（教育技术学专业论文）面向高阶思维能力培养的初中物理学科数字化学习资源利用研究.pdf

l11 。-j-1 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 中不包含其他人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：- = 翠4 日期： 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。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名弛 e l 期：五j ! = ；：! ， 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导教师签名： 日期： 电话： 邮编： ，l一 !；j 摘要 随着时代的发展，数字化学习资源与日俱增，如何利用好数字化学习资源顺应知识 时代学习者个人能力的发展，特别是，知识时代对人才素质的要求所偏重的十大能力： 创新、问题求解、决策、批判性思维、信息素养、团队协作、兼容、获取隐性知识、自 我管理和可持续发展能力己成为现今研究的热点。由此作者选取了2 0 0 7 年和2 0 0 8 年的 全国初中物理信息技术与课程整合优质课大赛的所有案例资源进行了观察、分析、统计， 重点从学习者高阶思维能力培养这一维度对初中物理知识教学课这一课型的数字化学 习资源利用现状进行了分析研究。本研究主要采用的研究方法有：文献分析法；观察法； 统计法。本研究以我国教育信息化的发展为背景，以建构主义学习理论为基础，从信息 化教育的视角出发，以发展学习者的高阶思维能力，培养学习者进行高阶学习为核心， 分析了初中物理的课程目标和内容标准，并分别从数字化学习资源的形式及其利用频 度、数字化学习资源利用的模式和数字化学习资源利用所解决的问题几个方面分析了数 字化学习资源在初中物理教学过程中利用的现状，在此基础上，进一步分析了数字化学 习资源的利用与学习者高阶思维能力培养存在的问题、提出了在初中物理学科的学习中 如何高效的利用数字化学习资源培养学习者的高阶思维能力、并针对数字化学习资源利 用过程中存在的相关问题提出了建设性的对策。 关键词：初中物理；数字化学习资源；高阶思维能力 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h et i m e s ，d i g i t a ll e a r n i n gr e s o u r c e si n c r e a s ew i me a c h p a s s i n gd a y h o wt om a k eg o o du s eo fd i g i t a ll e a r n i n gr e s o u r c e st oc o m p l yw i mt h el e a r n e r s o fd e v e l o p m e n to fp e r s o n a la b i l i t yi nt h ee r ao fk n o w l e d g eh a sb e c o m ear e s e a r c hh o t s p o t e s p e c i a l l y t h ee r ao fk n o w l e d g er e q u i r e dt e nk i n d so fa b i l i t y ：i n n o v a t i o na b i l i t y ； p r o b l e m - s o l v i n ga b i l i t y ；d e c i s i o nm a k i n g ；c r i t i c a lt h i n k i n ga b i l i t y ；i n f o r m a t i o nl i t e r a c y ； t e a m w o r ks p i r i t ；c o m p a t i b l ea b i l i t y ；a c q u i r et a c i tk n o w l e d g ea n ds e l f m a n a g e m e n ta b i l i t ya n d t h ec a p a b i l i t yo fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h e nt h ea u t h o rs e l e c t e dt h ec u r r i c u l u mr e s o u r c e s w h i c hi s ”t h ei 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 yw i mc u r r i c u l u m ”c a s et oa n a l y s i sa n d r e s e a r c h o u re d u c a t i o ni n f o r m a t i o n i z a t i o nd e v e l o p m e n ti st h es t u d yo ft h eb a c k g r o u n d ， c o n s t r u c t i v i s ml e a r n i n gt h e o r ya st h eb a s i so ft h i ss t u d y t h i sp a p e ra d o p t sd o c u m e n ta n a l y s i s ， o b s e r v a t i o na n ds t a t i s t i c sm e t h o d s ，f r o mt h ep e r s p e c t i v eo fe d u c a t i o n a li n f o r m a t i o n i z a t i o n ，t h e a u t h o ra n a l y z e st h ej u n i o rm i d d l es c h o o lp h y s i c sc o u r s es t a n d a r d ，a n dt h ea n a l y s i si st o d e v e l o pl e a r n e r s h i g h o r d e rt h i n k i n ga b i l i t y ，t h ep a p e ri sa l s ot oa n a l y z et h ec u r r e n ts i t u a t i o n o fd i 舀t a ll e a r n i n gr e s o u r c eu t i l i z a t i o nf r o mt h r e ea s p e c t s ：t h ef r e q u e n c yo fd i g i t a ll e a r n i n g r e s o u r c eu t i l i z a t i o n ；t h em o d eo f d i g i t a ll e a r n i n gr e s o u r c eu t i l i z a t i o n ；t h ep r o b l e m sw h i c hw a s s o l v e db yd i 百t a ll e a r n i n gr e s o u r c e s ，a n dt h ea u t h o ra n a l y z e st h ep r o b l e m so fu s i n gd i 百t a l l e a r n i n gr e s o u r c e st op r o m o t el e a r n e r s h i g h o r d e rt h i n k i n ga b i l i t y ，p u t sf o r w a r dh o wt o e f f i c i e n tu s eo fd i 百t a ll e a r n i n gr e s o u r c e st od e v e l o pl e a r n e r s h i g h - o r d e rt h i n k i n ga b i l i t yi n j u n i o rm i d d l es c h o o lp h y s i c a ls c i e n c el e a r n i n g t h e nt h ea u t h o rp u t sf o r w a r dc o n s t r u c t i v e s u g g e s t i o n so nt h ep r o b l e m so fd i s t a ll e a r n i n gr e s o u r c eu t i l i z a t i o n k e yw o r d s ：j u n i o rm i d d l es c h o o lp h y s i c s ；d i g i t a ll e a r n i n gr e s o u r c e s ；h i 曲- o r d e rt h i n k i n g a b i l i t y u t j i，；j 目录 中文摘要i 英文摘要i i 目录 第一章引言1 1 1 问题研究背景1 1 2 国内外研究现状2 1 2 1 国外研究现状2 1 2 2 国内研究现状3 1 3 本文研究的主要目标与内容3 1 3 1 研究的目标3 1 3 2 研究的内容3 1 4 本文研究的意义3 1 4 1 理论价值3 1 4 2 现实意义4 第二章理论基础5 2 1 数字化学习资源5 2 1 1 数字化学习资源及其分类5 2 1 2 数字化学习资源的利用7 2 2 高阶思维能力及其培养7 。 2 2 1 高阶思维能力与特点7 _ 2 2 2 高阶能力与高阶学习8 2 2 3 教学中的高阶思维9 第三章初中物理课程标准分析1 1 3 1 课程性质和课程理念1 1 3 2 课程标准分析1 2 3 2 1 课程目标分析1 2 3 2 2 内容标准分析1 4 第四章初中物理“整合课大赛 数据分析1 6 4 1 数据的选取与分类1 6 4 2 数据分析的方法与过程1 7 4 3 数据分析的结果1 7 第五章初中物理学科数字化学习资源利用现状分析2 0 5 1 数字化学习资源利用的频度2 0 5 2 数字化学习资源利用的模式2 3 5 3 数字化学习资源利用所解决的问题2 6 5 4 数字化学习资源利用所存在的问题2 7 5 4 1 资源利用的合理性2 8 5 4 2 资源利用的有效性2 8 第六章对策3 l 6 1 合理的选择数字化学习资源3 1 6 2 具备清晰的教学设计思路3 l i i i v 2 2 2 3 4 6 3 3 3 3 3 3 力一一能件力究课能探型流 东北师范大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 问题研究背景 一、关注教育信息化。新世纪我国教育发展的一项基本国策就是以教育信息化带动 教育现代化。这也是广大教育工作者的心愿。我们通常把教育信息化看作是利用信息技 术催化教育革新、促进教育现代化的一个基本过程，信息化教育是以信息技术为支撑的 新型教育方式。 二、从教育信息化的视角去看，我们主要考察的就是信息化环境的建设、资源的建 设、应用开发、效益的评估等问题。那么如果从信息化教育的视角，就需要我们特别关 注信息化条件下的教育理念的革新、信息化教学模式的创新、信息化教学过程的新颖设 计和评价、数字化学习资源的有效利用、学习者学习能力的养成、教师的教学能力发展 等问题。 特别的，从自觉适应知识时代和个人发展需求的角度来看，信息化教学的要求就在 于通过变革学习方式，促进学习者发展适应时代所需的知识、能力和素质。 三、学习资源利用的重要性。随着时代的发展，学习资源的种类繁杂、堆积成山， 如何充分、有效的利用现有的数字化学习资源顺应知识时代对人才素质的要求，特别是 合理、高效的利用数字化学习资源来培养学习者的高阶思维能力，成为当今研究的热点 问题。 四、基础教育课程改革。改革开放以来，我国基础教育取得了辉煌成就，基础教育 课程建设也取得了显著成绩。但是，我国基础教育总体发展水平并不高，原有的基础教 育课程已经不能完全顺应知识时代发展的需要。为贯彻中共中央国务院关于深化教育 改革全面推进素质教育的决定( 中发 1 9 9 9 9 号) 和国务院关于基础教育改革与发展 的决定( 国发 2 0 0 1 2 1 号) ，教育部决定，大力推进基础教育课程改革，调整并改革 基础教育的课程体系、课程结构、课程内容，构建新的符合素质教育要求的基础教育课 程体系。 2 0 0 1 年教育部颁发的基础教育课程改革纲要( 试行) 指出，改变课程过于注重 知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程成 为学会学习和形成正确价值观的过程；改变课程内容“难、繁、偏、旧 和过于注重书 本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，关注学生的 学习经验和学习兴趣，精选终身学习所必备的基础知识和技能；改变课程实施过于强调 接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培 养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与 合作的能力；改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能，发挥评价促进学生发展、教师 东北师范大学硕士学位论文 提高和改进教学实践的功能。 从基础教育课程改革的具体目标当中可以看出，基础教育改革倾向于注重对学习者 的价值观形成、学习者个人发展的需求、学习者的学习兴趣和经验，特别是学习者的主 动探究能力、搜集信息能力和处理信息的能力、分析问题的能力、解决问题的能力、交 流与合作的能力以及获取新知识的能力等方面的关注。 在教育信息化这样一个大的背景下，从教育信息化考察的对象、信息化教育所关注 的几大问题、学习资源利用的重要性、学习者个人能力的发展以及新课程改革的相关内 容这几个方面看，有这样几个问题使我们更为关注：数字化学习资源的利用现状是什么 样? 在教学中如何使数字化学习资源更有效的利用? 特别的，在新课程的教育理念下如 何充分、高效利用数字化学习资源来促进学习者全面发展，培养学习者的各方面能力， 特别是培养学习者的高阶思维能力? 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 作者利用s c o p u s ( 目前全球规模最大的文摘和引文数据库) 从题目、摘要中分别以 h i g h e rt h i n k i n gs k i l l 和h i g h e rt h i n k i n ga b i l i t y ( 高阶思维能力) 为关键词进行 了检索，其中以h i g h e rt h i n k i n gs k i l l 为关键词共搜集了9 6 2 条相关文献，1 0 6 条文 献与关键词相吻合，最早的一篇是1 9 8 3 年的文章i n t e g r a t i n gl e a r n i n gs t r a t e g i e sa n d t e x tr e s e a r c ht ot e a c hh i g h e ro r d e rt h i n k i n gs k i l l si ns c h o o l s ，以h i g h e rt h i n k i n g a b i l i t y 为关键词进行检索，有共计7 9 5 条相关文献，其中2 3 篇文献与关键词相吻合， 从年限上看，1 9 8 3 年至今国外还一直在关注如何培养学生高阶思维能力，关于高阶思 维能力概念的阐述也有几种，分别是杜威的反省思维、布卢姆( b l o o m ) 的高阶思维、 斯腾伯格( r j s t e r n b e r g ) 三元智力理论、吉尔福德( g u i l f o r d ) 提出了智力的三维结 构模型等。对关键词“e - l e a r n i n gr e s o u r c e ( 数字化学习资源) 进行数据库检索，共 收录了7 9 7 篇相关文献，其中1 2 0 篇文献与关键词相吻合。以“d i g i t a ll e a r n i n g r e s o u r c e ”( 数字化学习资源) 为关键词进行检索，共有文献7 8 3 篇，其中3 9 篇文献与 关键词相吻合。通过对部分文献摘要的提取、分析作者发现，国外特别是美国教育部 2 0 0 0 年度“教育技术白皮书”明确指出：数字化学习应该“充分利用现代信息技术所 提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境”，并且国外对于数字化学习资源这 一方面的研究有很多，包括对各级学校的硬件资源、软件资源等各方面的研究，关于利 用数字化学习资源来培养学习者高阶思维能力方面的研究也屡见不鲜，主要有：以可操 纵、可观察的交互性环境支撑高水平思维( 例如： 的界面) ；以模拟、建 模与微型世界作为探究学习的工具来促进学习者进行高阶学习( 例如：模拟、建模软件： t h i n k e rt o o l s ) ；以专家系统、可视化思维工具培养学习者的高阶思维能力( 例如：“世 界观察器”软件；c o v i s 项目中的远程专家系统) ；利用智能型学习环境来引导、支持 学习者的高阶思维( 例如：a a l o m o n 等人研究的智能性协作伙伴，阅读伙伴等工具提供 2 东北师范大学硕士学位论文 的元认知引导对学习的影响) 。 1 2 2 国内研究现状 我们国家对于高阶思维能力、数字化学习资源的利用研究相对较少，关于高阶思维 能力作者对中国学术期刊全文数据库的论文进行了检索，以高阶思维、高阶思维能力、 高阶能力、高阶学习为检索词的检索结果分别为5 、2 、7 、3 9 ，以“学习资源为二次 检索词的检索结果均为零，以高层次思维、高层次能力、高级思维为检索词的检索结果 分别为9 、3 1 、2 9 ，以“学习资源 为二次检索词的检索结果均为零，而且这些文章的 理论基础多数都是源于钟志贤教授对高阶学习理论的研究，钟志贤教授也分别对高阶学 习、高阶能力、高阶思维等概念作出了相应的界定，这一方面说明我国已经开始关注学 生个人发展的重要一部分即高阶学习，另一方面也说明我们国家对学习者高阶思维能力 培养的研究相对于国外还存在很多方面的不足，对利用数字化学习资源来培养学习者高 阶思维能力的研究也寥寥无几，由此可见，深入研究某一学科的学习资源利用情况，并 且着重思考在这一学科的学习中如何培养学习者的高阶思维能力，还有很大的探索空 间，值得我们做进一步的研究。 1 3 本文研究的主要目标与内容 1 3 1 研究的目标 一、通过观察全国初中信息技术与课程整合优质课大赛中物理组教师的说课，对说 课进行分析，从而分析、分类、归纳数字化学习资源的利用情况。 二、通过对数字化学习资源在初中物理学科中利用现状的分析，研究数字化学习中 的学习者高阶思维能力的培养。 1 3 2 研究的内容 本文研究的主要内容包括：初中物理课程目标和内容标准的分析；数字化学习资源 在初中物理学科中的利用现状；通过观察、分析说课大赛资源，研究初中物理教学过程 中学习者高阶思维能力的培养，并且发现利用数字化学习资源培养学习者高阶思维能力 过程中存在的问题进而提出解决问题的对策。 1 4 本文研究的意义 1 4 1 理论价值 一、数字化学习是通过信息技术与学科课程的有效整合，利用现代信息技术手段来 实现一种理想状态下的学习环境和能充分体现学习者主体性的新颖的学习方式，从而彻 底改革传统的教学模式和教育本质，进而达到培养具有高阶思维能力的创新型人才的目 的。数字化学习充分有效的利用现代教育技术所提供的、具有丰富资源和全新沟通机制 东北师范大学硕士学位论文 的学习环境，实现了一种全新的学习方式和教学方式。在数字化学习中，学习资源的利 用将成为影响数字化学习效果的关键因素。 二、高阶思维反映了学习者顺应知识时代生存与发展的根本要求。在这个工作状况 复杂且日趋专门化的社会，发展个人的高阶思维能力越显重要。通过有意识地训练和培 养学习者的高阶思维能力，不仅能提高学习者分析解决问题的能力，独立思考、评价 判断的能力，而且能促进学习者的群体协作交流能力和学会学习的能力，为学习者进行 终生学习而奠定基础，直接关系个人能否开发自我潜能、实现自我价值，能否为社会的进 步和发展作出贡献；高阶思维能力的培养已经成为当前国内外教育教学改革发展的重 要指向之一。为了适应时代的需要，教育教学改革的主要目标就是要发展学习者的高阶 能力，以使学习者能在知识时代以“独立思考”的精神去面对他们所遇到的不熟悉的问 题；高阶思维是获取高阶知识、运用高阶能力和实施高阶学习的关键，知识惟有通过学 习者的深度理解( 运用高阶思维能力) ，才能成为建构性的、灵活性的、个人化和情境化 的高阶知识。高阶知识主要通过运用高阶思维的情境化学习才能比较有效地获取，如基 于真实问题任务的学习等。发展高阶思维，是实现人与技术和谐作用的必然。随着记忆 性和检索性的能力日益为信息技术所承担，人类前所未有地减轻了低阶知识能力的负 荷，学习者发展的重心势必需要转移，让计算机做最拿手的事情，让人类去从事计算机所 不能的事情，实现理想的认知分布和人机关系状态。发展高阶思维能力，是信息技术发展 的结果，也是人类在新时代获得价值确认的必然选择。控1 三、通过分析物理学科新课程标准，观察、分析、统计全国初中信息技术与课程整 合优质课大赛的数字化学习资源中物理组教师说课的内容，定期的进行数据整理，并利 用所得数据，分析如何促进学习者高阶思维能力的发展，针对数字化学习资源利用现状 所存在的问题，制定解决策略，进而为利用数字化学习资源有效地促进学习者高阶思维 能力的发展提供理论依据。 1 4 2 现实意义 通过观察、分析全国第六届和第七届信息技术与课程整合优质课大赛中参赛教师的 说课内容，对大赛资源中教师利用数字化学习资源的情况进行分析，结合新课程标准中 的适合培养学习者进行高阶学习的相关要求进一步判断资源是否得到了充分的、有效的 利用，是否实现了预定的目标，发现教师利用数字化学习资源培养学习者发展高阶思维 能力所存在的问题，并且针对存在的问题提出相应的对策。经过反复的研究、论证，力 求在日后的研究过程中能够真正有效的通过信息技术来促进学习者的高阶学习、促进学 习者高阶能力的发展，以期为初中物理教师在资源的选择与利用方面；学习者高级思维 能力培养方面提供实践方法指导。 4 东北师范大学硕士学位论文 第二章理论基础 2 1 数字化学习资源 、 2 1 1 数字化学习资源及其分类 一、学习资源 国外教育技术领域对学习资源的研究中，较具代表性的当属美国教育传播与技术协 会( a e c t ) 多次对教育技术定义的论述。教育技术定义1 9 7 2 的定义认为学习资源 具体包括环境、工具设备、活动、人和材料，a e c t 7 7 定义将用于促进人的学习的资料、 人和物称为学习资源j 并把学习资源分为讯息、人员、材料、设备、技巧和环境。a e c t 9 4 定义从功能性的角度对学习资源做了定义：学习资源指能帮助个人有效学习和操作的任 何东西，包括学习材料、学习环境与支持系统。在2 0 0 4 年到2 0 0 5 年美国教育技术协会 将教育技术定义为：教育技术是通过创造、使用、管理适当的技术性的过程和资源，以 促进学习和提高绩效的研究与符合伦理道德的实践。可见0 5 年的定义将资源的概念定 义为技术性的。 所谓资源，从辞海( 工具书上) 角度：他就是指自然界存在的天然物质。从哲学的 角度：资源就是指可以利用的得一切事物。 国内对于学习资源的认识有基于自己的学术研究成果，也有介绍和转化国外的界 定，这些界定主要是介绍a e c t 对学习资源的认识，或者在介绍a e c t 的时候结合我国国 情也对学习资源做了不同的界定。 钟志贤教授认为：学习资源是指支持教学活动实现一定教学目标的各种客观存在的 形态。 何克抗教授认为：学习资源是指在学习过程中可被学习者利用的一切要素，主要包 括支持学习的人、财、物、信息等。 祝智庭教授认为：学习资源包括支撑教学过程的各类软件资料和硬件系统，广义上 也包括一切可为教学目的服务的人、财、物。 从教育技术定义中可以看出学习资源的最大特点就是支持学习者的学习，我国的学 者结合教育技术定义，无论从资源本体的概念还是从哲学的角度都认为学习资源是促进 学习所利用的资源，对于促进学习，在学习过程中可以是通过完成教学目标很好的完成 教学任务，促进学习所利用资源可以是支撑教学过程的各类软件资料和硬件系统。 综上所述，学习资源即支持学习的资源，再结合0 5 年教育技术定义对资源的技术 性限定，这样的资源就是在教学或学习过程当中支持或促进学习的一切事物。作为本论 文研究的基础，作者把学习资源界定为：在教学或学习过程当中支持或促进学习的学习 内容和学习资料。将其限定在狭义的学习资源，以区别于广义的学习资源即支持学 5 蠢 东北师范大学硕士学位论文 习的资源，他不仅仅包括学习内容和学习材料还包括人、媒体、环境、策略等。 二、数字化学习 数字化学习是以数字化为支柱，将信息技术应用到教学过程后，促使学习环境、学 习方式、学习资源都向着数字化方向发展，形成了数字化的学习环境、学习方式和学习 资源。李克东教授在2 0 0 1 年将“e - - l e a r n i n g ”译为数字化学习以后，国内教育界逐渐 认同了这种比较达意的译法。随着网络技术、计算机技术、多媒体技术的飞速发展，人 类的生产生活方式、组织思维方式也都随之发生了重大的变化。信息时代的学习方式不 同于传统的学习方式，信息时代的学习与相应的网络技术、多媒体技术等密不可分。 对于“e l e a r n i n g ”的翻译，我们一般情况下将其翻译为电子化学习、数字化学 习或网络化学习，泛指在信息技术环境下的教学与学习行为，其实质与内涵就是在先进 的教育理念和教学理论的指导下，通过教育环境、教学内容或组织形式、学习工具的数 字化处理，将信息技术作为学生学习的认知工具，教师辅助教学的工具，改变传统教学 中教师、教材、教学媒体的作用观，以及教师、教学媒体和学生之间的关系，促进传统 教育观念、教育模式和教学组织形式的全面变革，实现一种全新的教学与学习方式，大 幅度提高教育、教学效率，培养具备创新与实践能力、适应信息时代、知识时代所要求 的创新型人才。由于“电子化学习 的概念过于宽泛，所以何克抗教授认为把 “e - l e a r n i n g 翻译成“数字化学习”是比较适当的，同时也给出了e l e a r n i n g 的定 义：e - l e a r n i n g 是指因特网或其他数字化内容进行学习与教学的活动，它充分利用现 代信息技术所提供具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种全新的学习方式 这种学习将改变传统教学中教师的主体作用和师生之间的关系，从而根本改变教学 模式和教育本质。1 数字化学习的完整内涵应当为：利用现代信息技术手段，通过信息技术与学科的有 效整合来实现一种理想的学习环境和能充分体现学生主体作用的、新颖的学习方式从而 彻底改革传统的教学模式和教育本质，达到大批培养创新型人才的目的。口1 这个内涵包括下面三个要素： ( 一) 条件：以多媒体和网络通信技术为代的表现代信息技术； ( 二) 方法：信息技术与学科课程的有效整合； ( 三) 目标：教学的深化改革和创新型人才的培养。 三个要素中，第二要素是起关键作用的核心要素。所以说，数字化学习是教育信息 化的重要组成部分，是学习者以现代信息技术作为认知工具，利用丰富的数字化资源进 行学习的一种新型学习方式，这种学习方式突出了学习者的主体地位和学习者学习的主 动性，摆脱了传统教育中的时间、空间限制，改变了传统的师生关系、教育教学观念甚 至教育组织形式。 综合对学习资源和数字化学习的理解，作者认为：数字化学习资源也就是经过数字 化处理后的可供学习者学习的资源。这样的数字化处理是在计算机或网络环境下运行 的。结合本研究，相应的数字化学习资源就为：经过数字化处理的供学习者用现代信息 技术手段进行学习的资源( 学习内容和学习资料) 。这些数字化学习资源主要包括各种 6 东北师范大学硕士学位论文 数字化处理的文字、文本、图形、图像、音频、视频、课件等多媒体信息资源。本研究 比较认同国外学者h i i i h a n n a f i n 对学习资源的分类，将学习资源分为静态资源和动 态资源，静态资源主要是以印刷材料为主的教科书、杂志、报纸中的文章等，其内容一 般是静态的，动态资源是指频繁持续地发生变化的学习资源，由此对这两类学习资源经 过数字化处理再供学习者进行学习，这样的两类资源亦为数字化学习资源。 2 1 2 数字化学习资源的利用 。 数字化学习资源的利用及其广泛，在教学中特别是初中物理教学，数字化学习资源 主要有图形、图像、音频、视频、课件、专题学习网站等几种利用形式，其目的就是为 了培养全体学生的科学素养，注重学生的发展，提倡学习方式多样化。倡导学生主动参 与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析 问题，解决问题的能力以及交流合作能力等n 3 ，使学习者的学习过程不是被动的吸纳而 是亲自参与体验的、积极思维的生成和构建过程，这样的过程需要合适、合理的利用数 字化学习资源，不盲目的追求利用资源的数量，而是从实际的教学目标和教学过程出发， 变抽象为直观、变不可见为可见、变不可利用为可利用。 2 2 高阶思维能力及其培养 2 2 1 高阶思维能力与特点 对于高阶思维能力的理解，在国内外关于高阶思维能力的文献中，主要的阐释有以 下几种： 一、国外学者对高阶思维能力的阐释 ( 一) 反省思维 杜威认为：所谓高阶思维就是反省思维，他提出了思维的5 个基本步骤，并将其称 之为“反省思维的5 个基本形态”，暗示：思维进入一个可能的解决；凭借直接经验所 感觉的困难或迷惑：这成为一个亟待解决的问题，一个必须找到答案的疑问；用诸多暗 示作为一种观念或假设，以引导其他心智活动搜集事实材料；推演观念或假设的含义； 在想象的或外显的行动中检验假设。反省思维的这5 个形态存在于每个思维单元的两 端，一端为“开始”，是一个迷惑、困难或糅杂的情景；另一端为“结束”，是一个清晰 的、统一的、或解决问题后的情景。后来，杜威将这5 个步骤应用于具体教学过程中， 提出了教学过程的5 个阶段：从情景中发现疑难并提出问题；做出解决问题的各种假设； 推断哪一种假设可能解决问题；经过检验来修正假设并获得结论。啼3 ( 二) 分析、评价和创造 美国教育学家布卢姆将认知目标分成了二维框架，即：“知识”和“认知过程”。知 识是指学习时所涉及的相关内容，包括从具体到抽象四个类别：事实、概念、程序和元 认知。其中，概念和程序的抽象程度具有一定的交叉性，即，有的程序性知识比最抽象 的概念性知识更具体。认知过程涉及的主要内容是学习时要掌握的学业行为表现( 业 东北师范大学硕士学位论文 绩) ，包括了六个类别：记忆、理解、应用、分析、评价和创造，这是依据认知的复杂 程度由低到高来排列的。前面三类：记忆、理解和应用，通常被称为“低级思维能力”， 低阶思维能力同样重要，因为我们的学习往往是从记忆事实开始，然后逐步理解它们， 最后将其运用到现实生活当中。后面的三类学习结果：分析、评价和创造，通常被称为 是“高阶思维能力”。晦。 。 ( 三) 三元智力理论 美国的斯腾伯格( r j s t e r n b e r g ) 是著名心理学家和认知心理学家，他的三元智 力理论认为，成功智力包括三种形态的智力能力，即三种思维能力：分析、创新与实践 的思维。斯腾伯格认为，所谓成功则意味着个体在现实生活中达成了自己的目标。成功 智力达成人生中主要目标的所用智力，它能使个体以目标为导向并采取相应的行为活 动，是对解决现实生活所遇到的问题有举足轻重影响的智力。我们不能离开活动来奢谈 智力。智力不是在于数量的多少，而是在于智力之间达成的一种平衡。智力不应该仅仅 同学校中的成功因素有关，而更应同生活里的成功紧密联系。晦1 ( 四) 问题解决 美国心理学家g u i l f o r d 提出了智力的三维结构模型，并依据此模型设计了一种以 解决问题为主的思维培养方式。它强调记忆储存是解决问题的基础，解决问题的过程始 于环境和个体的资料对系统的输入，经过注意的过程以个人的知识经验对资料加以过滤 选择，然后引发认知操作，了解问题的存在及其实质。接着进行发散思维，酝酿各种问 题解决的方法，通过集中思维选择解决问题的方案。有时可能未经发散思维而以集中思 维解决问题，而在这一过程中如果有反对观点时，则必须依靠评价的运用，但在发散思 维的情况下，有些取出的资料则避开了评价的作用，这在创造性思维能力的培养中是至 关重要的。5 3 二、国内学者对高阶思维能力的阐释 国内对于高阶思维能力的研究还处在起步阶段，通过对国内文献的收集整理发现， 我国关于高阶思维能力的研究远远落后于发达国家，相关的论文、书籍寥寥无几，比较 有代表性的就是我国学者钟志贤教授，他认为高阶能力是适应信息时代和个人发展需求 所偏重的能力，主要包括创新、问题求解、决策、批判性思维、信息素养、团队协作、 兼容、获取隐性知识、自我管理和可持续性发展等十大能力。所谓高阶思维就是一种发 生在较高层次认知水平上的综合性能力。它是一种批判性的态度，是超越既定信息的能 力、问题求解的能力、元认知能力和评价能力，是作为自主学习者的能力，也是对事物 或现象作出合理判断的能力。陆3 高阶思维能力主要由以下四大能力构成：问题求解、决 策、批判性思维、创造性思维。障1 2 2 2 高阶能力与高阶学习 钟志贤教授认为高阶能力是以学习者的发展为中心的，那么认识和明确学习者的发 展又可以从四个视角去考察，即：个人发展的需要；多元智能得发展；新课改教学发展； 高阶能力发展，其中一个视角就是高阶能力，高阶能力就是知识时代和个人发展需求所 8 东北师范大学硕士学位论文 偏重的能力。 对于能力的认同作者采用的是心理学角度的定义：心理学家认为，能力是一种内在 的心理品质，是完成某种活动、解决某个问题所必须具备的条件。也有心理学家认为： 能力是人们表现出来的解决问题可能性的个性心理特征，是完成任务或达到目标的必备 条件。能力主要表现在所从事的学习、工作、生产活动中，在活动中得到发展，离开了 具体活动( 训练) 能力是不存在的。能力问题也是活动问题和实践问题。例如：一个学 生没有学习过数学，没有受过数学的相关训练，则无从谈论这个人的数学能力。再例如： 一个游泳练习者，即使他在课堂上学到许多游泳知识，如果没有在水中的训练，他不可 能有游泳能力。同时，能力也是认识活动中一种顺利地完成获取知识和运用知识的活动 方式是技能的高水平综合并且具有动态的、发展的、可操作、可培养等特点。 本研究认为，高阶能力就是知识时代和个人发展的需求所表现出来的解决复杂问 题、完成复杂目标或任务的心理特征。所谓高阶学习是指运用高阶能力，特别是高阶思 维进行有意义的学习，这种有意义学习通常是主动的、意图的、建构的、真实的和合作 的。瞄1 高阶学习是发展高阶能力高级思维的平台和途径。高阶在这里也就对应着问题的 复杂程度，问题是良构问题还是劣构问题。而对于高阶思维则是发生在较高认知水平层 次上的心智活动或较高层次的认知能力。口3 2 2 3 教学中的高阶思维 从文献研究中我们发现，促进学习者发展的核心便是发展高阶思维能力，而促进学：； 习者发展的最有效方法是将高阶思维与课程和教学整合起来，从而形成预期的教学目标 和学习结果。目前，在教学目标定位和学习结果预期方面，对实施高阶思维教学影响较 大的理论是b l o o m 等人( 1 9 5 6 ) 的认知目标分类学说和g a g n e ，b r i g g sa n dw a g e r ( 1 9 9 2 ) 的学习结果分类学说。心3 本文以b l o o m 的认知目标分类学说为参照，分析教学过程中学 习者的高级思维能力培养，b l o o m 等人对认知结果认知教学目标进行了具体分类。他 们把认知发展水平按层级秩序分为六个层级：知道、领会、应用、分析、综合和评价， 每个层级有其特定的意义和行为特征。他们认为，在这些水平层级中，分析、综合和评 价属于高阶思维，在教学中，发展这些层级的认知水平，就是重视高阶思维能力的发展， 如表2 1 。 9 东北师范大学硕士学位论文 表2 1b l o o m 的认知目标分类与高阶思维的关系 目标层级定义行为特征 6 评价根据标准评价、估计、选择、评论、预测、鉴 判定价值或用定、预言、重视、辩明、联系、比较、辩 处护、估计、证明、评定、支持 同 5 综合将各部分分类、比较、组成、建立、设计、讨 阶合成新的整傩论、假设、组织、准备、汇报、系统化、 思书写、收集、认定、建构、设计、开发、 维阐述、管理、计划、提议、建立、支持 4 分析确定组成分析、计算、选择、对比、推断、实 部分殛关联程验、提问、区别、辨别、识别、评价、分 度类、比较、评论、检查、组织、测试 3 应用不同环境应用、选择、论证、阐明、处理、操 之间的转换作、安排、利用、实践、计算、分类、编 译、解释、叙述、解答、写作 低 2 领会 理解或解分类、演示、区别、说明、识别、解 阶释释、意译、归纳、认可、择优具傩化、 思比较、描述、讨论、表达、简述、定位、 维 汇报、重述、回顾、转化 1 栅道对信息的 安排、复制、标记、记忆、回忆、反 回忆或识别复、陈述、定义、识别、列表、命名、辨 认、呈现 1 0 东北师范大学硕士学位论文 第三章初中物理课程标准分析 1 9 5 6 年6 月教育部颁布了中学物理教学大纲( 修订草案) 。该大纲集成了1 9 5 2 年大纲中原有的知识体系，重视基础、突出实验、强调理论联系实际，以社会主义思想 来教育学生，培养学习者的劳动品质等，并且第一次提出培养学生的思维能力。 基础物理教育的目的不仅仅是要求学生知道或了解一些物理知识，会做一些物理实 验，能解释一些物理习题。因为随着时代的发展知识是学不完的，实验也是做不完的， 题目更是解不完的。基础物理教育应该更加关注学生能力的培养，科学态度、科学精神 以及价值观的养成。 从时代的发展和基础物理教育课程改革的历程和趋势，我们发现科学教育应更加强 调对学习者科学素养的培养；促进学习者有意识的学习科学；理解科学；培养学习者的 适应能力、批判性能力、创造性思维能力、解决问题能力、运用科学进行决策的能力等 等。因此基础物理课程的设置应该顺应时代的潮流，注重人的发展，满足社会、学科及 个人的发展需求。 3 1 课程性质和课程理念 一 一、初中物理学科的课程性质 物理学是研究物质结构、物质的相互作用和运动规律的一门自然科学。h m 3 物理学由理论和实验两部分组成。物理学理论是人类对自然界最基本、最普遍规律 的认识和概括；物理学实验则是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。 4 儿1 1 义务教育阶段的物理课程要求：让学生学习初步的物理知识与技能，经历基本的科 学探究过程，受到科学态度和科学精神的熏陶；它是以提高全体学生的科学素质、促进 学生的全面发展为主要目标的自然科学基础课程。h 儿3 二、课程基本理念 ( 一) 注重全体学生的发展，改变学科本位的观念，义务教育阶段的物理课程应该以 提高全体学生的科学素质为主要目标，满足学生个体发展的基本需求，改变学科本位的 观念，进而全面的提高公民的科学素质。阻瑚1 ( 二) 从生活走向物理，从物理走向社会，义务教育阶段的物理课程应贴近学生的 实际生活，