（教育技术学专业论文）软件技术与《教育统计学》的整合.pdf

中文摘要 摘要 信息技术与课程整合是当前教育技术研究的热点问题，它有利于实现教育教学的 根本目的，帮助教师教学，有利于提高学生的信息素养，帮助学生学习，有利于培养 学生的创新性。当前信息技术与课程整合理论存在着“大整合论 与“小整合论”两 种观点。国内关于信息技术与课程整合的研究资料大多是基于小整合论的。 本文从大整合论出发，以软件技术与课程内容、课程目标的结合为切入点，以课 程教育统计学为研究对象，为实现整合设计并实现了需要的部分软件系统。本文 主要做了以下几方面的工作：( 1 ) 对信息技术与课程整合做了较为全面的介绍，对它 的内涵、理论基础、发展现状及研究动态做了分析。( 2 ) 以教育统计学为例，以 大整合论将信息技术融入课程整体而改变课程内容和课程结构为指导，对整合所需要 软件系统按照面向对象软件开发的软件工程规范做了深入细致的分析。( 3 ) 在对软件 系统进行分析的基础上，利用m f c 软件开发环境对软件系统进行了设计与实现。 关键词i i t c ，信息技术，课程整合，软件开发，面向对象 英文摘要 t h ec o m bin a tio nb e t w e e ns o f t w a r et e c h n oio g ya n d e d u c a tio n ai s t a tis tic s a b s t r a c t t o d a yi n t e g r a t i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n t oc u r r i c u l u mi sah o ts p o tp r o b l e mi n t h er e s e a r c ho fe d u c a t i o nt e c h n o l o g y , i ti sg o o dt oa c h i e v et e a c h i n ga i m s ，h e l pt e a c h e r s w i t ht h e i rt e a c h i n g ，i m p r o v el e a r n e r sa b i l i t yt oo b t a i ni n f o r m a i t o n ，h e l pt h e ms t u d ya n d e n h a n c et h e i rc r e a t i v et h i n k i n g t h e r ea r et w op o i n t sa b o u ti n t e g r a t i n gi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yi n t oc u r r i c u l u mt o d a y ：”b r o a d l y d e f i n e di n t e g r a t i n g ”a n d ”n a r r o w l y - d e f i n e d i n t e g r a t i n g ”m o s tr e s e a r c h e si ni n t e g r a t i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi nt oc u r r i c u l u ma r e b a s e do nt h ep o i n to fn a r r o w l y d e f i n e di n t e g r a t i n g i nt h i sa r t i c l e ，s t a r t i n gf r o mt h et h e o r yo fb r o a d l y - d e f i n e di n t e g r a t i n g ，t h ec o m b i n a t i o n o fs o f t w a r et e c h n o l o g ya n dc u r r i c u l u mc o n t e n ta n dc u r r i c u l u mg o a l sa st h ee n t r y , t h e c o u r s e ”e d u c a t i o ns t a t i s t i c s ”a st h er e s e a r c ho b j e c t ，i no r d e rt oa c h i e v ei n t e g r a t i o n ，w e h a v ed e s i g n e da n di m p l e m e m e dt h en e c e s s a r yp a r to ft h es o f t w a r es y s t e m s i nt h i sa r t i c l e ， t h ef o l l o w i n gw o r kh a v em a i n l yb e e nd o n e ：( 1 ) i n t r o d u c i n gi n t e g r a t i n gi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yi n t oc u r r i c u l u ma l l r o u n d e d l y , a n da n a l y z e di t si n t e n s i o n 、t h e o r e t i c a lb a s i s 、 s i t u a t i o no fd e v e l o p m e n ta n dt r e n d s ( 2 ) t a k i n gt h ec o u r s e ”e d u c a t i o ns t a t i s t i c s ”f o r i n s t a n c e ，g u i d e du n d e rt h et h e o r yo fb r o a d l y d e f i n e di n t e g r a t i n gi nw h i c hi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yb e i n gi n s p i r e di n t ot h ew h o l ec u r r i c u l u ms ot h a tt h ec o n t e ma n dt h es t r u c t u r e o fc u r r i c u l u ma r ec h a n g e d ；a n a l y z i n gt h en e c e s s a r ys o f t w a r es y s t e mw i t ht h em e t h o do f o b j e c to r i e n t e dt e c h n o l o g y ( 3 ) t od e s i g na n di m p l e m e n tt h es o f t w a r es y s t e mb a s e do n t h ea n a l y s i so ft h es o f t w a r es y s t e m ，u s i n gm f ca st h es o f t w a r ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t k e yw o r d s ：i i t ci n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yc u r r i c u l u mi n t e g r a t i o ns o f t w a r ed e v e l o p m e n t o b j e c to r i e n t e d i l 独创性l 声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中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，也不包含为获得叁洼竖整盘堂或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：锄匕 矿v， 学位论文版权使用授权书 本人完全了解天津师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和磁盘。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名：日期：丝z ：幺7 第一章绪论 1 1 课题研究的背景与意义 1 1 1 研究背景 第一章绪论 二十一世纪是知识经济的时代，人类社会正步入信息化、学习化社会。以培养创 新精神与实践能力为本的教育是知识经济的中心，终身学习成为二十一世纪教育的基 点。面对社会信息化带来的机遇和挑战，以计算机多媒体与网络技术为主的现代信息 技术在教育教学中得到前所未有的重视与广泛使用，这必将全面改革传统的教育观 念、教育内容、教育模式与教育方法。教育信息化的实现带来教育的现代化进而实现 基础教育的跨越式发展。伴随着人类文明发展了几千年的教育，在信息技术发展的突 破性成果面前展现出勃勃生机与活力。先进的信息技术使教育资源共享的原则得以贯 彻，学习选择的自由度大大的提高，因需学习、因材施教真正成为可能。信息生产、 传播和应用新月异地高速发展，现代教育科学、心理科学和信息技术科学的综合和相 互渗透，已成为教育发展和改革的强大动力，传统的教和学的模式正在酝酿重大的突 破。 信息技术与学科课程整合实质就是一种基于信息技术的教学理论与实践。它通过 信息技术与学科教学的互动性双向整合，促进师生民主合作的课程与教学组织方式的 实现，促进以人的学习为本的新型课程与教学活动样式的发展，建构起整合的信息化 课程教学新模式。进而使信息文化与人的学习生活整合而成为有机的连续体和统一 体。现代信息技术也走进了学科学习中，这主要表现为教师在教学活动各环节中利用 信息技术及其成果改变教学方式、改进教学行为、调整教学结构、提升课堂教学效果、 更新教学评价方式等。学生则可以利用信息技术及其成果进行探究或协作等多种形式 的学习。 “整合 这个概念最早由英国提出。英国在“整合 实践中强调信息技术要配合 教学实践，在教学中利用信息技术完成一定的教与学的目标，还要利用信息技术来完 成其他教学手段不能完成的任务。近几年来，世界其他教育信息化程度较高的国家如 美国、加拿大、新加坡等，在信息技术教育发展的过程中，也逐渐将信息技术教育与 第一章绪论 其他课程教学的整合放在了十分重要的地位。尤其是英国政府从基础教育入手，采取 了有效措施，在信息技术与科学课程整合方面走在了世界前列。 由于教育和信息技术发展水平的差异，信息技术与课程整合在不同的国家经历了 不同的发展阶段。我国政府正式提出“信息技术与课程整合”最早是2 0 0 0 年l o 月2 5 日原教育部部长陈至立在信息技术教育工作会议上的报告。这具体体现了我国政府将 这一研究课题摆到重要日程，对整个数育界认识和重视将现代信息技术应用于教育教 学有很大的推动作用。 当前，信息技术与课程整合的研究已经发展到全方位的整合，它不是简单的结合、 混合，而是融人到课程的有机整体中去，成为其有机整体的一部分，并由此引发课程 的变革，是信息技术主动的适应过程。信息技术与课程整合的最高目标，仍然是有效 地改善学习。在信息技术没有与课程整合之前，学习者的学习仍然进行，并能够取得 一定的学习效果，但是信息技术与课程整合后，将有力地改善学习，提高学习效率， 真正地贯彻课程目标，达到课程预期效果，促进学生发展。很多地方都在如火如荼地 开展信息技术与课程整合的实践和实验，力图从自身实际出发，将信息技术融人课程 内容、课程结构和课程教学中去。全国各地中小学和部分高校也开展了不少相应的课 题研究。 1 1 2 实际意义 本文拟以软件技术与高校教育学类专业课程教育统计学的整合进行实践研究。 教育统计是运用数理统计的原理和方法来研究教育问题，其主要任务是研究如何搜 集、整理、分析由教育调查和教育实验等途径所获得的数字资料，并以此为依据，进 行科学推断，从而揭示蕴涵在教育现象中的客观规律。教育统计负责提供各种统计方 法的应用条件和统计计算结果的解释，而统计原理和方法的数学证明及公式推导不是 它的主要任务。 教育统计学是教育学类专业的一门核心课，然而教育学类的学生大多是文科 专业，数学基础相对较差，即使作为理科的教育技术研究者也有相当一部分人的统计 学知识是很有限的，他们学习这门课程时往往力不从心；这样他们在今后科研工作中 就很难对数据进行正确的统计分析。现有的统计软件虽然不少，但它们大多过于专业， 2 第一章绪论 花费过多的时间去学习专业统计软件的使用则更是事倍功半。本文拟通过设计一款容 易上手、对使用者基本无统计学基础知识要求的与教育紧密相关的教育统计软件来达 到适当简化课程内容、提高教学效果、更好的完成教学目标的目的。 此外，该课题研究还可以丰富信息技术与课程整合实践，为信息技术与课程整合 向着健康、全面的方向发展提供可靠资料。国内信息技术与课程整合的研究大部分是 信息技术与教学模式整合的研究，关于课程内容与信息技术整合的研究实践较少，本 项目的研究可以丰富此类研实践，有利于信息技术与课程整合研究的全面、协调、平 衡发展。 1 2 主要研究目标及内容 1 2 1 研究目标 采用面向对象的开发方法，根据教育统计学课程中涉及到的统计学原理，设 计并实现一个界面友好、简单易用、并具有数据输入、数据描述、统计决断功能的教 育统计软件。 1 2 2 主要研究内容 1 、信息技术与课程整合基本原理 信息技术与课程整合，是将信息技术有机地融合在各学科教学过程中，使信息技 术与学科课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融合为一体，成为与课程内 容和课程实施高度和谐自然的有机部分，以便更好地完成课程目标，并提高学生的信 息获取、分析、加工、交流、创新及利用的能力，培养协作意识和能力，促使学生掌 握在信息社会中的思维方法和解决问题的能力。 2 、软件的面向对象开发方法 面向对象方法从需求分析到设计再到编码贯穿于整个开发过程的始终。它立意于 创建软件重用模块、代码，具备更好地模拟现实世界环境的能力，这使它被公认为是 自上而下编程的优胜者。 3 、m f c 界面设计技术 m f c ，微软基础类( m i c r o s o f tf o u n d a t i o nc l a s s e s ) ，是微软提供的，用于在c + + 环境下 第一章绪论 编写应用程序的一个框架和引擎，v c + + 是w i n o s 下开发人员使用的专业c + + s d k ( s d k ，s t a n d a r ds o f t w a r ed e v e l o pk i t ，专业软件开发平台) ，m f c 就是挂在它之上的 一个辅助软件开发包，利用m f c ，我们可以不用编写过多的代码( 相对于w i n d o w sa p i 而言) 而实现比较复杂的功能。 1 3 本文的章节结构 本文共分五章。 第一章介绍了信息技术与课程整合当前的研究背景，并对研究内容、目标做了简 单介绍。 第二章较为详细地介绍了信息技术与课程整合的相关概念、目标、发展现状及研 究动态。 第三章利用面向对象分析技术对该课题需要设计的软件进行需求分析，相应地做 出需求陈述，并建立对象模型。 第四章利用面向对象设计技术在面向对象分析所建立的对象模型基础上，对软件 的问题域子系统、人机交互子系统、数据存储读取子系统进行设计与实现。 第五章总结与展望，对本论文的工作做了回顾和总结，归纳出了本论文的主要工 作，并对今后的进一步研究工作做了展望。 4 第二章信息技术与课程整合介绍 第二章信息技术与课程整合介绍 2 1 相关概念的界定 2 1 1 信息技术 信息技术的提法最早出现于1 9 8 2 年，通常是指用来访问、组织、分析、评价和 呈现信息的一系列方法、程序和设备，包含生产、存储、交换和应用信息的各种技术， 以数字化为特征，涵盖各种信息形式，如商务数据、多媒体等等。其中应用在教育领 域的信息技术主要包括数字音像技术、卫星电视广播技术、多媒体计算机技术、人工 智能技术、计算机局域网技术、因特网技术和虚拟现实仿真技术等。其中多媒体与网 络技术己在教育领域得到广泛的应用。 我国著名的教育技术专家南国农先生认为，信息技术主要是指对信息的采集、加 工、存储、交流、应用的手段和方法的体系。它的内涵包括两个方面：( 1 ) 手段 即各种信息媒体，如多媒体技术、计算机网络等，是一种物化形态的技术；( 2 ) 方法 即运用信息媒体对各种信息进行采集、加工、存储、交流、应用的方法，是一种 智能形态的技术。信息技术就是由信息媒体和信息媒体的应用方法这两个要素组成 的。 2 1 2 课程整合 “整合”，一词对应的是英美科学界和哲学界中的术语“i n t e g r a t e 。整合 ( i n t e g r a t i o n ) 英文解释为”t h ec o n d i t i o no fb e i n gf o r m e di n t oaw h o l eb yt h e a d d i t i o no rc o m b i n a t i o no fp a r t so re l e m e n t s ”。其主要含义是综合、融合、集 成、一体化、使成为整体等。即将一个系统中各个要素和部分进行整理、组合，使它 们相互渗透、相互适应，融合成为一个整体，从而发挥最大效益。最早将“整合 作 为专门术语使用的是英国哲学家赫伯特斯宾塞( 1 8 6 2 年出版的第一原理中) 。 美国著名教育心理学家布鲁纳在教育过程一书中较早将整合( i n t e g r a t i o n ) 理念 应用到教育中。教育、教学中的“整合”可以理解为“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”。 第二章信息技术与课程整合介绍 课程整合( c u r r i c u l u mi n t e g r a t i o n ) 指的是对课程设置、各课程教育教学的目 标、教学设计、评价等要素作系统的考察与操作，也就是说要用整体的、联系的、辨 证的观点来认识、研究教育过程中各个因素问的关系。广义的课程整合是指课程的名 目不变，但相关课程的课程目标、教学与操作内容( 包括例子、练习等) 、学习的手段 等课程要素之间相互渗透、相互补充。狭义的课程整合通常是指将各门原来相互分裂 的课程综合化，使之有机联系。“课程整合”概念的提出，是教育理念一次质的飞跃。 “课程整合”根本的内涵，体现在其更加关注学习者，不但关注信息技术成为学习工 具，同时也关注信息技术对学习内容和学习环境的革新。 2 1 3 信息技术与课程整合 信息技术与课程整合是一个包含着多种思想、多样实践的概念，研究者们从不同 的视角对之给出了不同的界定。以下为国内几位著名教育技术专家关于信息技术与课 程整合的论述。 华南师范大学李克东教授提出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。它的基本思想包括三点：要在以多媒体和网络为基础的信 息化环境中实施课程教学活动；对课程教学内容进行信息化处理后成为学习者的学习 资源；利用信息加工工具帮助学生知识重构。 何克抗教授认为信息技术与课程整合的本质与内涵是要求在先进的教育思想、理 论的指导下，尤其是主导一主体教学模式的指导下，把以计算机及网络为核心的信息 技术作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具、丰富的教学环境的创设工 具。将这些工具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。从而促 进传统教学方式的变革，也就是促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变革，从 而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。 我国著名电教专家南国农教授则认为信息技术与课程整合是指将信息技术以工 具的形式与课程融合，以促进学习。这也意味着将信息技术融入课程教学系统各要素 中，使之成为教师的教学工具、学生的认识工具、重要的教材形态、主要的教学媒体； 6 第二章信息技术与课程整合介绍 将信息技术融入课程教学的各个领域后，其既是学习的对象，又是学习的手段。 综观这些观点，我们发现对“信息技术与课程整合 界定的分歧主要是基于对课 程概念的不同理解而产生的。我们可以将目前信息技术与课程整合的定义分为“大整 合论”和“小整合论”。 “大整合论 主要基于课程是一个较大的概念，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。黄甫全等学者提出，信息技术与课 程整合是指通过基于信息技术的课程研制，创立信息化课程文化。它针对教育领域中 信息技术与学科课程存在的割裂和对立问题，通过信息技术与课程的互动性双向整 合，促进师生民主合作的课程与教学组织方式的实现和以人的学习为本的新型课程与 教学活动方式的发展，建构起整合型的信息化课程结构、课程内容、课程资源以及课 程实施等，从而对课程的各个层面和维度都产生变革作用，促进课程整体的变革。南 国农教授的观点便属于此类。“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，李克东教授与何克抗教授的观点便是小整合论的代表。 信息技术与课程整合概念的分化反映了人们看待信息技术作用的不同视角。在研 究与实践中，持“大整合论”的人一般都是专家学者，而一线教师和教研人员则比较 认可“小整合论”。作为一名教育技术人员，笔者较赞同“大整合论”观点，正是基 于将信息技术融入课程整体的思考，笔者提出了此研究的课题。 2 2 信息技术与课程整合的理论基础 2 2 1 行为主义学习理论 信息技术与课程整合是在程序教学和教学机器的基础上发展起来的。最早提出教 学机器设想的是美国教育心理学家桑代克，这种教学方式一直没有得到广泛的响应。 到了二十世纪五十年代，斯金纳根据其操作条件反射和积极强化的理论，提出了适用 于机器教学的学习材料程序化的思想，程序教学和教学机器才得以普及。 7 第二章信息技术与课程整合介绍 斯金纳是美国新行为主义的主要代表，是操作条件作用学习理论的创始人和行为 矫正术的开创者。斯金纳受实证主义哲学和巴普洛夫条件反射学说的影响，把物理学 的操作主义和生物学的进化论结合起来。他的基本观点主要有两点：学习过程是尝试 错误的过程和学习过程是刺激反应强化的过程。 基于行为主义的学习理论提出：多媒体集文字、图形、图像、声音、动画、影视 等各种信息传输手段为一体，具有很强的真实感和表现力，可以以较强的感官刺激激 发学习者兴趣。利用多媒体的人机对话、界面友善、超文本、人工智能、可编著工具、 方便的外设、虚拟现实等功能，以及及时反馈教学信息并可不断进行强化的特点，可 以突出重点、解决难点，增大课堂教学容量，从而极大地提高教与学的效率。 基于行为主义的学习理论对信息技术与课程整合的指导作用主要体现在以下方 面： 1 借助于多媒体给予学生多样化的刺激帮助学生做好学习准备。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种感观刺激，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态。 2 在教学过程中，恰当地使用信息技术为学生提供多样化的学习反馈。借助于网 络对学生正确的回答或操作给予及时的鼓励，这种恰当的鼓励不但可以提高学习积极 性而且提醒学生适时监控自己的学习，进而帮助学生发展他们的元认知能力。当学生 的学习活动出现偏差时，通过反馈信息提示学生更正，帮助学生建构正确的知识结构 并培养他们学会调控自己的学习。 2 2 2 建构主义学习理论 建构主义理论的鼻祖是瑞士心理学家皮亚杰( j e a np a u lp i a g e t ，1 8 9 6 1 9 8 0 ) 。建构 主义理沦“强调学生是在积极主动地建构对知识的理解”，提出了学习是一种“同化 调节平衡地反复”这种认知模型，其核心是学生自主学习。 二十世纪九十年代以来，随着多媒体和i n t e m e t 应用的迅猛发展，建构主义的学 习理论与教学理论在西方日渐风行。建构主义学习理论主张以学生为中心，强调学生 是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者；认为知识不是由教师灌输的，而是由 8 第二章信息技术与课程整合介绍 学习者在一定的情境下通过协作、讨论、交流、互相帮助( 包括教师提供的指导与帮 助) ，并借助必要的信息资源主动建构的。所以m 隋境创设”、“协商会话”和“信息 提供”是建构主义学习环境的基本要素。建构主义的教学理论则强调教师要成为学生 主动建构意义的帮助者、促进者，课堂教学的组织者、指导者，而不是课堂的“主宰 和知识灌输者；要求学生主要通过自主发现的方式进行学习。换句话说，在建构主义 学习环境下，“发现式教学”是学生掌握学科内容的最基本方法，也是最重要的一种 教学策略。建构主义之所以能在2 0 世纪9 0 年代风行，就是因为多媒体和网络技术( 特 别是i n t e m e t ) 为建构主义学习环境的实现提供了最理想的条件；而基于建构主义的学 习理论与教学理论也为体现多媒体和网络技术教学应用优越性的以学生为中心的教 学模式提供了合适的理沦基础。 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对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 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。 2 2 3 “主导主体”教学模式 行为主义是以教师为中心教学模式的主要理论基础，建构主义的学习理论与教学 理论则是以学生为中心教学模式的主要理论基础。这两种教学模式都有其优点与不 足，本世纪初我国的一些教育学家提出：将二者结合起来，互相取长补短，优势互补 则可相得益彰。在这种思想的指导下，出现了新型的基于因特网的“主导主体网 络教学模式。 9 第二章信息技术与课程整合介绍 基于w e b 的“主导主体网络教学结构的特点是： 1 教师是教学过程的组织者，学生意义建构的促进者，学生良好情操的培育者。 2 学生是信息加工与情感体验的主体，是知识意义的主动建构者。 3 教学媒体既是辅助教师教的演示工具，又是促进学生自主学习的认知工具与情 感激励工具。 4 教材不是唯一的教学内容，通过教师指导、自主学习与协作交流，学生可以从 多种学习对象( 包括本门课程的教师、同学以及社会上的有关专家) 和多种教学资源( 例 如图书资料及网上资源) 获取多方面的知识。 由于这种新型的网络教学模式能兼取两大理论之所长，因此，它具有比较科学而 全面的理论基础，不仅适用于指导网络教学，也可适用于指导多媒体网络环境的辅助 教学课件脚本的设计与开发。 2 3 信息技术与课程整合的发展现状与研究动态 2 3 1 信息技术教育的三个发展阶段 c a i ( c o m p u t e ra s s i s t e di n s t r u c t i o n 计算机辅助教学) 阶段 大约是从2 0 世纪5 0 年代至8 0 年代中后期，此阶段主要是利用计算机的快速运 算、图形动画和仿真等功能，辅助教师解决教学中的某些重难点，这些c a i 课件大多 以演示为主，这是信息技术教育的第一个发展阶段。在这一阶段，一般只提计算机教 育，还没有提出信息技术教育的理念。 c a l ( c o m p u t e ra s s i s t e dl e a r n i n g 计算机辅助学习) 阶段 大约是从2 0 世纪8 0 年代中后期至9 0 年代中后期，此阶段逐步从以“教 为主 转向以“学 为主，强调如何利用计算机作为辅助学生学习的工具，这是信息技术教 育的第二个发展阶段。在这一阶段，计算机教育和信息技术教育两种概念同时并存。 i i t c ( i n t e g r a t i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n t ot h ec u r r i c u l u m 信息技术与 课程整合) 阶段 大约从2 0 世纪9 0 年代中后期开始。此阶段不仅将以计算机为核心的信息技术用 于辅助教和辅助学，更强调利用信息技术创建理想的学习环境、全新的学习方式、教 学方式，从而彻底改变传统的教学结构。这是信息技术教育的第三个发展阶段。在这 1 0 第二章信息技术与课程整合介绍 一阶段，原来的“计算机教育”概念己完全被信息技术教育所取代。 从国际潮流来看，当前的信息技术教育正在逐步进入第三个阶段。在这个阶段， 信息技术不再仅是辅助教和辅助学的工具，而且是学生认知及情感激励工具。采用符 合时代发展的现代化的教学模式，创建理想学习环境和全新的学习方式，改变传统的 教学结构和教学模式，达到培养创新精神、实践能力的要求，即与素质教育的目标结 合在一起。这是i i t c 所强调的教学理念。 2 3 2 信息技术与课程整合层次的演变 根据信息技术与课程整合的不同程度和深度，可以将整合的进程大略分为三个阶 段：封闭式的、以知识为中心的课程整合阶段；开放式的、以资源为中心的课程整合 阶段；全方位的课程整合阶段。在不同的阶段，技术投入与学生学习投入是不同的。 阶段一：封闭式的、以知识为中心的课程整合 整个教学都在以“知识”为中心的指导下进行，教学目标、教学内容、教学形式 及教学组织都和传统课堂教学没有什么区别，整个教学过程仍以教师的讲授为主，学 生仍是被动的接受者、知识灌输的对象。信息技术的引入，只是在帮助教师减轻工作 量方面取得了一些进步，在发展学生的思维与能力方面，并没有进步。该阶段可以细 化为三个层次：信息技术作为演示工具( 第l 层) ；信息技术作为交流工具( 第2 层) ； 信息技术作为个别辅导工具( 第3 层) 。 阶段二：开放式的、以资源为中心的课程整合 教育者日益重视学生对所学知识的意义建构，教学设计从以知识为中心转变为以 资源为中心、以学生为中心。整个教学过程中资源是开放的，所以学生在学习某一学 科知识的同时可以获得许多其他学科的知识。学生成为学习的主体，教师成为学习的 指导者、帮助者和组织者。该阶段可以细分为四个层次：信息技术提供资源环境( 第 4 层) ；信息技术作为信，g 加工工具( 第5 层) ；信息技术作为协作工具( 第6 层) ；信 息技术作为探究工具( 第7 层) 。 阶段三：全方位的课程整合 当前以上七个层次在较大范围内得到推广和使用，当教育理论和学习理论得到充 分发展和使用时，当信息技术在教学中的应用得到更系统、更科学的探讨和细化后， 第二章信息技术与课程整合介绍 必然推动教育发生一次重大的变革，促进教育内容、教学目标及教学组织构架的改革， 从而完成整个教学的信息化。阶段三可以细分为以下三个层次：教育内容改革( 第8 层) ；教学目标改革( 第9 层) ；教学组织架构改革( 第l o 层) 。信息技术与课程整合的 层次结构如表2 1 所示。 表2 1 信息技术与课程整合的层次 教学评硬件要 阶段层次教学策略学习方式 教师角色学生角色信息技术的作用 价求 信息技术说教式讲授集体听讲知识施与者知识被灌输纸笔测演示工具一台教 作为演示者试、口头师机、投 工具问答 影机 说教式讲授个体作业知识施与者、被灌输为纸笔测简单的人人交互局域网 ( 一) 信息技术 为主活动组织者主、呈现出试工具，培养学习或互联 封闭式的、以作为交流 个别辅导 主动参与学兴趣、促进情感网 知识为中心工具 习的兴趣交流 的课程整合 信息技术 个别辅导式教 个体作业计算机软伺主动学习、纸笔钡简单人机交互工人手一 作为个别 学、个别化学的开发者或试或引具，实现教师职p c 机 习 选择者、辅导接受软件讲算机澳能的部分代替 辅导工具 者 授 试 信息技术探索式学习等个体作业教学的引导学习主动参测试学资源收集、查询局域i ) ( 】9 作为资源策略+ 协作学者、帮助者与者生的作丁具或互联 环境习口日嘲 信息技术 个别化学习、个体作业知识施与者、学习主动参测试学学生表达思想、网络教 作为信息 协作式学习为主、少量学习的指导与者生的作观点、交互的工室或局 ( 二) 加工工具 协作作业者、活动组织日口具域网 开放式的、以 者 资源为中心 信息技术 多种学习策协作作业教学的指导学习主动参按照学生活、学习的协互联网 的课程整合 作为协作 略，以问题解为主者、帮助者、与者生的作作工具 决式、任务驱教学活动的品进行 工具 动式为主身i 织者评价 信息技术 多种学习策协作作业教学的指导主动探索、有一定智能工具宽带互 作为研发 略，以发现式、或个体作者、帮助者、主动发现、价值的联网 任务驱动式为业或二者促进者 主动建构 作品 工具 主均有 ( 三)课程内容改革 全方位的课程 教学目标改革 整合 教学组织架构改革 1 2 第二章信息技术与课程整合介绍 2 3 3 信息技术与课程整合的模式探索 美国有学者认为，一种教学模式就是一组综合性成分，这些成分能用来完成有效 的教学任务中的各种活动和功能的序列( d a n d r e w s f g o o d s ，1 9 8 0 ) 。在数字化学 习环境中，数字化学习过程的构成要素有时是四个：学生、教师、资源、内容；有时 则为三个：学生、资源、内容。由于要素的不同及其之间的关系的差异，数字化学习 过程结构也会有所改变。信息技术与课程整合，就是将数字化的课程学习内容和资源 放在数字化学习环境中运行，进行课程内容的学习。广大教师对此进行了大量有益的 探索，因环境和资源利用方式的不同，整合的途径和方法有多种，其中有以下几种较 为典型的模式： 1 教学屏幕界面的设计电子教案 教学屏幕界面设计的重点是按教材中知识的内容体系、根据教师的教学过程设计 线性流程。其特点是在浏览过程中只能点击鼠标向前，不能后退，页面间没有任何导 航标志，不能体现媒体技术的交互性、非线性、实时性、信息使用的方便性等特点。 其实只是教师的电子教案。 2 信息技术作为演示工具c a 工课件 c a i 课件就是利用一些多媒体制作工具，再利用各种教学素材，编写的演示文稿 或多媒体教学软件。c a i 课件可以用来形象地演示某些难以理解的内容，用图表、动 画等展示动态的变化过程和理沦模型，还可以模拟演示某些实验现象。这样，通过合 理的设计与选择，计算机代替了幻灯、投影、粉笔、黑板等传统媒体，实现了以往无 法实现的教育功能。 这类“整合”至今仍对课堂教学有深远的影响，因为它有以下一些特点：用多 媒体技术的“超文本 功能；运用多媒体技术的“放大”功能；利用多媒体技术 的“改变时空 功能；利用多媒体技术的“复现 功能；利用多媒体技术的“模 拟”功能；利用多媒体技术的交互式人机对话。 3 在多媒体网络环境下的双主教学网络课堂 这类课堂的设计大致如下：课前利用网页工具制作一个主页，将教学中要利用的 网上信息，通过超链接的形式与主页中有关内容相连( 学生可以通过鼠标点击该部分 文字，查看相关内容) ，从而打破了传统文本单一的线性顺序结构，学生可以在学习 1 3 第二章信息技术与课程整合介绍 目标的指引下，有选择地在这个知识网上的任一结点进入学习。通过方便的超级链接， 又可以随时到达其他的结点。同时网页中设置不同层次的学习链接；相互讨论的b b s 、 n e t m e e t i n g 或e m a i l 等交流工具。这类整合有以下一些特点：资源性，交互性， 协作性，双主性。 4 基于因特网的“专题探索一网站开发”模式 w e b o u e s t 的学习是以多媒体计算机和互联网作为学习工具，以网络作为重要的 信息来源，强调获取学习信息、分析学习信息、处理学习信息的方法，强调学习的全 过程和各学生之间协作的一种全新的教学模式。从教学过程来看，它以学生为中心； 从学习过程来看，它是将信息技术的学习融合于学科的学习之中；从学习方法上看， 它采用协作学习与自学相结合的模式；从评估学生的方式看，它是以学生的积极参与 和行动为基础来评价的；从整个过程来看它就是一个基于网络学习环境下专题的协作 学习。 2 3 4 发达国家信息技术与课程整合的发展情况 1 美国 美国是世界上信息技术教育起步最早的国家，美国科学促进协会于1 9 8 9 年发表 2 0 6 1 计划，提出关于信息技术与课程整合的思想。2 0 6 1 计划的目标是要大力提升全 体美国公民的科学文化素质，特别强调公民应具有善于将自然科学、社会科学与信息 技术三者结合在一起的思想与能力。同时在每一种新的学科分类中，都力图渗透上述 将自然科学、社会科学与信息技术三者结合的思想。2 0 世纪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与课程和教学整合的标准或规则，考虑在课程一 学科一具体内容或内容一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：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；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；全体学生具有信息技术素养技 能；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；数字 化内容与网络的应用将革新教与学。 1 4 第二章信息技术与课程整合介绍 2 日本 早在1 9 9 8 年7 月日本教育课程审议会发表的“关于改善教育课程基准的基本方 向 的咨询报告中，就提出了两方面的要求：首先是在小学、初中、高中各个阶段的 各个学科中都要积极利用计算机等信息设备进行教学，即将计算机为核心的信息技术 与各学科的课程整合；与此同时，日本在新课程体系中专设“综合学习时间”，目的 是追求跨学科的、综合性的学习；并确认这种学习对培养儿童的“生存能力 十分必 需，并能帮助他们更好地适应以国际化、信息化等为标志的社会变革。“综合学习时 间”的设置被认为是日本即将推行的新课程最突出的特色之一，它要求在小学阶段的 “综合学习时间”课上要适当运用计算机等信息手段，在初中阶段则要把现行的“信 息基础”选修课改为必修课，在高中阶段则丌设必修的“信息”课，主要内容讲授如 何运用计算机等设备去获取、分析、利用信息的有关知识与技能。 3 ，加拿大 加拿大在这一领域也不甘落后。自2 0 世纪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以学生为中心、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的整合可以有效地改进对课程的教 学，即能实现下述目标：增强学生的批判性思维、合作技能和解决问题的能力； 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、转发和利用等技能；促进班级内学生的合作交流，而且还促进本 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。 4 法国 法国从很早就十分重视信息技术基础教育和多媒体教学。1 9 8 5 年在小学开设“科 学与技术”课，规定从第四学年开始在“科学与技术 学科中设“计算机入门 作为 必修课。作为计算机应用课程，法国高中一、二年级近年开设了管理和信息课程。 1 9 9 7 年法国教育部长宣布了一项为期三年的多媒体教学发展计划。到2 0 0 0 年， 从幼儿园到大学的每个学生都要加入多媒体学习活动；幼儿园学习计算机画图与操 作；小学低年级学生学习电子邮件通信；小学高年级学生学习使用w e b 网络服务器； 初中学生学习在因特网上操作。政府还突出了教师培训，新教学技术作为教师继续培 第二章信息技术与课程整合介绍 训的最重要内容。 上述各国政府所采取的举措为我们提供了可以参考的宝贵经验：开展信息技术与 课程整合，首先要有国家的政策法规支持，要有全国性的整体规划；其次要建设完备 的信息技术硬件；再次是要有充足的经过技术培训的师资；第四是要从小学开始全面 开展信息技术教育。 同时上述各国政府所采取的举措也说明一个重要问题：应用信息技术，开展课程 整合，实现教育信息化，并不是把信息技术当作媒体来考虑，而更多的是从培养适应 信息社会的人才上进行认识和规划，以往知识积累型的人才很难适应信息社会激烈的 技术竞争，这促使各国政府力图推动大中小学从应试教育向素质教育全面转轨。传统 教育方法满足不了新要求，而教育信息化则被认为是创新教育的重要突破口。它有利 于培养适应2 1 世纪需要的人才，培养受教育者利用网络信息和功能从事生产活动的 能力，培养综合运用多门类知识从事生产、管理及创新性活动的知识结构和能力，使 人力资源结构与社会所需要的知识创新和人才支持相适应。 2 3 5 我国信息技术与课程整合的发展情况 国内课程整合的研究开始于1 9 9 4 年，由原国家教委基础教育司立项，全国中小 学计算机教育研究中心领导，由何克抗、李克东教授牵头组织教学模式改革试验课题。 1 9 9 6 年，教育部开始组织“c a i 在数学课堂中的应用”的研究课题。1 9 9 7 年，上海 师范大学黎加厚教授提出了“积件”概念，教学软件类型正式由“课件 走向“组件、 “积件”、“学件”，向具有开发性的资源素材型、工具型的教学平台