（教育技术学专业论文）以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究.pdf

；鞠 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 摘要 信息时代的来临，使人类生活各方面发生了深刻变化，同时也改变着我们的传统教学 当前我国基础教育领域正在进行着一场意义深远的课程改革。在2 0 0 1 年7 月教育部颁布的 全日制义务教育中学生物课程标准( 实验稿) 中提出了三个新的教育理念“面向全体；提 高中学生物科学素养；倡导探究性学习。”由于中学生物学科的特点信息技术与中学生 物学科的整合，较其他学科有着更为重要的作用。在生物学科的教学中，一直以来，就存在 着些较为突出的矛盾。由于地域的限制，很多动、植物学生无法亲眼目睹，而仅有的静态 图也很难让他们形成直观印象：这对教师的教和学生的学都是不利的如何解决这些问题 昵? 利用信息技术这种新型的教学手段，将有助于推动教学内容、教学方法的改革进程。信 息技术与中学生物教学的整合，它给生物学科课程的教学带来了一场革命，成为素质教育有 力的推动因素但是，在实际的教学工作中怎样正确、恰当地使用信息技术。寻找恰当的结 合点，使信息技术与生物教学有机的整合在一起，即能体现生物学科的特点。又能充分发挥 信息技术在教学中的作用，符合素质教育的要求，实现探究性学习。一直以来，是我们教育 工作者关注的话题。从已有的研究来看，还没有研究出一套比较科学、实用的信息技术与中 学生物课程整合的探究式教学模式来供中学生物教师参考。这导致很多中学生物教师无章可 循，只能按个人的理解去实践和探索，造成很大的盲目性。大多数中学生物教师仍然停留在 计算机辅助教学阶段，不了解整合的实质，缺乏有效的整合模式。本课题通过信息技术与中 学生物课程整合探究式教学模式的研究，探索中学生物学教学改革，立足于改变学生的学习 方式，倡导探究式教学，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生收集和处理信 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。从而促进素 质教育的实施，提高学生的综合素质。同时，促进教师加深对新教材的研究，积极教改，更 新观念与时俱进。 关键词： 信息技术信息技术与课程整合教学模式探究能力 1 中学生物课程标准( 实验搞) ，中华人民共和国教育部制定。北京师范大学出版社，2 0 0 1 ，7 i ；翮 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 a b s t r a c t t h ea d v e n to ft h ei n f o r m a t i o ne r ah a sb r o u g h tg r e a tc h a n g e st om a n ya s p e c t so ft h es o c i e t y , i n c l u d i n gt h ef i e l do fe d u c a t i o n a c c o r d i n g l y , t h ee d u c a t i o no fm i d d l es c h o o l si nc l l i n ai sn o w h a v i n gs i g n i f i c a n tr e f o r m s t h e 黝1 0 秽c 缸昭e 溉l a m s 如f u l l - t m j e c o m ；n d s o r y e d u c a t i o n o f m d d e s c h o o s 任 u i a le d i t i o n ) i s s u e db yt h em i n i s t r yo fe d u c a t i o ao fer c h 缸h2 0 0 1 。j u l p u t sf o r w a r dt h r e e n e wn o t i o n so fe d u c a t i o n ： a t t e n t i o nt oe v e r ys t u d e n t ；i m p r o v e m e n to ft h eq u a l i t yo ft h es t u d e n t s i nt e r m so fb i o l o g ys c i e n c e ；e n c o u r a g e m e n to fe x p l o r a t o r yl e a r n i n g ”b e c a n s co ft h ef e a t m e so f t h eb i o l o g ys c i e n c e ，t h et e a c h i n go fb i o l o g ys c i e n c ei l c e 讪1t h ei n 忙g r a f i o nw i t hi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y mu r g e n t l y 妯m i d d l es c h o o l s t h e r eh a v el o n gb e e np r o b l e m si nt h et e a c h i n go f b i o l o g ys c i e n o n eo ft h ei n o b l e m si st h a lf o rt h eg e o g r a p h i c a lr e s t r i c t i o n s , t h es t u d e n t sc o u l d n o t o b s e r v e a l o t o f p l a n t s a n d a m i n a l s i n p e r s o n w h i l es t s t i c i m a g e sa r ec e r t a i n l y f a r 如m e n o u g h t h ec o m i n gi n t ob e i n go ft h ei n f o r m a t i o ne r ah a sp r o v i d e d $ o m cn e wi d e a st os o l v e t h e s e p r o b l e m s ，a n y w a y , t h ea p p r o p r i a t ew a y so fi n 协g r a f i o nh a sr e m a i n e dam a j o rc o n l 7 e mf o rm o s to f t h et e a c h e r so fb i o l o g ys c i e n c es i n c ef e wr e s e a r c h e sa c c e s s i b l ei nc h i n ah a v ep r o v i d e ds u c c e s s f u l a n de f f i c i e n tm o d e l so fi n t e g r a t i o n f o rl a c ko fa p p r o p r i a t em o d e l st of o u o w , m o s to ft h et e a c h e r s o fb i o l o g yc o u l do n l yd e p e n do nt h e i ro w nu n d e r s t a n d i n ga n de x p e r i e n c e 缸t e a c h i n gp r a c t i c e a n d c o u l dn o tm a k ee f f i c i e n tu s eo f i n f o r m a f i o nt e c h n o l o g y , a n d j u s tt a k ec o m p u t e r sa sa s i m p l et o o li n t e a c h i n g t h ep r e s e n tr e s e a r c ha t 把m p t st op r o v i d ea ne x p l o r a t i o n - o r i e n t e dm o d e lo ft e a c h i n ga n d l e a r n i n gt ou p g r a d et h e 删h i n go fb i o l o g ys c i e n c e , w h i c hf o c u s e so no p t i m i z i n gt h es t u d e n t s l e a r n i n gw a y s , f a c i l i t a t i n ge x p l o r a t o r yl e a r n i n g , a n de n c o u r a g i n gt h es t u d e n t s a c t i v ep a r t i c i p a t i o n a n d w i l l i n g n e s st oe x p l o r e , w h i l ed e v e l o p i n gt h es t u d e n t s a b i l i t yt o c o l l e c ta n dp r o c e s s i n f o r m a t i o n , t h ea b i l i t yt oa c q u i r en e wk n o w l e d g e , t h ea b i l i t yt oa n a l y z ea n ds o l v ep r o b l e m s , a n d t h ea b i l i t yt oc o m m u n i c a t ea n dc o o p e r a t eb e t w e e ne a c ho t h e r , w i t ha i m st oe n h a n c et h e i m p l e m e n t a t i o no fq u a l i t y - o r i e n t e de d u c a t i o na n di m p r o v et h eg e n e r a lq u a l i t yo ft h es t u d e n t s w h n cd e e p e n i n gt e a c h e r s u n d e r s t a n d i n go ft h en t wt e a c h i n gm a t e r i a i sa n dg u i d i n gt h et e a c h e r st o a c t i v e l yp a r t i c i p a t ei nt h er e f o r m so f m i d d l es c h o o le d u c a t i o ni nc h i n a 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 , i 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 t hd i s c i p l i n e e d u c t i o n , t e a c h i n gm o d e l , e x p l o r a t o r ya b i l i t y 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 坚持以。求实、创新”的科学精神从事研究工作 2 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3 本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其他机构已经发表或 撰写过的研究成果。 5 其他同志对本研究所做的贡献均已在论文 作者签名 日期 学位论文使用授权声明 翰 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学 位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出 版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名： ；鞠 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 第一章绪言 一、论文选题的意义 2 0 0 0 年1 0 月2 5 日教育部部长陈至立在信息技术教育工作会议上提到：在开好信息技 术课程的同时，要努力推进信息技术与其他学科教学的整合，鼓励在其它学科的教学中应用 信息技术手段，积极探索信息技术教育与其它学科教学的整合 二十一世纪是中国基础教育全面、彻底变革的年代，全面推进素质教育成为基础教育发 展的目标与主旋律。而以信息技术为媒介，以培养学生信息素养为基本目的，以培养学生创 新思维和实践精神为宗旨的教育改革实践无疑是其中的最强音。3 信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以计算机技术、网络技术和多媒体技术等 为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具。信息时代的到来，改变了教育生存与 发展的环境。为了适应这个发展趋势，我国已经确定在中小学中普及信息技术教育，同时要 加强信息技术与其它课程的整合。信息技术与学科的整合，尤其在课堂教学中的整合，是我 国面向= 十一世纪基础教育教学改革的新视点，如何将信息技术与学科教学融为一体，从而 改进传统的教学模式，提高教与学的效率，改善教与学的效果，是摆在教育工作者面前的一 个崭新课题。 由于中学生物学科的特点，信息技术与中学生物学科的整合。较其它学科有着更为重要 的作用。信息技术与中学生物学科的整合，既有很强的理论性，又有很强的实践性。在课堂 教学中，利用信息技术这种新型的教学手段，将有助于推动教学内容、教学方法的改革进程 2 0 0 1 年7 月教育部颁布的国家基础教育改革纲要( 试行) 中进一步明确提出。大力 推进信息技术在教学过程中的普遍运用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内 容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技 术的优势，为学生的学习发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”可见，信息技 术运用到具体的中学学科教学实践中是社会发展的需要，也是教育现代化的现实要求。而教 师在信息技术与学科教学整合中的教学实践和研究是有效利用现有信息技术条件，真正发挥 其实效性的关键。 在2 0 0 1 年7 月教育部颁布的全日制义务教育中学生物课程标准( 实验稿) 中提出了 三个新的教育理念“面向全体；提高中学生物科学素养；倡导探究性学习。”在具体实践中， 信息技术将具有不可或缺的作用以及无可替代的重要地位和实际价值。特别是“探究性学习” 理念的提出要。力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步 培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交 流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养”这就要求学生在教师的指导下，对 基本确定的和教学内容有关的自然现象、社会现象和学生生活中的问题进行探究，并在探究 秣至立：抓住机遇，加快发展，在中小学大力普及信息技术教育【n 1 中国教育报t2 0 0 0 ，1 1 ，7 3 祝智庭主编：现代教育技术走向信息化教育 教育科学出版杜。2 0 0 2 年3 月 1 l ：；潮 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 过程中主动地获取知识、应用知识，解决问题。由此可看出信息技术运用到中学生物教学中 的紧迫性和必要性 现代生物科学发展经历了描述性生物学、实验性生物学和分子生物学三个重要的发展阶 段并且随着人类社会的进一步发展，生物学与人类生产、生活的关系将越来越密切。生物 学必将成为2 l 世纪人类社会发展的领先科学而得到人们的重视和支持因此，中学生物教 学必将迎来在教育领域蓬勃发展的新机遇。尤其是面对当今世界范围内方兴未艾的信息技术 革命，中学生物学教学的理念、内容与方法都将激发新一轮的研究与变革。而如何在掌握一 定的中学生物科学知识的基础上培养学生具有独立生活、独立思考的能力和积极进取、勇于 创新、勇于实践的精神也就成为了这一轮中学生物教育改革的首要目标与主体目标。作为推 动本轮教育改革的主体因素信息技术具有不可替代的重要作用，如何将信息技术合理地 运用到中学生物教学中。以切实推动中学生物教育教学改革发展实现既定目标也就成为了当 务之急 随着信息技术革命的飞速发展，对人类生产、生活的影响越来越深入与广泛。社会对人 才的信息素养的要求也就更加突出而具体。包括信息意识，信息道德、信息操作能力等多方 面的信息素质成为了当前教育改革的一个重要教育目标而确立下来。在信息时代，信息本身 已不再重要，重要的是如何获取、分析处理与发布信息并且，在2 l 世纪人类面临的日益 严峻的种种挑战，培养具有发散性思维、批判性思维和创新性思维的新型人才成为了当今教 育界最重要的目标与任务。而作为具有高度创新能力的创造性人才必须具备的一些基本素养 一信息素养、探究能力等在其中就显得尤为重要因此。将信息技术运用到教学中提高教学 效率的同时，对学生的信息素养进行有目的地培养是当前教育改革的必然。它必将对中学生 物教育教学改革与实践产生深远的影响，甚至是教育理念和思维方式的变革基于此。笔 者认为，信息技术在中学生物教学中的运用研究顺应时代要求和教育改革发展趋势，有一定 的理论意义和实践价值。 综上所述，开展信息技术与中学生物课程整合探究式教学模式的研究是十分必要的，不 仅顺应了时代的要求，而且会对中学生物教育改革的其他诸多方面产生积极的影响和推动作 用。在当前信息技术与中学生物科学技术高速发展、社会对人才的信息素养要求日益提高的 背景下，开展此项研究也是及时而完全可行的 二、国内外关于该课题的研究现状及趋势 国外以探究为导向的信息技术在中学生物教学中整合研究的现状： 从世界范围来看，年代中期以前，各国开展信息技术教育的方式基本都是采用单独 设课的形式，年代中期以后，以美国为代表的一些发达国家。开始在中小学教学中采用 信息技术与课程整合的方式来培养学生的信息素养，同时开展了信息技术与学科教学整合的 实验研究。 1 9 9 8 年7 月日本教育课程申议会发表的“关于改善教育课程基准的基本方向”的咨询 报告中，指出在中小学各个阶段、各个学科中都要积极利用计算机等信息设备进行教学，即 以计算机为核心的信息技术与各学科的课程整合 9 0 年代中期，加拿大就开始了信息技术与学科教学整合的实验研究1 9 9 8 年温哥华学 区的。信息技术报告”认为信息技术与学科教学的整合可以有效的改进对课程的教学，实现 教学目标 2 l 鬣鞠 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 法国也十分关注信息技术与学科教学的整合。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。不少学区对学生在整个中学阶段 应获得的信息技术的能力作了要求 国内以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合现状： 自8 0 年代中期起，就有一些中学生物教师与电教教师合作，开展c k i 的工作，至9 0 年代末，很多省市和地区的学校，随着多媒体和网络教室的出现，涌现出了批在“计算机 辅助教学上”做出了一定成绩的中学生物教师。所以我认为对于中学生物学科的广大教师来 讲，结合学科的特点和近年来学校计算机硬件设备条件的改善进行。整合”的实践和研究， 应该说是有一定基础的。其中不少教师的工作，实际上为。整合”做了具有前瞻性的很有价 值的探索研究。但是当前无论是计算机在教室中配置的状况，还是教师在教学中运用计算 机的情况，以及教师自身的信息技术理念和素养，都与新课标要求有很大的差距为此，学 校和广大中学生物教师还需要做很多艰巨而有意义的。整合”工作。 中学生物学科作为一门应用性很强的学科，要求学生将所学的知识与实际的生活相联 系。课程整合是将信息技术看作是各类学习的一个有机组成部分它主要在已有课程的学习 活动中有机使用信息技术，更好地完成课程目标 目前，信息技术与中学生物课程的整合无论从理论上还是改革实践上，都成为中学生物 教师关注的核心问题。从已有的研究来看，还没有研究出一套比较科学、有效的以探究为导 向的信息技术与中学生物课程整合的教学模式来供中学生物教师参考。更值得提出的是，在 整合中还没有把中学生物课标中探究性学习的理念更好的体现出来，真正融合到整合的教学 中。这导致很多中学生物教师无章可循，只能按个人的理解去实践和探索，造成很大的盲目 性 三、本课题研究的方法 1 文献研究法：查阅有关资料，了解信息技术与课程整合的理论基础和相关研究的最新 发展动态。 2 调查分析法：调查教师在利用信息技术进行教学过程中。最需要解决的问题和矛盾； 调查学生在利用信息技术学习过程中，最需要解决的问题和矛盾。调查发达国家在信息技术 与学科整合过程中的经验和思考。 3 分析归纳法：对采用不同整合模式的案例进行分类收集，归纳整理。 4 行动研究法和实验法：对根据整合模式设计的教学案例进行行动研究和实践，积累素 材，再进行经验和教学模式的总结、归纳、提炼。 四、本课题研究的主要内容 l ，相关概念的界定，探究式教学模式的理论基础 2 、几种信息技术与中学生物课程整合探究式教学模式的设计 3 、在信息技术与中学生物课程整合中对学生探究能力的评价 4 、对本研究的总结与反思。 - 3 ；鞫 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 第二章相关概念的界定 一、信息技术 联合国教科文组织对信息技术的定义是：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程 的训练方法和管理技巧；上述方法和技巧的应用，涉及到计算机及其与入，机的相互作用， 以及与之相应的社会、经济和文化等诸多事物。从上面的定义中我们可以作如下理解： 1 、信息技术一般是指“一系列与计算机相关的技术”。2 、这些技术或技术的集成能够 对数量巨大的、格式变化的、分布在不同地点的各种信息进行记忆、处理，展示、发布和使 用。3 ，信息技术越来越多地同文本、图形，声音和视频等多种媒体格式的变换相关联。通 俗地说，信息技术是能够扩展人们的信息功能的技术。主要包括：扩展人的感觉( 视觉、听 觉、触觉、嗅觉、味觉等1 器官采集信息功能的感测技术；扩展人们的神经系统和交换信息 功能的通信技术；扩展人们的思维器官存储、分析，加工、处理信息功能的计算机技术；扩 展人们的施效器官施用信息功能的控制技术 总而言之，信息技术是指人类对数据、语言、文字、声音，图画和影像等各种信息进行 采集、处理、存储、传输和检索的经验知识及其手段、工具的总和。目前在学校教学应用信 息技术主要是指以数字化、网络化、多媒体化和智能化为特点的多媒体计算机和及其网络为 核心的现代信息技术。 二、信息技术与生物课程的整合 所谓整合就是指一个系统内各要素的整体协调、相互渗透，使系统各要素发挥最大效益。 课程整合是使分化了的教学系统中的各要素及其各成分形成有机联系并成为整体的过程。而 信息技术与生物课程相整合。就是在生物教学中广泛应用信息技术手段，并把现代信息技术 作为学生学习的认知工具和教师变革教学行为的工具，提供课程资源。创设丰富的教学环境 以及支撑学习活动的基本要素，使得信息技术与课程内容、课程结构、课程资源以及课程实 施等有机地融合在一起，成为一个和谐互动的课程整体生物学科知识是学习的载体，信息 技术作为工具和手段渗透到生物学科的教学中去，在学习信息技术的同时，又能培养学生解 决生物学科问题的综合能力。 注意整合不是简单的课程叠加，而是通过信息技术与教学内容的有机结合，改变传统的 教学模式( 以教师为中心的灌输式教学模式) ，建立能够充分发挥学生主动性，积极性、创 造性的新型教学模式( 以学生为中心的探究式教学模式) 整合不是混合，是融合把两者 融合在一起，成为不可分割的整体 4 陈琦，刘儒德信息技术教育应用【m 1 人民邮电出版社。1 9 9 7 5 南国农，教育信息化建设的几个理论和实际问题加，电化教育研究2 0 0 2 , ( 1 1i 4 l ；塞习 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 在接合中信息技术起到了如下的作用： 1 、创设真实情境，精心导入新课 教师在导入新课时，应该联系实际创设真实情境，充分激发学生的学习兴趣有人说， 兴趣是最好的老师，学生只要在上课时激起强烈的求知欲，调动起浓厚的学习兴趣，学习起 来就会起到事半功倍的效果。然而传统课堂上仅仅靠简单的挂图、色彩变幻等手段来刺激学 生的学习兴趣，显然是很不够的，有了现代信息技术，课前通过多媒体播放与本节课有关的 动画、录像、图片、声音等，可以有效的激发学生的求知欲，使其产生浓厚的学习兴趣。 2 、应用多媒体，突破重难点 多媒体课件可以很好地突破教学重难点，提高课堂效率。生物课堂上很多生命现象，生 化反应，代谢途径等，教师难以用语言表达清楚，而多媒体课件集声音、图像、文字、动画、 视频等多种媒体于一体化静为动，生动有趣，直观形象，虚实结合，可以尽最大限度地满 足学生的视听等感官需求，在学生头脑中建构理论模型和知识结构，轻而易举的突破重难点 如在神经调节 中的“兴奋的传导”这个难点，传统教学手段教师难于讲清，学生难于理 解，而用计算机技术模拟出兴奋在“神经元内”“神经元问”的电位变化和突触内递质的释 放过程，以及电位传导和化学刺激的转化，学生很容易在头脑中形成：刺激一膜电位变化 一突触递质一膜电位变化这条一体化兴奋传导路线，从而理解兴奋的传导机制达到教学 目的在课堂上有效的利用多媒体技术，前串后连，突破时空局限，使学过的知识瞬时再现。 大大节省教学时间，提高教学效率，提高教学质量。但要注意在课堂上避免一味地利用课件 3 、计算机模拟，实验更清晰 生物是一门以实验为基础的自然科学，生物教学离不开实验教学，真实的实验在生物教 学中有着举足轻重的作用，是必不可少的。但有时利用计算机模拟实验会收到意想不到的效 果。 4 、搭建教学平台，开放学习环境 我们正处于知识爆炸的年代，知识更新非常快，教给学生简单固定的知识的做法早就被 社会所淘汰，我们要教给学生学习的方法，培养学生自主学习，自主探究的自我学习能力。 我们在教学中要适当拓宽学生的知识面，有助于学生能力的提高，这就需要“开放式”的教 学环境。 5 、课件精讲，复习分层高效 在复习中利用信息技术展示知识网络体系，可以使学生在瞬问勾起学生对以前所学大量 知识的回忆，省时高效，而且还利于分层教学、自主复习实际上每位学生所掌握的知识是 不同的，教师把知识网络交给学生以后，学生根据已有知识水平对未掌握的知识有侧重点地 复习或重新学习。有的放矢，新旧结合，大大提高了复习的效率 6 、交互反馈调节，评价及时准确 以计算机和网络为核心的现代信息技术，可以给教师提供交互性和智能化很强的人机对 话系统。我们利用这个系统对学生反馈的信息进行快速的智能分析，随时获得学生学习的效 果，随时指导学生学习的过程，这是传统的评价手段所不能的 三、探究性学习 基础教育课程改革纲要( 试行) 中明确提出，“改革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同时成为学会学习和形成 5 - 酐蔷；i 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 正确价值观的过程，改变课程实旌过于强调接受学习、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、 分析和解决闩题的能力以及交流与合作的能力” 为此t 中学生物课程标准) 将。科学探究”列为“具体内容标准”的一个主题，目的 是为了促进学生学习方式的改变，使学生能够主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科 学方法，理解科学本质，形成一定的科学探究能力以及科学态度和价值观，发展创新精神。 引导学生进行探究性学习，对培养学生科学素养具有不可替代的作用。中学生物课程标准 特别强调，教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践并将科学探究的内容标准尽可能渗 透到各主题内容的教学活动中标准 为此设计了1 2 个案侧，其中5 个案例就是科学探 究的案例例如，标准 提供了。探究影响鼠妇分布的环境因素”、。探究酸雨的危害”、 。探究蚂蚁的行为”。撂究食物保鲜的方法”等案例 “探究影响鼠妇分布的环境因素”案例是标准中的第一个案例，是主题“科学探究” 的案例，其作用是通过案例使原本理论性很强的科学探究过程具体化、形象化，便于中学生 物学教师理解本次课程改革重点之一的探究性学习的内涵。案例分析了在探究鼠妇生活环境 因素的过程中。提出问题”、。作出假设”、“制定计划”、。实施计划”、“得出结论”、 。表达、交流”等基本过程以及每一过程的具体要素。 要研究探究性学习，首先要明确什么是探究美国国家科学教育标准中对探究的定 义是：“探究是多层面的活动，包括观察、提出问题，通过浏览书籍和其他信息资源发现什 么是己经知道的结论，制定调查研究计划；根据实验证据对已有的结论作出评价；用工具收 集、分析、解释数据；提出解答，解释和预测，以及交流结果。探究要求确定假设，进行批 判的和逻辑的思考，并且考虑其他可以替代的解释”6 从广义上来说，中学生物学探究性学习是指学生探究问题的学习，贯穿于整个生物学教 学过程之中。从狭义而言，则是指学生在教师的指导下，对基本确定的和教学内容有关的自 然现象、社会现象和学生生活中的问题进行探究，并在探究过程中主动地获取知识、应用知 识，解决问题的学习活动。标准 中“探究影响鼠妇分布的环境因素”和“探究蚂蚁的行 为”是对自然现象的探究活动，。探究酸雨的危害”主要是对自然现象，同时也涉及社会现 象的探究活动。而“探究食物保鲜方法”则是探究学生生活中的问题。 中学生物课程标准倡导探究性学习。只是针对目前学生学习主要立足于被动接受、 偏重于机械记忆、浅层理解和简单应用的状况，帮助学生逐步改变原有的单纯接受式学习方 式，构建一种相对比较开放的学习环境，提供一种相对个性化的、多渠道地获取知识的机会， 形成主动积极的学习方式。这对学生创新精神和实践能力的培养具有重要意义 但在课标里提到的案例中，更多提到的是学生参与社会调查，积极参与实验。没有把信 息技术手段渗透到学生的探究性学习中，充分发挥信息技术手段的优势，充分利用各种信息 资源- 尤其是同上的信息资源完成学生在现有条件下无法去做一些实验和调查工作由于目 前中学条件的限制，并不是所有的实验都能由学生来完成。因此利用信息技术手段把学生不 能完成的实验展示出来，供学生分析和学习，来完成探究性学习任务另外网络的普及和网 络资源的日益丰富为中学生物探究性学习提供了适宜的环境。而且互联网上有很多有关中 学生物学习的课外活动和研究性活动的资料，可以为学生开展探究性学习提供帮助 l r c a t i o n a l p g 譬a r c h c o u a c i l 蛳职孤腑酬岫县缸砌阴出，出w a s h i n g t o a , d c ：n a t i o n a l a c a d e m yp i 口 - 6 鞫 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 四、探究式教学模式 教学模式是在一定教育思想指导下，为完成规定的教学目标和内容，对构成教学的诸要 素设计的比较稳定的简化组合方式及其活动的程序 探究式教学模式是指学生在教师的指导下，以类似科学研究的方式去获取知识和应用知 识的学习方式。具体的说：学生在学习过程中，需要“指导”和“帮助0 不仅仅是。传授” 和“教导”教师的主要职责是创设一种有利于学生学习的情景和途径学生在学习过程中， 将模拟科学家的研究方法和研究过程，提出问题和解决问题。如通过专题讨论、课题研究、 方案设计，模拟体验、实验操作、社会调查等各种形式，探究与社会生活密切相关的各种现 象和问题。中小学生的“研究0 从研究过程说，大多并不具备严格意义上的科学研究严谨 性和规范性；从研究结果看。一般是已有研究成果的“再发现”因此，这种学习的实质是 学习者对科学研究的思维方式和研究方法的学习运用，通过这样一种基本形式和手段，培养 创新意识和实践能力。 在采用探究式教学模式进行教学时，要正确处理好。教师主导”与“学生主体”的辨证 关系，重视发挥教师和学生双方的主动性，并强调学生的主体地位；在教学组织上，应适当 突破单一的班级授课制，辅之以分组教学和个别教学，以发展学生的个性，做到因材施教： 在课程结构上，强调学科之间的相互渗透与综合以培养通才；在教学内容上，处理好传统 与现代、继承与创新的关系，力求教材建设适应当代科技发展的新潮流及时吸收当今科技 发展的新成果；在教学方法上，主张应用建构主义教学理论，强调使用研究法、发现法等教 学方法，并根据不同的教学内容和教学目标，重视多种教学方法的优化组合。 探究式课堂教学特别重视开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培养自学能力， 力图通过探究过程引导学生学会学习和掌握科学方法，为终身学习和工作奠定基础，即强调 通过探究活动，形成科学概念和探究能力。教师作为探究型课堂教学的导师，其任务是调动 学生的积极性，促使他们自己去获取知识、发展能力，做到自己能发现问题、提出问题、分 析问题、解决问题；与此同时，教师还要为学生的学习设置探究的情境，建立探究的氛围， 促进探究的开展，把握探究的深度，评价探究的成败学生作为探究式课堂教学的主人，自 然是根据教师提供的条件，明确探究的目标，思考探究的问题，掌握探究的方法，敞开探究 的思路，交流探究的内容，总结探究的结果由此可知，探究式教学模式是教师和学生双方 都参与的活动，他们将以导师和主人的双重身份进入课堂。 一 ；妻a 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模武研究 第三章信息技术与中学生物课程整 合探究式教学模式的理论基础 以探究为目标导向的信息技术与中学生物课程整合的教学模式是以建构主义学习理论、 现代教百思想、人本主义理论和主导主体教学理论为其主要的理论基础的本论文中设 计的教学模式正是在这些理论的基础上，结合中学生物课程标准中的探究性教学理念，根据 对学生的培养目标及师生在教学中的任务而设计的。 一、建构主义学习理论 建构主义学习理论是认知学习理论的一个重要分支，建构主义的起源可追溯到皮亚杰的 儿童思维发展理论，可谓源远流长。但是自八十年代初期以来，尽管认知心理学已逐渐取代 行为主义心理学占据了统治地位，而建构主义学习理论在很长一段时期内并未产生明显的影 响。直至近年来，随着多媒体技术和i n t e m e t 应用的日益普及，建构主义学习理论才逐渐 引起人们的广泛注意，按照建构主义理论进行教学改革试验研究的学校也日渐增多建构主 义学习理论认为，知识不是通过教师讲授而得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景 下，通过人际间的协作，讨论而实现对知识的意义建构。建构主义教学理论特别强调学习环 境的创设。并以。情境”、。协作”、“会话”和。意义建构”为学习环境的四大要素，我们可 以将与建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式概括为；“以学生为中心， 在整个教学过程中由教师起组织者，指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会 话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现 对当前所学知识的意义建构的目的。”在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者：教师 是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者；教材所提供的知识不再是教师 传授的内容而是学生主动建构意义的对象；媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法， 而是用来刨设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工 具而多媒体技术与i n t e m e t 网络的特性与功能最有利于四大属性的充分体现： 。情境”建构主义学习理论强调创设真实情境，把创设情境看作是“意义建构”的 必要前提，并作为教学设计的最重要内容之一而多媒体技术正好是创设真实情境的最有效 工具，信息技术为学科教学刨设真实的情境、为学习者之问的交流协作提供了许多新的潜在 可能性如果再与仿真技术相结合，则更能产生身临其境的逼真效果正是因为多媒体技术 能更加逼真的模拟出微观世界中的各种现象，在视觉上提供一些能表现真实世界现象、事件 和故事的实例，学生才能用这些实例进行问题发现和问题解决的活动，从而有利于培养学生 的创新能力，探究能力 。协作”与。会话。协作与会话是协作学习的主要形式，协作与会话过程主要通过 语言( 少数场合用文字撒媒介，这就要求计算机辅助教学系统必须要有语音功能，即要用多 8 - i ；鲨l 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模武研究 媒体计算机才能支持。与此同时计算机网络技术将能促进本地和远距离的协作以及师生之间 的通讯，基于i n t e r n e t 的网络环境。为超越时空和地域的协作学习创造了良好的条件，并 且能帮助他们成为由学者和科学家组成的更大世界的一部分，使。天涯若比邻”不再是梦想， 有助于培养提高学习者的合作，讨论和反思能力等等。协作学习对于促进学习群体达到对当 前所学知识深刻而全面的理解( 即真正完成意义建构) 是一个不可缺少的重要环节，这是传统 手段无法实现的。 “意义建构”建构主义学习理论认为，意义建构是学习的目的，它要靠学生自觉、 主动去完成教师和外界环境的作用都是为了帮助和促进学生的意义建构。多媒体技术由于 能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境( 有利于学生的主动探索、主动发现) t 能提供 图文声并茂的多重感官综合刺激( 有利于学生更多更好地获取关于客观事物规律与内在联系 的知识) 还能按超文本方式组织与管理各种教学信息和学科知识( 有利于发展联想思维和建 立新旧概念之间的联系) ，因而对学生认知结构的形成与发展，即对学生关于当前所学知识 的意义建构是非常有利的，也是其它媒体或其他教学环境无法比拟的。 当今建构主义者更多地从学习角度理解建构主义，他们认为：1 、学习是学习者主动建构 内部心理表征的过程，它不仅包括结构性知识，而且包括大量非结构性的经验背景。2 、学 习过程同时包含两方面的建构，一方面是对新信息意义的建构。同时又包含着对原有经验的 改造和重组3 ，学习者以自己的方式建构对于事物的理解，从而不同人看到事物不同的方 面，不存在唯一标准的理解，但是，我们可以通过学习者的合作而使理解更加丰富全面7 二、现代的教育思想 现代教育思想的核心是素质教育，它明确提出了。以素质教育替代应试教育”的观点， 以提高全民素质为教育的宗旨。所谓素质教育，就是着眼于受教育者和社会长远发展的需求， 以全面提高受教育者的基本素质为根本目的，以尊重受教育者的主体和主动精神，注重开发 的潜能，注重形成人的健全个性为根本特征的教育思想以素质教育为核心的现代教育思想 主要有以下一些特征： 1 、教育的全体性，现代教育是面向全体受教育者的教育 2 、教育的主体性。主体性是现代教育的核心和灵魂。 3 、教育的发展性，发展性的内涵主要包括两方面：一是不仅要重视学生知识和技能的 掌握，更要重视学生科研、潜能和个性的发展；二是要相信每个学生的发展潜能，创造各种 条件引发学生创造力和潜能的开发，使每个学生都有机会在他天赋所及的领域最充分地发展 自己的才能。 4 、教育的全面性，一是受教育者必须得到全面和谐的发展，即自然素质、心理素质和 社会素质等三方面的素质应当全面发展；二是教育主要是“为人生打基础或做准备的教育”， 所以，受教育者素质培养的基础性、整体性必须受到特别重视 5 、教育的开放性，一是由于教育涉及到学生的全面发展。所以内容要宽，应有相应宽 广的教育空间和多样化的教育渠道；二是教育要突破校内、课堂内和书本内的局限，建立起 学校教育，家庭教育和社会教育三者相结合的教育网络，建立学科课程、活动课程和潜在课 程相结合的课程体系，使教育内容、教育空间，教育渠道具有开放性，以适应学生素质的全 7 朱慕菊主编，走进新课程，教育部文件基础教育课程改革纲要( 试行) ，2 0 0 1 年6 月 - 9 i 翟l 马维和：以探究为导向的信息技术与中学生物课程整合教学模式研究 面发展，实现素质教育的目的 信息技术与课程整合是教育现代化的重要内容，是实现现代教育思想的重要手段。目前， 数字化学习资源正向着多媒体化，网络化、虚拟化的技术方向发展把各种教学内容以联想 的方式有机地集成并显示在荧屏上。使学习者通过程序界面完成一系列人机交互操作，从而 实现探究性学习的目的 现代教育思想的重要一点就是个性化，个性化不仅体现在学生的学习上( 兴趣、情感、 方法、能力和模式等) ，同样也体现在教师上，包括每个教师教育活动的方法、风格以至模 式。 现代的教育思想还强调个别化学习和协作学习的和谐统一。信息技术给我们提供了一个 开放性的实践平台，利用它实现相同的目标，我们可以采用多种不同的方法同时，课程整 合强调“具体问题具体分析”，教学目标固定后，可以整合不同的任务来实现，每一位学生 也可以采用不同的方法、工具来完成同一个任务，这种个别化教学策略对于发挥学生的主动 性和进行因人而异的学习是很有帮助的。但社会化大生产的发展，要求人们具有协同工作的 精神同样，在现代学习中，尤其是一些高级认知场合( 例如复杂问题的解决、作品评价等) 要求多个学生能对同一问题发表不同的观点，并在综合评价的基础上，协作完成任务。而网 络环境( 尤其互联网) 正为这种协作学习提供了很好的平台 三、人本主义理论 人本主义理论强调以人的价值的实现、情感体验的满足、精神的健康，创造力的激发为 教学宗旨。它重视个性的交往、师生问情感的交流，为建立平等和谐的师生关系提供可能性， 为学生可持续发展奠定基础所以，在信息技术条件下，可以为学生创设多种学习路径。从 多方向、多角度、多层次、多结果思考问题培养学生创造性、发散性思维；让学生在教师 的诱导下，创造性地运用知识，进行创造性地学习；利用视听、计算机模拟、实验情境激发 兴趣。引导学生主动参与学习过程，调动多种感官功能，在直接知识与问接知识之间建立联 系，培养学生探索精神和方法，变被动学为主动学，从