， 阐述自己的问题，决定自己的行动，自己承担选择的后果。 ( 五) 系统论对整合的指导 1 系统科学的基本原理n 刀 系统科学由系统论、控制论、信息论组成。是物理科学、生物科学、数学科 学等的综合产物。反过来系统科学的发展又促进了物理学科的交叉和综合。系统 科学的基本原理是： ( 1 ) 整体原理 系统科学认为：一切事物都是以系统形式存在的有机整体，整体形式是系统的 最基本属性。系统的结构与功能之间是一种决定论的因果关系，有什么样的系统 结构，势必会产生什么样的系统功能。般说来系统整体的功能并不等于各孤立 要素之间简单的相加关系，如果用整体表示整体功能，a 、b 、c 代表各要素功能， 则整体可能大于a + b + c + 也可能小于a + b + c + 。当各要素相互联系形成一定的结 构时，就会产生各组成部分单独存在时所不会具有的整体化的“质”的属性。任 何系统只有通过相互联系形成整体结构才能发挥整体功能。 ( 2 ) 反馈原理 任何系统只有通过反馈信息，才可能实现有效的控制，从而达到目的：或者说， 没有反馈信息的系统，要实现有效的控制，从而达到目的是不可能的。 ( 3 ) 有序原理 系统如果在封闭的状态中发展，必然在不断加剧的“增熵 中陷入紊乱并走 向“死寂”，只有在开放的发展系统中不断与外界进行物质、能量和信息的交换， 尤其是不断输入足以抵消“增熵”的“负熵流 ，才能进入从混沌到有序的良性循 环 2 对信息技术与课程整合的指导 ( 1 ) 要重视整体性原理，建构符合科学教学的教学结构。所谓教学结构是指， 在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下的、在某种环境中展开的教学活 动进程的稳定结构形式，它正是教师、学生、教学内容、教学媒体这四个要素相 互联系、相互作用而形成的。如前面所提到的，信息技术与课程整合的本质与内 涵将信息技术“全面地应用到各学科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要 素和教学环节经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应”， 信息技术与课程整合必须重视教学结构的形成。使各个部分相互融合和促进，达 到整体的功能。 ( 2 ) 加强信息技术与课程整合中的反馈控制。在信息技术与课程整合的过程 中，利用系统科学的“反馈”原理来控制和调节，以减小整合中每一步的目标差， 克服干扰带来的不稳定性，使之达到动态平衡。通过控制后的输出与己确定目标 相比较，得到“目标差 这一反馈信息，多次以此为依据，选择好合适的参量值， 1 l 东北师范大学硕士学位论文 使得“目标差”在一次次控制中慢慢变小，最后接近控制的目标，实现整合的意 义。 图4 信息技术与课程整合中的反馈控制 ( 3 ) 在实施信息技术与课程整合的过程中，加强交流和共享，注意吸收各方 面的理论。教师不但要利用信息技术引导和促进学生在学习过程中积极主动地与 同伴交流信息，而且要将自己的教学看作开放的系统，尽量争取与外界交换有用 的信息。1 8 3 三、信息技术与课程整合的研究现状 ( 一) 国外的研究现状 美国的“2 0 6 1 计划在较高层次上提出了信息技术与各学科整合的思想，它 强调将自然科学、社会科学和信息技术三者结合起来。在美国的中小学里，以多 媒体电脑为主的现代教育技术的应用十分普遍：在日常的教学中，已成为教师教学 和学生学习不可缺少的工具。在各种课程的教学过程中，使用电脑己经非常自然 地融合其中，形成了一种将书本知识与社会信息结合，教师传授与自我探索相结 合的教学观念和教学模式。9 0 年代中期以来，以美国为代表的发达国家开始制定 信息技术整合与课程和教学的标准或规则，考虑在课程一学科一具体内容或内容 领域一课程两条主线中进行技术的应用，即把信息技术作为高级学习的工具， 倡导课程与技术的结合，以提高学习的质量和效率。2 0 0 0 年底，美国教育部制定 了美国国家教育技术计划，提出了信息技术与学科教学整合的五大目标。 1 全体学生和教师在他们的教室、学校、社区和家庭运用信息技术； 1 2 东北师范大学硕士学位论文 2 全体教师利用信息技术有效地帮助学生达到高的教学标准； 3 全体学生具有信息技术素养技能： 4 为了促进教与学，研究和评价将改进下一代信息技术在教学中的应用； 5 数字化内容与网络的应用将革新教与学。 加拿大在这一领域也不甘落后，自9 0 年代中期以来，各地对信息技术与课程 整合的实验不断增加，并取得良好效果，如1 9 9 8 年2 月温哥华学区的“信息技术 报告 指出：“信息技术可以创设一个学生为中心：教师为主导并与广泛的社区相 联系的学习环境”。该报告认为信息技术与课程整合可有效地改进对课程的教学， 即实现下述目标： 1 增强学生的批判性思维、合作技能和解决问题的能力。 2 使信息技术的运用成为学习过程的有机组成部分，从而便于学生掌握信息 的收集、检索、分析、评价、转发和利用的价值。 3 不仅促进了班级内学生的合作交流，而且还促进了本校学生与全球性学习 社区的合作交流，从而开阔学生的视野。 日本政府也于1 9 9 9 年1 2 月制定了“教育信息化实施计划”，该计划提出到2 0 0 5 年，日本全国中小学和高中所有科目都要实现计算机和因特网教学，实现三个转 变即：学生学习方法的根本转变，课堂教学方法的根本转变和学校管理的根本转 变。 法国也十分关注信息技术与学科课程的整合，要求教师对学生进行培训，让 学生在各学科教学中都接触一些专门的软件，学会利用新的手段、技术去获取知 识，从因特网上有效地发现有价值的资料，让信息技术真正成为学生学习的工具。 1 9 9 8 年至2 0 0 4 年，信息交互技术( i c t ) 在教育中的应用受到英国政府的极大 重视。英国政府投资1 8 亿英镑以提升i c t 在教育中的应用水平。同时，英国教育 界也普遍认为拥有i c t 设备是一个条件，但更重要的是如何有效的应用。计算机 可以帮助教师把工作做得更好，却不能取代教师。英国课堂教学中运用i c t ，并不 都是发展多媒体机房和演示型多媒体教室，而是大量利用了电子自板。英国中学 中现已用电子白板装备了所有教室，并且英国教育部对中学调查后的统计数据也 表明这是支持、提高教学的有效方式。交互白板不只是教师的演示工具，还是一 项进行师生交流和生生交流的交互的、交流的工具。 新加坡在1 9 9 7 年之前，信息技术运用到学科教学方面的进展还比较落后，而 最近几年这方面的发展速度惊人。教育部给全国的中小学配备了必要的硬件设施 和网络连通。最新的小学教材贯彻了大纲中提出的将信息技术整合到各年级学科 教学中的精神，将信息技术的使用纳入了教材，相信不久中学也会实行。近几年 新加坡在中学推行了“教育电子薄”实验计划，学生可以通过电子屏幕看课本、 完成作业，使知识能够以动画的方式呈现复杂的内容，教师还可以通过电子薄的 联网查收作业，并进行批改。 由此可见，“整合模式 将成为今后信息技术教育发展的必然趋势。有专家指 1 3 东北师范大学硕士学位论文 出，本世纪建立可能达到的最佳教育环境的关键是，通过课程将技术、内容和人 力资源有机的整合起来。 ( - - ) 国内的研究现状 运用现代教育技术建构新型教学结构，实现信息技术与课程整合的探索，是 一项长期而艰巨的任务。近年来国内己