应用现代信息技术,培养学生创新精神和实践能力

《应用现代信息技术，培养学生创新精神和实践能力》结题报告松滋市城关一小课题组我校于2002年5月承担了中央电教馆“十五”教育技术立项课题《应用信息技术，培养学生创新精神和实践能力》的课题，经过三年的探索研究和实践论证，取得了一些显著的成果。一、课题的提出1、时代发展的需要21世纪是一个以知识为基础的信息化时代，现代教育技术以惊人的速度改变着人们的工作方式、学习方式、思维方式、交往方式乃至生活方式，现代教育技术的普及与发展将成为人类文化发展中继文字的出现，印刷术的产生之后的第三个里程碑。江泽民同志曾指出“实现四个现代化，哪一个化也离不开信息化。”只有现代化的教育手段才能培养出符合现代化需要的跨世纪人才，才能培养出一大批能适应信息化竞争的国际环境的优秀人才。2、教育改革的需要跨入新千年，教育的发展与变革已成为世界各国应对日趋激烈的国际竞争的重要战略。我国也在世纪之交进行了新一轮的课程改革。《深化教育改革，全面推进素质教育的决定》中指出：实施素质教育，就是全面贯彻党的教育方针，以提高国民素质为根本宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为重点，造就有理想、有道德、有文化、有纪律、德智体美等全面发展的社会主义事业建设者和接班人。学校课程实施从传统的“知识传授”向以培养学生创新精神和实践能力为核心的自主探究学习转变，这种转变需要一种丰富，开放并提供动手机会的学习环境来支撑，而现代信息技术以其资源性、交互性、开放性及个别化的指导与学习等方面的优势为这种环境的构建创造了有利的条件。它可以使传统的课堂教学由无形到有形，由无声到有声，由平面到立体，由静态到动态，它能极大地拓宽教学空间，增加教学信息，能以各种形式沟通学生大脑中的视觉区、语言区、听觉区，并建立它的“联系通道”，充分调动学生的各种感官参与学习活动，从而有效地启迪学生思维，激发学生的求知欲，促使思维转化，智力发展。因此，新课程改革纲要中明确提出要大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。那么，在教学中如何应用现代信息技术发展学生创新精神和实践能力，培养学生健康的学习心理，良好的学习习惯，科学的学习方法和自主学习的能力，促进他们整体素质的提高呢？这已成为我们迫切需要研究和解决的问题，鉴于此，我们参与了中央电教馆“十五”重点课题“在应用信息技术培养学生创新精神和实践能力》这一课题的研究。二、课题的界定1、创新精神培养创新精神是指具有为人类的文明与进步做出贡献的远大理想，有为科学与技术事业的发展而献身的高尚精神和进行创造发明的强烈愿望，在面对具体问题时，能够突破现状，有所发现，有所创新，能够提出创造性解决方案，并在创造性活动实施。本课题实验的一个重要思想就是要在学校各学科的教学活动中，根据学生特点，发挥现代信息技术直观、形象、化静为动，交互性强，资源丰富的优势，学生能主动地建构知识，架设起创新思维与学习问题之间的桥梁，培养学生创新能力，培养学生思维的主动性、求异性、灵活性、深刻性、创造性等，激发学生的创造意识，培养创新能力，解决实际生活中的新的问题。2、实践能力训练本课题实验的过程中，强调逐步改变传统的教为中心的教学结构，把学生真正放在学习主体地位，为他们提供实践、锻炼的空间，让他们多在解决实际问题中学习，以此训练他们的实践能力。其目标是要培养敢于承担风险和善于解决实际问题的能力。要使学生具有生在一定的环境中工作的能力，包括如何对待困难、解决冲突、承担风险和协调组织等多方面的综合能力；从而使学生在未来发展中能够掌握自己的命运，具有适应环境变化，求得自身生存与发展所需的应变能力，包括想象、思考、分析、判断、言语表达、情绪控制等方面的能力。不仅要求学生做事（能在不同环境下胜任，愉快的工作。）还要求学会生存（具有适应社会变化，发展的应变能力。）3、信息技术运用信息技术为教师的教学和学生的学习提供了便利的条件和工具，在进行“创新精神培养”“实践能力训练”的同时，老师充分利用信息技术的资源和工具的优势，将信息技术的教学整合到日常学科教学中去。学生在各学科的学习过程中，掌握基本的信息技术工具，并逐渐形成信息获取，信息分析，信息加工和信息利用的能力，从而形成并具备信息素养，为他们将来的生活、工作和学习打下良好的基础。三、实验假说（一）实验假说假设在建构主义、未来教育思想、相关教学和信息技术理论的指导下，通过本课题的研究与实验运用现代教育技术，改革与优化教学过程，探索新型的教学模式，教学过程，结构及方法，培养学生创新精神和实践能力。（二）变量界定1、自变量优选、优用电教媒体，形成优化的课堂教学结构2、因变量提高学生学习的兴趣，发展学生自学能力，思维能力，观察能力，动手操作能力。3、干扰变量的控制实验班与对比班学生数量、基础、师资力量基本相当，教材、课时、测试内容、评分完全相同，实验在常态下自然进行，不额外加班加点，加大课外作业量。四、实验目标1、通过本课题实验，促进学校教学改革，推动素质教育的实施。2、通过本课题的实验，改革和优化教学过程，探索新型的教学模式，教学过程，结构及方法，培养学生创新精神和实践能力。3、通过本课题的实验，培养学生的创新思维和创造能力，加强学生自身素质培养。4、通过本课题的实验，撰写实验报告和论文，建立多媒体辅助教学资源库。5、通过本课题的实验，摄制一系列优秀课便录像，为课题实施提供典型案例。五、实施过程按照课题研究的一般流程，本课题研究过程可概括为前期准备——现状调查——制订方案——按步实施——中期评估——调整实施——终端反馈——总结经验具体做法为：（一）健全组织，完善方案为确保课题研究有组织、有计划、有措施、有成效地展开，我校成立了由曾诚校长任组长，副校长黄小兰、教导主任任王君华副组长的课题领导小组，还聘请了市电教馆装备中心周卫华、杨波担任课题的理论与技术顾问，课题组的成员由不同学科，不同年龄层次的教师组成，其中有教科室主任、教研组长、学科教师、电教技术人员等课题组织结构合理，为实验的开展奠定了一定的基础。课题组对课题研究初步形成方案后，申请上级有关专家来校指导修正，组织全体教师学习课题方案，明确研究目标和研究过程。（二）配备硬件，创设环境开展课题研究，离不开一定的硬件设备作物质保障，我校近几年在现代教育技术方面，通过多渠道筹措资金，加大投入，配备了14个班电教设备，学校还建立了一个55台微机的网络教室，一个课件制作中心，一个投影实验专用教室，一个红领巾电视台，三年来，累计投入资金50余万元。为了充分利用这些设备，提高师生的信息素养，学校还规定了各学科，各班级对信息技术的使用率，为每班配备《信息技术使用情况登记本》。指导思想实验方法实验目的实验教学主要操作设计课题媒体所载形象画面媒体应用引用改制自制所有这些都为课题研究的深入开展提供一个信息化的环境系统。（三）选择对象，实施前测本课题的实验班级为一（1）班、一（2）班、二（1）班、二（2）班、三（1）班、三（2）班、四（1）班、四（2）班、五（1）班、五（2）班、五（3）班、六（1）班、六（2）班、六（3）班，共14个班，占全校教学班的60%，并通过试卷评估对学生进行学习目的、学习态度、学习情感、学习水平、思维能力、动手能力的现状分析。（四）师资培训，一路先行运用现代教育技术开展教育教学活动，硬件是基础，教师掌握现代教育的能力是关键。实施高水平的素质教育，就必须有一支掌握现代教育技术的高水平的教师队伍。为保证我校拥有一批水平高，能灵活运用以计算机为核心的现代教育技术进行现代化教学教师队伍，我校十分重视教师的现代教育技术培训，开展了多种形式，多种层次的培训活动，使广大教师的现代教育理论水平，教研能力和运用现代教育技术的能力得到了很大的提高。第一、加强以计算机为核心的现代教育技术培训提高，教师的现代教育技术素养。为普及计算机知识，使广大教师均能使用多媒体设备进行教学，我校几年来利用寒、暑假和双休日邀请校外有关专业技术人员和本校计算机教师，采取专家授课与根本培训相结合的方式有计划分阶段对全体教师进行培训，内容包括计算机基础知识Word、Excel、PowerPoirt、Authorware、Znternet多媒体素材采集，多媒体设备使用等。第二、加强新技术、新知识的培训，拓宽教师的视野，经过不断的充实，我校已拥有一支计算机的技术骨干，为使他们能有不断吸收新技术、新知识、新经验的机会，学校不定期地采取派出去，请进来的方法，先后组织教师到先进地区参观学习，让广大教师参加各种类型的培训和学习系统。中央电教馆总课题和湖北省教育信息在发展中心组织的课题实验理论和科研常规讲座培训，研讨活动，我们更是一次也未放过。经过几年的培训与自学，开阔了教师的视野，提高教师了运用现代教育技术及实施实验研究的理论水平。学校专任教师已基本掌握了现代教育技术的中级知识，能把现代教育技术熟练地运用到教学实践中，每年“五个一”比赛（一份优秀电教设计一个优秀课件、一篇优秀论文、一篇优秀教学反思、一节优质课）更是掀起了学校课题实验的高潮。（五）加强管理，规范操作完善的课题管理是课题研究，取得成功的重要保证，为使课题顺利开展，我们建立了课题研究管理网络、如图：校长集体决策校课题实验领导小组德育教研组语文教研组数学教研德育教研组语文教研组数学教研组英语教研组体音美教研组科学教研组现代技术保障校电教管理中心子课题管理流程并入校题网校长办公审批执教教师课题组审批教研组商讨实验实施并入校题网校长办公审批执教教师课题组审批教研组商讨实验实施成果管理流程成果报管部门过程资料成果报管部门过程资料归档子课题实验报告课题组验收学校按方案奖励（１）课题组方面：由本课题研究小组在每学期初安排好本学课题组研究课内容、时间，作为校级的课题公开课，在校内上观摩评议课，为课题研究积累资料，并综合课题研究情况，及时调整、反馈研究信息。（２）教研组方面：结合学期初每个教研组定的教学专题研究计划，强调现代教育技术手段的参与，渗透课题研究意识的方法，为课题研究在面上的普及打下基础。五、实验结果通过几年来的研究与实验，课题组采用多种方式对实践效果，进行了具体评价，结果表明实验达到了预想的效果。（一）激发了学生的学习兴趣学习兴趣是激发创造性思维、开发智力的催化剂。学生对学习有了兴趣，就会变得积极主动、乐于学习，把学习当成一种挑战一种享受。１、创设情景，调动了学生的好奇心现代教育技术能为学生提供生动逼真、丰富多彩的教学资源，为学生营造一个色彩缤纷，声像同步，能动能静的教学情景，针对学生好奇心，提高他们的学习兴趣，能收到事半功倍的效果。如教学《兰兰过桥》时教师利用多媒体电脑显示各种各样的桥，创设兰兰推这些桥说：“这些桥算什么，兰兰过桥才神奇呢？”的情景，学生的好奇心立刻被调动起来，产生了浓厚的学习愿望，希望去弄清楚兰兰过的桥是什么样的。又如教学《乘法的初步认识》一课时，教师首先与学生交流暑假的生活，引出去公园游玩的事情。随着悠扬的音乐，教师用课件出示一幅公园的情景图，教师和学生一起欣赏公园里的美景，学生发现公园里有小朋友在用小棒摆图案，看到他们创作的美丽作品，联想到自己会摆的图案，激发学生也想摆一摆的愿望，进而让学生用小棒创作作品。教师把公园游玩设计为本节课的一条主线，用这一情境串起整节课的内容，为学生创设一种轻松愉快的学习氛围，让学生在玩中发现数学问题并解决问题。２、化静为动，激活了学生的求知欲望动态的事物比静态的事物更能引起学生注意，要能激发学生的求知欲望。运用现代教育技术，不仅可以把课本里画面由静变成动态，而且能够把一些比较抽象的难理解的问题通过图像、声音、动画等方式模拟成现实过程，吸引学生的注意力，激发学生的学习动机。在传统的美术欣赏教学中，一般就是照本宣科，老师指出书本上的图片给学生简单介绍一下，“这是谁画的”“这是什么类型的画？”一堂欣赏课老师感到讲解吃力，学生感到乏味，没有一点兴趣。如人教版第十册欣赏德国克利的作品《喜歌剧航海者中的战斗场面》书上只有一副克利的作品，学生来欣赏很困难，于是，查找资料，把克利的多幅作品配上音乐制成一部欣赏片，画幅大，色彩鲜艳，学生注意力全部集中在屏幕上，听得津津有味。风格一致的众多克利作品，与众不同的绘画风格和想象丰富的画面，给他们留下了很深的印象，这时学生迫切要求了解克利的欲望油然而生，由原来的“要我学”变成了“我要学”。我们曾在学生自然状态下，对使用多媒体辅助教学的实验班（参加实验三年后），和不使用多媒体辅助教学的对照班学生课堂专注的时间进行观察，第一类专注时间为３５——４０分钟；第二类专注时间为３０——３５分钟；第三类专注时间为２５——３０分钟；第四类专注时间为１５——２５分钟，以三年级为例，图表如下：从图中可以看出，实验班学生参与上课活动的人数大大超过对照班。（二）培养了学生的想象力爱因斯坦说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，并且是知识的源泉。”想象是创造的源泉，想象力是创新的潜力空间，培养学生的想象力是创新教育中最有效的一种方法。而学生有时之所以缺乏想象，就是脑海里储存的东西太少，由于对周围的事物熟视无睹，当某种事物出现时，他们也不会联想到相似的东西，而信息技术的运用能从教材中找到无限的资源，让学生充分展开想象的翅膀，达到理想的效果。比如教学《光荣的旗、战斗的旗》一课（思品）让学生从视觉上认识解放军的军旗是很简单的，但如何让学生热爱这面旗子，教师只有通过大量的人民解放军英勇作战的故事，以及他们为建立新中国无私奉献的事例来加深认识，激发对旗帜对解放军的热爱，这对本课是非常关键的。所以教师带领学生在录像的片段中回顾历史，看中国人民解放军英勇作战的故事，学生们看到了南昌起义那历史性的一刻，看到了红军飞夺泸定桥的悲壮的场景，听到了狼牙山五壮士不屈的声音，看到了董存瑞仰首挺胸的伟岸的身躯……一个个值得纪念的日子，一幅幅壮丽的场景，一次次的撞击着学生们的心灵，在这样充分体验的基础上，学生就再也不难理解解放军军旗是一面光荣的旗、战斗的旗。学生对军旗、对解放军的崇敬是建立在体验基础上的，是发自内心的不再是空洞没有说服力的空谈。（三）迸发了学生思维的灵感创新能力是一种思维的智力活动，新颖独特是它的本质特征，在教学中，培养学生的思维能力是提高学生创新能力的重要环节，运用现代信息技术，能激励学生积极思维，启发学生展开多角度、多方面的思维活动。《丑小鸭》的童话故事不知成长了多少代少年儿童的梦想，借助多媒体学习时，当孩子们看到鸭妈妈卧在草堆里，瞅着一旁的鸭蛋耐心的等待孩子出世时，且发现了其中的端倪：奶奶家孵小鸭时总是鸡妈妈守在旁边等待，怎么从没看见鸭妈妈呀？一石激起千层浪，顿时，学生展开活跃的大讨论，最后得出结论，从没看见鸭妈妈等孩子出世！又如上语文看图说话《会动脑筋的小白兔》时，学生看ＣＡＩ课件演示小白兔避雨的方法，是采一只大蘑菇当伞，这时启发学生说，除此之外你能帮小白兔想出别的方法吗？这样一问，调动了学生的思维积极性，学生讨论热烈，发言争先恐后，有些答案连老师也未成料到，有些答案令人忍俊不禁，如小白兔可以采一片荷叶当伞，小白兔可以把花草编一个帽当伞，小白兔可以把小桶翻过来当伞……通过这些我们可以看到，多媒体课件提供了丰富形象的直观材料，启发了学生思维，虽然年幼的他们发现问题不够深刻，也不够水平，但能调动学生探究问题的热忱，找到创新的切入点。（四）提高了学生的创新能力现代教育技术充分运用了声、像、色彩使学生不受时间、空间、微观和宏观的限制，大大拓展了人体感官的学习功能，它能把生动、活泼、具体的形象展现出来，感染力强，提高学生的创新能力。如教学美术《对称的美》这一课，首先要学生认识和理解什么是对称？再让学生知道我们生活中有哪些东西是对称的，并感受对称的美，最后制作一只对称的蝴蝶。因此，在上课开始，采用投影片出示了许多对称的昆虫，生活用品如蝴蝶、雨伞、风车等，让学生找出这些规律和特点，然后具体介绍什么是轴对称和中心对称，并用复合幻灯片直观的演示这些昆虫、生活用品的对称现象，我们自然界还有哪些微生物是以对称的形式呈现的，我们人类社会有哪些东西是采用美的形式来开发创造的，由于条件的限制，不可能把学生带到课堂外去寻找呈对称图形的东西，于是用摄像机摄下了我们生活周围是对称现象的动植物，如轴对称，花、树叶的茎脉，古代建筑、书桌等，中心对称风扇、古亭台、花、伞等，配上音乐和简炼的解说词，极大的开拓了学生的思维，加深了对知识的理解，感受了对称的美。并启发学生怎样学会去创造对称的美。因此，最后学生在音乐声中制作蝴蝶时，就显得非常认真，怎样去把蝴蝶制作的特别对称，怎样搭配漂亮的色彩，那十足的劲头，个性鲜明的作品，让老师感到十分愉快。又如通过红领巾电视台播出同学们认真自编自导自演的课本剧，《珍贵的教科书》、《猎人海力布》、《西门豹》、《苦柚》等，反响很大，学生在导中体会作者写作的意图，在编中更深的理解了课文内容，在眼中挖掘了人物的性格特点，同学阅读的积极性也高涨起来。（五）锻炼了学生的实践操作能力知识经济时代的到来，现代科技的发展，要求一个人不仅能动脑，同时又能动手，没有动手能力就缺乏创新的物质基础，学生只有通过动手操作，才能使自己的创新思维更科学化，现代信息技术为学生实践活动，开辟了广阔的时空，如《参观人民大会堂》一文，让学生看图读文后，在电脑中汇制参观人民大会堂的线路图，加深了学生对教材的理解，抓住文章的脉络。一些语言优美、内容易懂的古诗，如《小儿垂钓》、《秋菊》等，可以让学生根据古诗的内容在电脑中画图画，感受古诗的意境美，将知识传授、能力培养、智力发展和情操陶冶，融于一炉，教学效果事半功倍，还如学习美工时，让学生通过观看投影，了解手工制作细节，然后创作自己的作品，并让学生把自己的作品，通过展示平台展示出来，找出优点、缺点进一步改进，事实证明，学生非常喜欢动手制作作品，通过动手，他们提高了学习积极性，对知识的理解更加清晰，并主动去探索新的实验点。2005年6月底，我们对参加实验达3年之久的现已是三、四、五年级的实验班和对比班学生素质及竞赛活动进行了分析、统计，对照表如下：表格中明显看出，实验班学生在创新能力、行为意识、动手操作能力及知识面上，明显高于对比班。由此可见，现代信息技术在教学中的运用，形成了宽松的支持性氛围，培养了学生的参与能力和合作精神，发展了学生显明的个体性素质，拓展了学生灵活的创造性思维，有利于培养学生的创新精神和实践能力，（六）促进了教师素质的提高教为主导，学为主体的主导主体说，虽然得到了广泛的认同，但由于传统的教学方法，以教师讲授为核心，对课文细分缕析，教学过程以教师和课本为中心，因此学生的主体地位，只在公开课里得到体现，运用信息技术进行教学，改变了传统的教学方法和教学组织形式，使得以讲授为主的传统班级教学发展为小组教学、个别化教学、网络教学并举的局面，教师的主导作用加强了情景的创设，与学习主题密切相关的思考题的确立，丰富的学习资源的提供，学生自主学习中，教师的指导和帮助，协作学习和对话中的组织、引导，迫使教师真正实现教为主导，学为主体，运用现代信息技术教学，更是对老师的要求更高，正是在实验过程中，我校教师转变了观念，确立了新型师生关系，师生关系是平等、民主的关系，每一位教师都认真钻研教材，学习现代教育技术理论和运用现代教育技术手段的方法，加强基本功训练。广为搜集信息等，用计算机备课、上课，已成为我校教师必备的一项基本功，以往处于竞赛课、观摩课、公开课等竞技性层面的计算机辅助教学，在我校已达到日常化教学，运用的层面，老师在教学实践中，探索出现代信息技术对培养学生创新精神和实践能力的作用，又在运用中提升了对现代教育技术的认识水平和运用能力。真正的成为了学生获取知识的组织者，指导者，帮助者和促进者。近年来，教师的教学水平不断提高，一大批优秀教师在各级各类组织的优质课比赛中，一展身手。张晓玲老师执教的《爬山虎的脚》、唐艳老师执教的《新疆是个好地方》、王君华老师执教的《凸透镜》、陈俊芳老师执教的《画家乡》等录像课均获湖北省教育化信息中心评比一等奖。并有近20人次获省、地、市各项教学比武一、二、三等奖。（七）构建了新型的教学模式在教学中，我们探索出了以下几种教学模式：1、情景探索式创设学习情景——指导观察情景——意义建构——自我评价2、主题合作式确定学习主题——制定主题学习计划——组织合作学习小组——提供相关资源——指导浏览、分析资源——组织协作学习活动——展示作品——评价作品3、个体自主式设立学习目标——选择学习内容方法——主题探索资源——自我监控