信息技术与学科教学有效整合的策略研究

课题名称：《信息技术与学科教学有效整合的策略研究》课题批准号：062921366课题类别：专项课题学科分类：综合类课题承担单位：安徽省望江县第二中学课题负责人：焦成铭中学高级安徽省望江县第二中学张四新中学高级安徽省望江县第二中学主要研究人员：钱叶成 李树东 杨结龙 徐旺周银保王明方映辉张裕平周智龙徐书冲章得平江晟黄先祥胡文兵王金祥正文内容：一、内容与方法：一）课题界定：1、信息技术：是一种包括计算机技术、通信技术、传感技术和控制技术等多学科交叉综合的技术。2、学科教学：指在新课标要求下必须完成的教学任务和教研目标，包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等。3、整合：是指将本属于不同范畴但又有关联的事物通过多向互动的方式有机地融合为一个整体的思想、方法和过程。是一个系统地渗透过程、整体化过程和融合过程。4、信息技术与学科教学整合策略：就是在先进的教育思想、教育理念的指导下，发挥以计算机和网络为核心的信息技术的优势，结合学科教学的特点，为整合教学中的诸要素优化教学环节而制定出的方式、方法。二）主要内容：1、以新的教学理念，运用建构主义理论将信息技术和学科的教学过程紧密地结合起来，把信息技术融合到学科教学中，促进教的变革，提高教学质量；促进学的变革，提倡创新精神。2、建立基于信息技术支持下的开放式的教与学的体系，提高师生运用信息技术教与学的能力。3、创建信息技术与学科教学有效整合的策略，构建新型的课堂教学模式，提高教学的质量和效果。三）研究方法：1、实验研究法：本课题以我校高中学生为研究对象，先进行实验设计，对实验过程进行控制，收集有关信息和数据，对实验资料进行统计分析，总结提炼，形成实验结果。2、行动研究法：我们从教学需要的实际出发，确立了研究课题，在实际教学过程中进行研究，使研究成果能够为本学科的教师理解、掌握和应用，从而达到解决实际问题，提高教育教学质量的目的。3、调查研究法：在课题研究过程中，通过对学生问卷、座谈、观察等形式，来了解学生的学习状况，得出调查结论，进而改进指导策略。四）研究特点：本课题研究的是在新的教育理念下，立足于课堂、立足于学生、立足于学校教学实际而探求的新的教学模式，呈现的特点如下：1、信息技术与教学内容呈现方式的改变：传统的教学内容呈现方式主要是声音（教师语言）、文字和图像，主要通过书、纸的记录和传播。信息技术作为呈现教学内容的重要工具可以将多种媒体方便、快速地集成，实现对教育资源的有效整合。2、信息技术与学生学习方式的改变：在传统的教学模式下，老师是单向的灌输，学生是被动的学习，信息技术与学科教学的有效整合为学生学习方式的改变提供了途径，教师的角色从传授者、权威者转换成了学生学习的辅导者、支持者，使学生真正成为学习的主人。3、信息技术与师生互动方式的改变：信息技术让师生关系变得平等、和谐。因为信息技术让信息的传递具备了快速、灵活等特点，拓宽了师生互动的渠道，使师生之间的交流更广泛、更民主、更有效。二、成果与影响：我校是安徽省一所省示范高中，一向重视学生综合素质的培养，倡导学生关注社会、亲近自然、热爱科学、崇尚创新。开展本课题的探索与研究，将进一步促进我们运用科学的研究方法，结合信息技术的特点，遵循教育自身规律，研究信息技术与学科教学整合的策略，使信息技术在教育教学过程中发挥更大的作用，提高课堂教学的质量和效果。研究成果：一）信息技术与学科教学有效整合的策略1、信息技术环境下课堂教学策略——“一本三元六步”教学模式传统的教学模式，从理念上来看，是一种“传递——接受”式教学模式，它忽略了学生的主动性和创造性，没有体现学生的认知主体作用；从过程中来看，它过分强调记忆，忽视应用和评价能力的培养，重知识和理论，轻技能和实践，重视学习，忽视创新；从呈现方式上来看，主要是声音（教师语言）、文字和图像，主要通过书、纸的记录和传播。教与学的思维流程是单向的，学生的学习是相对孤立的，整个教学过程是严格按照既定计划去落实达成的。究其实质，它要确立的学习元素之间的关系是：教师是主动的施教者；学生是被动的外部刺激接受者，即灌输对象；信息技术是辅助老师向学生灌输的工具；教材则是灌输的内容。《高中新课程标准》明确提出：教育应该面向全体学生，实现人人学习有价值的知识，人人都能获得必需的技能，不同的人在能力上得到不同的发展。新课程标准强调“从学生的生活经验出发”，“在自主探索和合作交流中真正掌握知识和技能”，“教师是学生学习的组织者、引导者和合作者”。建构主义学习理论和多元智能理论强调以学生为中心，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；因材施教，以满足不同智力特点、学习类型和发展方向的学生的成长成才需要。“一本三元六步”教学模式，就是在这一背景下，我校课题组经过反复实验而创建的新型课堂教学模式。“一本三元六步”教学模式图示学生情境学生情境教材教师同伴信息技术创设情境确定问题自主探究合作交流激励评价拓展延伸反馈持支有效课堂教学“一本三元六步”教学模式，是一种以学生为学习主体，运用信息技术整合教师、学习伙伴、教材等教学资源，创设情境，确定问题，自主探究，合作交流，激励评价，拓展延伸，构建有效课堂，提高教学的质量和效果的教学模式。“一本”，指的是以生为本，体现的是以学生为学习主体的教育理念。“三元”，指的是教师、学习伙伴、教材，是学习主体完成学习任务的条件。其中，教师是学生学习的引导者、合作者；学习伙伴，是学习主体进行探究的合作者、促进者；教材，是课标、课本、课件等教学材料。“六步”，指的是在信息技术环境下课堂教学的具体实施步骤，即：创设情境—确定问题—自主探究—合作交流—激励评价—拓展延伸。创设情境——教师根据教学内容和学生学习实际，通过多媒体、实物等创设教学情境。确定问题——提出问题或选择问题，明确任务、目标。自主探究——学生根据确定的问题，自主探究，提出见解。合作交流——学习主体与伙伴、老师讨论交流，展示并分享探究成果。激励评价——师生对探究成果进行评价。拓展延伸——对探究成果、方法等归纳总结，对相关学习内容作延伸探究。“一本三元六步”教学模式，又是一种循序渐进的教学模式，它将总结和探究的内容、方法，再次反馈给学习主体，使学生的认知由浅入深，逐步提高。例如，语文子课题组教学《念奴娇·赤壁怀古》时，教师先播放《滚滚长江东逝水》渲染氛围，借助歌词“浪花淘尽英雄”创设情境导入课堂；然后与学生一起确定了了解苏轼的生平简历和豪放派词的特点、探究古代诗歌常见的表现手法的学习目标；组织学生利用网络资源进行自主探究，在探究过程中，教师设置查询关键词，有针对性地查询、探究；借助信息技术平台，把探究所得与同伴进行充分的交流讨论；教师、同伴加以评价；最后拓展延伸，围绕苏轼的人生观，进行《我心目中的苏轼》作文片断的写作练习，进一步强化这种情感，使苏轼的人格魅力对学生产生积极的影响。物理子课题组教学《运用DIS“探究功与物体速度的关系”》时，针对教材“探究功与物体速度变化的关系”的实验存在的不足，教师引导，学生分组讨论，运用DIS系统设计实验方案，师生交流讨论；各小组根据实验方案进行实验，探究功与物体速度的关系；展示、交流实验结果并进行互评；引导学生思考如何改进传统实验，并要求学生课后设计一个利用DIS实验系统探究动摩擦因数或测量重力加速度的实验方案。运用“一本三元六步”教学模式进行教学，满足了学生的发现、研究、探索的心理需求，激发了学生学习的兴趣和求知欲，培养了学生合作学习的习惯和自主创新的精神。2、利用DIS系统进行课堂自主探究策略传统的物理课堂实验效率不高，操作不便，测量的数据不够精确，数据处理较为困难，因此在课堂内很难完成自主探究的实验任务。以“探究功与物体速度变化的关系”为例，该实验过程存在以下问题：=1\*GB3①按教材提供的实验方法，若不能有效平衡摩擦，将带来系统误差；=2\*GB3②实验操作中，皮筋数量达三条以上，容易出现小车翻滚现象，且不能保证每根皮筋完全相同；=3\*GB3③学生在利用图像寻找功与速度的关系时，按传统的数据处理方法，在课堂内很难完成实验任务。进一步分析发现，传统实验方法存在不可回避的缺陷：实验操作复杂，数据采集不够精确，数据处理非常繁琐，给学生的自主探究性学习带来了难度。由于DIS数字化实验系统在高中物理教学中将逐渐普及，因此可以考虑在不违背教材精神的前提下，利用DIS数字化实验系统快速、简便、精确的特点，重新设计、实验。根据上述思想，提出如下解决方案：将光电门固定在倾斜轨道的D位置，让小车依次从相距位置D的距离为S、2S、3S、4S……处由静止释放；利用数据采集器记录每次小车通过光电门的时间；在DIS数字化实验软件系统中，设置函数W和v，以v为横坐标、W为纵坐标的数据点拟合W和v的函数关系。改进后的实验具有以下优点：无需平衡摩擦，使实验更为简便；数据采集精确合理；数据处理迅速，能快速得出结论。该实验还可以改变轨道倾角，重复上述实验过程，使得出的结论更具普遍性和科学性。因此，利用DIS系统进行课堂自主探究的策略，能够让学生更好地参与课堂自主探究性学习，提高课堂教学效率。3、网络交互型课堂探究策略课堂教学，尤其是古诗词的教学，学生对作家生平、作品的创作背景、诗歌的表现手法以及风格流派，缺少应有的知识储备，鉴赏水平不高，难以深入理解作者的情感、作品的主旨。而传统的课堂教学，完全依靠教师和教材提供有限的内容，无法全面快捷地让学生获取相关资料；学习小组之间的合作交流难以有效进行。互联网能够为学生快捷地提供丰富性的教学资源，而网络教室为学习小组间的相互交流提供了方便。网络交互型课堂探究策略，让学生在学习过程中，各学习小组，围绕学习内容和探究目标，利用网络自主查找，为防止漫无目的大海捞针式的网络漫游，教师及时提供查询关键词，节约时间，提高利用网络资源的效率。各学习小组内，讨论交流，提取有效信息，集体探究，得出结论；教师利用网络教室和多媒体，展示有代表性的观点，全班交流讨论。其间，教师适时地巡回指导；或通过网络教室直接参与小组讨论，组织学生交流，进行激励评价。这种网络交互型课堂探究策略，真正把讲堂变成了学堂，把学生变成学习的主体，让学生从被动接受者转变为主动参与者和自主探索者，营造了一个民主、愉快、和谐的学习氛围。4、信息技术环境下课堂小组合作学习策略在传统的教学模式中，强调的是教师的传授和学生的被动接受，信息技术成了应试教育的工具，学生学习的主观能动性受抑制，创造性得不到发挥。《新课程标准》强调：教学活动，是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程；动手实践、自主探索、合作交流是学生学习的重要方式；合作交流的学习形式是培养学生积极参与、自主学习的有效途径。以信息技术为载体，有效地实现“课堂小组合作学习”，已经成为新课标理念下的一项重要教学组织形式。例如数学学科，普通高中课程标准实验教科书人教A版数学必修一至必修五共有16章64节，其中有16处“章头图”和97处“探究”的编排，研究“章头图”和“探究”栏目的教学问题，对高中新课程的实施具有重要的意义。组织学生通过“小组合作”，以“章头图”“探究”栏目为教学内容背景，树立“用”教材而不是“教”教材的理念，充分挖掘教学资源，使教材“丰满”起来，使新课程的实施收到好的效果。以“探究”栏目的内容为教学载体，利用信息技术创设良好的学习环境，让学生在“小组合作”中“动”起来；以“探究”栏目教学为平台，创新教学方法，促进学生思维在“小组合作”中“活”起来；以“探究”栏目学习评价为契机，使评价人本化，促进学生情感态度和价值观的形成。教师在进行教学设计时，首先针对教学目标，精心设计教学的容量、梯度和层次。在具体教学过程中，教师利用多媒体创设问题情境，向学生展示合作学习的内容，合作学习的目标；学习小组针对学习内容进行讨论探究，利用电子教室、多媒体将讨论结果呈现给其他学习小组，集体讨论评价；教师也可以利用电子教室，针对不同学习小组，提供不同层次的问题。运用这种课堂小组合作学习的策略，使每一位学生都能深入思考，积极探究，在吸收消化知识的同时，提升思维能力和创新能力。5、网络激励评价策略激励评价是教学中一个重要环节，传统的激励评价只是运用在课堂上，但随着教学改革的快速发展，这种简单的激励评价显然已经跟不时代的节奏，它还更应该向课外延伸。根据建构主义理论和多元智能理论，教师应该选择和创造多种多样适宜的、能够促进每个学生全面发展的教育方法与手段，因材施教，以满足不同智力特点、学习类型和发展方向的学生的需要。因此，教师运用网络激励评价策略，建立一个网络激励评价系统，如搭建一个虚拟的教学平台以作为课堂教学的延伸，它可以是一个博客、一个空间，或个人主页、个人信箱及班级QQ群等。在这个虚拟的教学平台上，设立一种评价机制——通过提交问题、发帖讨论以及回答问题，赢得经验值。具体做法是，提交问题得1个经验值，参与讨论赢得2个经验值，回答问题得4个经验值，答对问题得10个经验值。然后凭经验值进行升级。网络激励评价系统可以激发学生的学习兴趣和热情。学生可以自由发言，老师也可以适时地激励评价。6、借助网络平台进行个别辅导策略学生学习存在个性差异，知识水平有高有低，接受能力有强有弱，在教学中，教师应关注每一位学生，发挥他们学习的主观能动性和个人潜能。但是，传统的辅导方法，难以进行及时有效的个别辅导。运用信息技术个别辅导型策略，可以通过网络方便快捷地对学生实施个别辅导。如面对整体的个别辅导——在网络教室中，教师通过控制机掌握学生的学习动态，从而对学生的学习及时提醒指导，课后，还可通过互联网，进行个别交流辅导；对于基础薄弱学生的个别辅导——在课堂教学中，有的同学会出现“消化不良”的情况，教师可通过邮箱或聊天工具，有针对性地予以指导；对学有余力学生的个别辅导——有些学生学科知识扎实，同时对学科又有着浓厚的兴趣，还想更深入地探讨问题，获得更丰厚的知识，那么老师可以利用互联网通讯工具与学生进行深入探讨，满足学生的求知欲望。7、运用信息技术开展课外科学探索活动策略传统的课外活动，只是开展一些篮球、兵乓球、书法、歌唱、演讲、作文等比赛活动，而学生课外科学探索活动开展得很少，即使有，水平也不高，其科学性、探索性还很不够。 《新课程标准》提出：普通高中教育不但要求学生掌握终身学习必备的基础知识与技能，还要发展学生的好奇心、求知欲及科学探索兴趣；了解科学的发展历程，关注科学技术的主要成就和发展趋势以及科学对经济、社会发展的影响；参加一些科学实践活动，培养其科学态度与科学精神。当前，信息技术的应用日益普及，为我们开展学生课外科学探索活动提供了良好的技术基础，促进学生课外科学探索活动向更高更好的方向发展。根据学校、学生和当地的实际情况，信息技术与学生课外科学探索活动整合的策略，可以开展以下几种活动：=1\*GB3①建立科技博客组织学生针对某个科学人物或某一热门科学资讯，如“法拉第的科学足迹”“隐形飞机”等，积极利用信息技术，到网络上搜集相关资料，包括文字、图片、视频等，学生将搜集的资料或者自己的科学构想，提交到论坛上进行交流，师生一起评选最优秀的贴子，再由教师发布到班级的博客上，作为专题展示出来。 =2\*GB3②进行科学调查针对学生身边的最新科技成果应用情况以及当地的环境、交通等问题，组织学生进行实地调查。由于学生思维单一，知识及获取信息渠道有限，调查科学技术在社会生产、生活中的应用及其社会效果方面，能力不够，教师推荐若干相关网站，方便学生获取信息，拓宽视野；组织学生到相关企业参观调查。教师指导学生撰写调查报告,并把报告发布到班级博客上。=3\*GB3③开展课外实验创新 这种活动不同于课堂教学，但它与课堂教学又有密切的联系，有一定的研究专题和中心内容。主要依托于传感器技术，在学生学习和了解课本教材实验，学会如何运用传感器，熟悉DIS数字化实验系统软件及DIS数字化实验系统的基本方法后，教师引导学生对原来实验进行创新性设计，并逐步思考独立设计全新的实验方案。如物理学科，运用DIS数字化实验系统测量当地重力加速度,测量不同接触面之间的摩擦因数等。=4\*GB3④举办科技文化周播放科技电影、录像，举行科普知识多媒体讲座，组织无线电航模表演，举办学生自制电脑软件比赛等。二）教师作品1、课题研究，促使教师进一步学习现代教育教学理论和信息技术知识，提高了研究能力。课题成员撰写了研究论文24篇，如徐旺老师的《基于网络资源的主题式教学策略探讨》（《山东外语教学》2008年第5期），《信息技术环境下的交际性任务型教学策略浅谈》（《安徽电化教育》2008年第4期）；方映辉老师的《教师博客离线写、工作效率大提高》（《安徽电化教育》2008年第2期）。周智龙老师《信息技术环境下高三数学课堂教学模式》获2009年度安徽省电教作品六项评比二等奖。周银保老师《“一本三元六步”教学模式初探》从理论上对“一本三元六步”教学模式进行了阐释，方映辉老师《“一本三元六步”教学模式下运用DIS“探究功与物体速度的关系”》、钱叶成老师《“一本三元六步”教学模式应用案例——孔雀东南飞》则为此提供了应用案例。课题组成员还在安庆教育博客网发表文章70余篇，受到广泛关注，博客网页访问量逾万次。2、课题组成员设计制作了大量的课件、课例和教学设计并积极参加省市县举办的信息技术评比活动，有10余件（篇）课件、课例、教学设计等获省、市、县级奖项，如：钱叶成、周银保两位老师合作完成的教学课例《念奴娇·赤壁怀古》获2009年度安徽省电教作品六项评比三等奖，杨结龙老师制作的课件《简单曲线的参数方程》获2009年度安庆市电教作品六项评比一等奖，并被推荐进入国家资源库。三）实验班学生探究成果我们在实验过程中，语文子课题组引导学生运用信息技术广泛查阅、收集相关学习资料，进行了小组讨论、交流，积极创作出了一些较好的习作。如：（1）《古韵新声》——学生诗歌创作选，学生创作了古诗词，经教师指导修改与点评，结集成册。（2）《心灵放飞》——品读古诗词的作者，在古诗词学习中，不仅仅学习诗词本身，还进一步发掘作者的人生历程、精神世界等，写下了系列感悟文章。（3）《诗海探珠》——作文素材之诗家文史知识荟萃，学生在古诗词学习过程中，积累了大量的古诗词名句、历史典故，也积累了关于诗人的人生历程和精神世界的信息，这为学生习作提供了大量高质量的素材。物理子课题组，引导学生利用DIS系统对许多传统实验进行重新设计和实验，如：用测重法、落体法、单摆法测重力加速度；探究霍尔效应；探究物体间的动摩擦因数，使实验方法更科学，实验结果更精确，提高了学生的探究能力和创新能力。课题影响：一）软硬件建设1、硬件建设自课题申报开题以来，学校各级领导就一直非常重视信息技术与学科教学的整合与发展，要把课堂教学推向信息化、数字化、网络化、资源化，要把信息技术与学科教学合理地进行整合，要把本次课题作为推动我校信息与学科教学整合与发展的原动力。2008年以来，学校投入了大量的人力和财力，新建了27个多媒体教室,更新了计算机教学中心全部设备，建设了安庆市中小学首间数字化实验室、3间网络教室，为全校教师（共208人）配备了笔记本电脑，总计投入约176.69万元。另建有一座全新的综合性教学大楼，计划将全部安装多媒体教学设备，部分建成数字化、网络化教室。2、软件建设为满足信息技术应用的需要，学校还在软件建设和网站（/）建设方面投入了大量的资金。例如：购买了相关教学软件，订阅了大量的信息技术理论书刊；开通了多个学习资源网站；聘请专家举办专题讲座，派员外出学习；积极参加各级信息技术交流研讨会，积极参加省市举办的信息技术六项评比活动。二）带动了广大教师运用信息技术进行学科教学整合的热情自课题研究以来，课题组成员累计上研究课30余节，运用“一本三元六步”教学模式上示范课20余节，得到了教师的普遍认同，多数教师掌握了这种教学模式，并在教学中广泛应用，取得了良好的效果，多位老师运用“一本三元六步”教学模式在省市级教学比赛中取得了优异成绩。目前，全校每位老师都能运用多媒体课件进行课堂辅助教学。绝大部分老师能够制作多媒体课件，有效利用网络资源。积累了一批优秀课件。各教研组均建立了课件资源库，在组内广泛交流、使用，提高了课堂教学效率。难能可贵的是，一些50岁以上的教师，通过学习实践，都已能熟练地制作课件，能够熟练地利用网络资源备课，运用多媒体进行课堂教学。在学校高度重视和本课题组的带动下，我校语文教研组、英语教研组、生物教研组、历史教研组和地理教研组相继申报了省市级课题，并成功立项。三）提升了教学质量本课题研究创建的“一本三元六步”教学模式，在全校教学活动中得到了广泛的应用，取得了良好的教学效果，如2008年、2009年，我校高考本科达线人数，分别为916人和1031人，比开展课题研究前的2004年、2005年的527人、549人，增长将近一倍；从我校占全县本科达线人数份额来看，2005年为42%，而2009年为67%，上升了25个百分点。学科竞赛也取得了喜人的成绩，自2007年以来，参加奥赛的学生中有11人获得省二等奖，27人获得省三等奖。为了进一步确认课题研究的信度和效度，我们对参与实