（教育技术学专业论文）认知工具的理论与教学应用研究.pdf

丫7 1 2 2 5 1 摘要 本研究在把握国内外有关认知工具的理论与 实践研究的基础上， 以知识时代 对人才素质要求为参照， 针对信息技术在教学应用中的局限， 探讨了在教学中将 信息技术作为认知工具的意义、 内涵和策略。 论文通过相关文献研究总括了认知 工具的定义特征与意义， 论述了认知工具的理论基础， 分析了主要认知工具类型 的概念、 功能与特点; 从相关实例介绍和分析中归纳了认知工具应用的教学原则， 为信息技术作为认知工具的应用， 乃至运用信息技术促进教学改革提供了一种有 效的和可操作的路径。 引言部分: 简要分析了研究的时代背景， 讨论了信息技术在教学应用中的局 限，综述了国内外相关研究的发展状况，提出了本研究的目的与意义。 第一章 认知工具的定义与意义:考察了 在认 知工具理论与实践的发展历程 中，研究者们对 “ 认知工具”概念的理解和定义，探讨了认知一 具的基本内涵， 认为信息技术作为认知工具应用的意义主要在于有益于促进学习者有意义 的学习，培养学习者的高阶思维能力，有效实现信息技术与课程整合口 第二章 认知工具的理论基础:论述了信息技术作为认知工具应用的理论基 础 建构主义学习理论、分布式认 知和用技术学习 l e a r n w i t h工 t )的技术 应用观。 第三章 认知工具类型分析: 重点论述了八种常用的认知工具语义网络、 数据库、电子表格、微世界、专家系统、多媒体与超文本、计算机介质通讯、计 算机程序语言， 阐述了各认知工具的功能、 特点、 常用软件以 及在教学应用中的 优势与局限等。 第四章 认知工具的教学应用:提出基于认知工具教学的一般性策略，并介 绍了 认知工具教学应用的典型实例。 结论部分: 总结， 指出认知工具的教学应用当前面临的挑战， 并指出研究中 存在的问 题及不足，有待于以后进一步研究和完善。 关键词: 认知工具;建构主义学习观;用技术支持学习;分布式认知; 有意义的学习;高阶思维;信息技术与课程整合 abs t rac t c o n t e n t : t o m e e t w i th t h e k n o w le d g e a g e s r e q u ir e m e n t s t o t h e t a l e n t q u a l i t y , b a s e d o n t h e t h e o r e t i c a l a n d p r a c t i c a l r e s e a r c h e s o f i n s t r u c t i o n s u p p o r t e d b y c o g n i t i v e t o o l s b o t h d o m e s t i c a n d a b r o a d , t h i s t h e s i s p o in t s o u t t h e l i m i t a t i o n s o f u s i n g i t i n s c h o o l , d i s c u s s e s o n t h e m e a n i n g , t h e s i g n i f i c a n c e a n d i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g i e s w h e n t a k in g i t a s c o g n i t i v e t o o l . a f t e r r e v i e w i n g l i t e r a t u r e s , t h e p a p e r g e n e r a l i z e t h e d e f i n i t i o n a n d g r e a t s e n s e o f c o g n i t i v e t o o l s , a r g u e s t h e t h e o r y b a s i s o f i t , a n a l y z e s t h e m e a n i n g , t h e f u n c t i o n a n d t h e a d v a n t a g e o f e a c h k i n d o f c o g n i t iv e t o o l s , i n t r o d u c e s c o r r e l a t i v e c a s e s a n d a t t e m p t s t o c o n c l u d e i n s t r u c t i o n a l p r i n c i p l e s o f u s i n g th e m i n t o s c h o o l , w i t h a n e f f o r t t o p r o v i d e a n e w e f f e c t i v e a n d p r a c t i c a b l e a p p r o a c h t o r e f o r m e d u c a t i o n l e a rn w i th i t ; t h e c o n s t r u c t i v i s t l e a r n i n g t h e o r y ; d i s t r i b u t e d c o g n i t i o n t h e o r y ; m e a n i n g f u l l e a rni n g ; h i g h e r - o r d e r t h i n k i n g s k i l l s ; i n t e g r a t e i t i n t o c u r r i c u l u m ( t e c h n o l o g y i n t e g r a t i o n ) 认知工具的理论与教学应用研究 引言 1 .1 研究背景 1 . 1 . 1 知识时代的特点 社会的发展正朝着知识时代迈进， 人类社会正面临着一场深刻的变革， 从信 息时代走向知识时代。 相对而言， 信息并不重要，更重要的是对信息的处理，即 把信息转化成为知识。 信息时代， 人们不断地搜索、获取丰富的信息， 知识时代 信息得到极大丰富， 人们最需要的不再是获取信息， 而是不断地整理、 分析信息。 知识时代主要特征有 : 1 、信息技术的发展与应用是知识时代最显著的特征。信息技术为人们提供 了崭新的数字化生存方式，同时也对人们的工作方式、 学习方式、 思维方式等进 行着革命性冲击。 知识时代主要是借助高新技术拓展认知能力、 生产能力和创新 能力， 人类的认知负荷将得以减轻， 人的主体性将得以更充分的展现， 更有机会、 更有条件在创造性的工作中增大自 我实现的成就感。 2 、智力资本 ( 知识)是知识时代最重要的生产要素。信息和知识是资源和 财富主要表现形式。 信息的获取、 处理、 转化和创造性地利用是现代竞争的重要 因素之一。 成功的机会决定于能否获取有利的信息并转化为知识应用。 知识时代 每个人应学会将信息转化为知识， 而不仅仅是搜索存储信息。 3 、适应变化与创新是知识时代的生命线。在知识时代，唯一不变的就是变 化。 知识时代中， 知识激增的速度不断加快， 知识的半衰期不断缩短。 适应变化 是知识时代对人类提出的挑战， 要求其所有成员学会如何学习， 因为知识的本质 是经常发生变化的。 在知识时代， 学会学习和终身学习成为人类生存与发展的必 需。 文凭定终身的日 子不复存在， 每个人要顺应时代发展需要， 就应不断更新知 识，终身不断学习。 1 . 1 .2 终身学习的需求 知识时代呈现的特点， 引发了教育的重新审慎与思考， 教育目 的必须进行重 构， 这意味着一系列与人才素质培养密切相关的教育理念和教学模式的变革。 教 育打破了时空的限制，时代要求终身学习。 学习不再只是限于学校， 终身学习打破了正规学校和继续教育的区别，强调 满足每个人在学校和工作中不断学习的需要，惟一的出路是必须 “ 学会学习， 。 这对传统的教育模式和学习能力培养方式提出了 挑战， 终身学习对个人素质提出 了新的要求， 要求在新的时期每个人生存与发展依赖于以下七方面能力， 包括批 判性思维与行为、 创新、 协作、跨文化理解、传播、计算机素养、生涯与学会自 立能力等z 认知工具的理论与教学应用研究 引言 1 .1 研究背景 1 . 1 . 1 知识时代的特点 社会的发展正朝着知识时代迈进， 人类社会正面临着一场深刻的变革， 从信 息时代走向知识时代。 相对而言， 信息并不重要，更重要的是对信息的处理，即 把信息转化成为知识。 信息时代， 人们不断地搜索、获取丰富的信息， 知识时代 信息得到极大丰富， 人们最需要的不再是获取信息， 而是不断地整理、 分析信息。 知识时代主要特征有 : 1 、信息技术的发展与应用是知识时代最显著的特征。信息技术为人们提供 了崭新的数字化生存方式，同时也对人们的工作方式、 学习方式、 思维方式等进 行着革命性冲击。 知识时代主要是借助高新技术拓展认知能力、 生产能力和创新 能力， 人类的认知负荷将得以减轻， 人的主体性将得以更充分的展现， 更有机会、 更有条件在创造性的工作中增大自 我实现的成就感。 2 、智力资本 ( 知识)是知识时代最重要的生产要素。信息和知识是资源和 财富主要表现形式。 信息的获取、 处理、 转化和创造性地利用是现代竞争的重要 因素之一。 成功的机会决定于能否获取有利的信息并转化为知识应用。 知识时代 每个人应学会将信息转化为知识， 而不仅仅是搜索存储信息。 3 、适应变化与创新是知识时代的生命线。在知识时代，唯一不变的就是变 化。 知识时代中， 知识激增的速度不断加快， 知识的半衰期不断缩短。 适应变化 是知识时代对人类提出的挑战， 要求其所有成员学会如何学习， 因为知识的本质 是经常发生变化的。 在知识时代， 学会学习和终身学习成为人类生存与发展的必 需。 文凭定终身的日 子不复存在， 每个人要顺应时代发展需要， 就应不断更新知 识，终身不断学习。 1 . 1 .2 终身学习的需求 知识时代呈现的特点， 引发了教育的重新审慎与思考， 教育目 的必须进行重 构， 这意味着一系列与人才素质培养密切相关的教育理念和教学模式的变革。 教 育打破了时空的限制，时代要求终身学习。 学习不再只是限于学校， 终身学习打破了正规学校和继续教育的区别，强调 满足每个人在学校和工作中不断学习的需要，惟一的出路是必须 “ 学会学习， 。 这对传统的教育模式和学习能力培养方式提出了 挑战， 终身学习对个人素质提出 了新的要求， 要求在新的时期每个人生存与发展依赖于以下七方面能力， 包括批 判性思维与行为、 创新、 协作、跨文化理解、传播、计算机素养、生涯与学会自 立能力等z 认知工具的理论与教学应用研究 每一位社会成员都应学会学习，这包括了两个方面的涵义，其一， 个体能够 主动积极、 个性化地建构知识， 对不断更新的信息进行接收、 选择、 分析、 判断、 评价、处理，不断地更新自己的知识体系;其二，信息/ 知识时代更讲究技术， 特别是信息技术。 信息技术不再是存储信息的容器， 每个人应学会合理有效地运 用技术支持学习， 借助于工具促进个体认知的发展， 因而必须树立正确的技术应 用观， 将技术作为终身化学习的认知工具， 而并非仅仅是作为知识的存储工具或 是学习对象。 1 . 1 . 3 信息技术在教育中的广泛应用 作为关系到一个国家生死存亡的教育领域更强烈地感受着信息技术的冲击， 从二十世纪八十年代计算机走进校园起， 在推进教育信息化的过程中， 世界各国 都把教育信息化看作是关系本国世界竞争力和可持续发展的大事， 以政府行为的 方式直接制定和推进本国的教育信息化行动计划， 世界许多国家在不断地探索和 实践着计算机技术对教育的意义和方法。 在全球范围内掀起了将信息技术运用于 教育教学的浪潮。 二十世纪九十年代开始， 一些信息技术发展较快的国家， 如美 国、澳大利亚、加拿大等国家开始了信息技术与各学科课程整合的探讨和研究。 我国中小学计算机教育研究中心1 9 9 4 年将信息技术与学科课程整合的研究列为 重点科研课题。目 前， 信息技术与学科课程的整合己经成为我国教育信息化进程 中的一个热点问题， 在中小学实施信息技术与各科课程整合己经成为广大教育学 家和教师的共识。 国内外教育教学改革的一个共同趋势就是充分发挥现代信息技术的优势， 实 现教育的信息化， 最终达到教育现代化的目的。 但我们必须清醒地认识到， 信息 技术本身并不会自 然而然地引发学习革命， 信息技术的应用不会自 然而然地创造 教育奇迹，因此， 如何重新界定信息技术在教育中的定位， 探索信息技术支持下 的新型教/ 学方式成为学校顺应时代发展的一项重要任务。信息技术作为认知工 具的课程整合无疑将是信息时代中占主导地位的课程学习方式，必将成为2 1 世 纪学校教育教学的主要方法。 1 . 1 .4 信息技术在教育应用中 存在的问题 信息技术与基础课程的整合作为课程改革的重要内容， 正成为教育改革的一 个热点。 而如何科学有效地使用信息技术与教学相结合， 使信息技术教育不流于 形式， 是i待解决的问题。 信息在教育教学应用中仍存在着许多局限性。 尽管目 前我国中小学教师在信息技术应用于教学方面进行了大量的尝试， 摸索出许多有 效的 教学模式， 但也出 现了 许多问 题， 产生了 很多 误区。 例如， 不少教师在 课堂 中运用信息技术往往是为了炫耀信息技术的某些优势而使用， 并不考虑学习者自 身的需要与课程目 标等，虽然信息技术的表现形式新颖，文字教材“ 一统天下” 认知工具的理论与教学应用研究 每一位社会成员都应学会学习，这包括了两个方面的涵义，其一， 个体能够 主动积极、 个性化地建构知识， 对不断更新的信息进行接收、 选择、 分析、 判断、 评价、处理，不断地更新自己的知识体系;其二，信息/ 知识时代更讲究技术， 特别是信息技术。 信息技术不再是存储信息的容器， 每个人应学会合理有效地运 用技术支持学习， 借助于工具促进个体认知的发展， 因而必须树立正确的技术应 用观， 将技术作为终身化学习的认知工具， 而并非仅仅是作为知识的存储工具或 是学习对象。 1 . 1 . 3 信息技术在教育中的广泛应用 作为关系到一个国家生死存亡的教育领域更强烈地感受着信息技术的冲击， 从二十世纪八十年代计算机走进校园起， 在推进教育信息化的过程中， 世界各国 都把教育信息化看作是关系本国世界竞争力和可持续发展的大事， 以政府行为的 方式直接制定和推进本国的教育信息化行动计划， 世界许多国家在不断地探索和 实践着计算机技术对教育的意义和方法。 在全球范围内掀起了将信息技术运用于 教育教学的浪潮。 二十世纪九十年代开始， 一些信息技术发展较快的国家， 如美 国、澳大利亚、加拿大等国家开始了信息技术与各学科课程整合的探讨和研究。 我国中小学计算机教育研究中心1 9 9 4 年将信息技术与学科课程整合的研究列为 重点科研课题。目 前， 信息技术与学科课程的整合己经成为我国教育信息化进程 中的一个热点问题， 在中小学实施信息技术与各科课程整合己经成为广大教育学 家和教师的共识。 国内外教育教学改革的一个共同趋势就是充分发挥现代信息技术的优势， 实 现教育的信息化， 最终达到教育现代化的目的。 但我们必须清醒地认识到， 信息 技术本身并不会自 然而然地引发学习革命， 信息技术的应用不会自 然而然地创造 教育奇迹，因此， 如何重新界定信息技术在教育中的定位， 探索信息技术支持下 的新型教/ 学方式成为学校顺应时代发展的一项重要任务。信息技术作为认知工 具的课程整合无疑将是信息时代中占主导地位的课程学习方式，必将成为2 1 世 纪学校教育教学的主要方法。 1 . 1 .4 信息技术在教育应用中 存在的问题 信息技术与基础课程的整合作为课程改革的重要内容， 正成为教育改革的一 个热点。 而如何科学有效地使用信息技术与教学相结合， 使信息技术教育不流于 形式， 是i待解决的问题。 信息在教育教学应用中仍存在着许多局限性。 尽管目 前我国中小学教师在信息技术应用于教学方面进行了大量的尝试， 摸索出许多有 效的 教学模式， 但也出 现了 许多问 题， 产生了 很多 误区。 例如， 不少教师在 课堂 中运用信息技术往往是为了炫耀信息技术的某些优势而使用， 并不考虑学习者自 身的需要与课程目 标等，虽然信息技术的表现形式新颖，文字教材“ 一统天下” 认知工具的理论与教学应用研究 每一位社会成员都应学会学习，这包括了两个方面的涵义，其一， 个体能够 主动积极、 个性化地建构知识， 对不断更新的信息进行接收、 选择、 分析、 判断、 评价、处理，不断地更新自己的知识体系;其二，信息/ 知识时代更讲究技术， 特别是信息技术。 信息技术不再是存储信息的容器， 每个人应学会合理有效地运 用技术支持学习， 借助于工具促进个体认知的发展， 因而必须树立正确的技术应 用观， 将技术作为终身化学习的认知工具， 而并非仅仅是作为知识的存储工具或 是学习对象。 1 . 1 . 3 信息技术在教育中的广泛应用 作为关系到一个国家生死存亡的教育领域更强烈地感受着信息技术的冲击， 从二十世纪八十年代计算机走进校园起， 在推进教育信息化的过程中， 世界各国 都把教育信息化看作是关系本国世界竞争力和可持续发展的大事， 以政府行为的 方式直接制定和推进本国的教育信息化行动计划， 世界许多国家在不断地探索和 实践着计算机技术对教育的意义和方法。 在全球范围内掀起了将信息技术运用于 教育教学的浪潮。 二十世纪九十年代开始， 一些信息技术发展较快的国家， 如美 国、澳大利亚、加拿大等国家开始了信息技术与各学科课程整合的探讨和研究。 我国中小学计算机教育研究中心1 9 9 4 年将信息技术与学科课程整合的研究列为 重点科研课题。目 前， 信息技术与学科课程的整合己经成为我国教育信息化进程 中的一个热点问题， 在中小学实施信息技术与各科课程整合己经成为广大教育学 家和教师的共识。 国内外教育教学改革的一个共同趋势就是充分发挥现代信息技术的优势， 实 现教育的信息化， 最终达到教育现代化的目的。 但我们必须清醒地认识到， 信息 技术本身并不会自 然而然地引发学习革命， 信息技术的应用不会自 然而然地创造 教育奇迹，因此， 如何重新界定信息技术在教育中的定位， 探索信息技术支持下 的新型教/ 学方式成为学校顺应时代发展的一项重要任务。信息技术作为认知工 具的课程整合无疑将是信息时代中占主导地位的课程学习方式，必将成为2 1 世 纪学校教育教学的主要方法。 1 . 1 .4 信息技术在教育应用中 存在的问题 信息技术与基础课程的整合作为课程改革的重要内容， 正成为教育改革的一 个热点。 而如何科学有效地使用信息技术与教学相结合， 使信息技术教育不流于 形式， 是i待解决的问题。 信息在教育教学应用中仍存在着许多局限性。 尽管目 前我国中小学教师在信息技术应用于教学方面进行了大量的尝试， 摸索出许多有 效的 教学模式， 但也出 现了 许多问 题， 产生了 很多 误区。 例如， 不少教师在 课堂 中运用信息技术往往是为了炫耀信息技术的某些优势而使用， 并不考虑学习者自 身的需要与课程目 标等，虽然信息技术的表现形式新颖，文字教材“ 一统天下” 认知工具的理论与教学应用研究 的局面被彻底打破，学生学习方式却从传统的 “ 人灌”换成了 “ 电灌” ，表现最 为典型的就是教师运用信息技术将大量的信息呈现给学生， 将课本上的东西计算 机化，对学生进行立体化、全方位的 “ 满堂灌” ，教学目的仍是要求学生记忆课 本知识。 虽然在教学形式上有很大的革新， 但这样的教学仍停留在传统的以教师 为中心的教学模式， 作为认知主体的学生在教学过程中自 始至终处于受灌输的被 动地位， 其主动性、 积极性难以发挥。 而技术仍是游离于教学过程之外的硬件或 设施建设， 简单地把教科书和黑板搬到屏幕和网络上， 只是强化了传统知识灌输 的教学形式， 不利于培养学生的思维能力。 事实上， 信息技术的教学功能，除了 演示信息之外， 还有许多功能有待开发， 例如信息搜索、 创设情境、 交流、 评价、 促进认知等， 在理论与实践双方面都有待进一步地研究与探索。 为了克服种种弊 端， 己有学者提出信息技术与课程整合的模式与层次等， 其中就有提到将信息技 术作为促进学习者高阶思维的认知工具。 本文将针对信息技术在教学应用中存在 的弊端，廓清认知工具的理论体系，为信息技术的教学应用提供思路。 1 . 2 问题界定 首先， 在对众多专家学者对认知工具的理解进行整理之后，比 较归纳， 廓清 认知工具概念的内涵。 其次，探讨认知工具在教学中的意义。 第三，透析将认知工具用于教学的理论基础。 第四，探明认知工具的类型，考察各类型认知工具的功能与优缺点等。 最后， 提出基于认知工具的教学设计策略， 并介绍相关案例，为将信息技术 作为认知工具的教学提供可参考的建议。 1 .3 研究综述 1 .3 . 1 国 外研究现状分析 网 络资 源: 国 外有关 认知工具的网 络资 料有很多， 以g o o g l e 搜索引 擎为 例， 在其中 输入“ c o gn it iv e t o o l s , m in d t o o l s ” 关 键 词， 相关英 文资 料 显示 分别 有 1 3 ,0 0 0 , 1 3 ,2 0 0 项之多 口 0 0 4 年9 月2 1 日 下 午4 : 3 0 查 询 ) 。 这 些网 络资 料主 题 零散，涉及面广，需要做大量的筛选、整理工作。 印 刷资 料: 有关认知工具的印 刷资 料主要有倒o i e与s . j . d e r r y 合编的 计 算机作为 认知工具 3 一书， 是关于 认知工具的 论文合集， 其中 涵盖了 众多 研究 者对认知工具的相关研究，详细地介绍各类型认知工具的教学实践。t h o m a s c . r e e v e s在 媒体与技术在学校中的作用一文中，从技术应用观角度来描绘认 知工具的发展历程与意义所在。d a v i d h . j o n a s s e n在认知工具方面有大量的文 认知工具的理论与教学应用研究 的局面被彻底打破，学生学习方式却从传统的 “ 人灌”换成了 “ 电灌” ，表现最 为典型的就是教师运用信息技术将大量的信息呈现给学生， 将课本上的东西计算 机化，对学生进行立体化、全方位的 “ 满堂灌” ，教学目的仍是要求学生记忆课 本知识。 虽然在教学形式上有很大的革新， 但这样的教学仍停留在传统的以教师 为中心的教学模式， 作为认知主体的学生在教学过程中自 始至终处于受灌输的被 动地位， 其主动性、 积极性难以发挥。 而技术仍是游离于教学过程之外的硬件或 设施建设， 简单地把教科书和黑板搬到屏幕和网络上， 只是强化了传统知识灌输 的教学形式， 不利于培养学生的思维能力。 事实上， 信息技术的教学功能，除了 演示信息之外， 还有许多功能有待开发， 例如信息搜索、 创设情境、 交流、 评价、 促进认知等， 在理论与实践双方面都有待进一步地研究与探索。 为了克服种种弊 端， 己有学者提出信息技术与课程整合的模式与层次等， 其中就有提到将信息技 术作为促进学习者高阶思维的认知工具。 本文将针对信息技术在教学应用中存在 的弊端，廓清认知工具的理论体系，为信息技术的教学应用提供思路。 1 . 2 问题界定 首先， 在对众多专家学者对认知工具的理解进行整理之后，比 较归纳， 廓清 认知工具概念的内涵。 其次，探讨认知工具在教学中的意义。 第三，透析将认知工具用于教学的理论基础。 第四，探明认知工具的类型，考察各类型认知工具的功能与优缺点等。 最后， 提出基于认知工具的教学设计策略， 并介绍相关案例，为将信息技术 作为认知工具的教学提供可参考的建议。 1 .3 研究综述 1 .3 . 1 国 外研究现状分析 网 络资 源: 国 外有关 认知工具的网 络资 料有很多， 以g o o g l e 搜索引 擎为 例， 在其中 输入“ c o gn it iv e t o o l s , m in d t o o l s ” 关 键 词， 相关英 文资 料 显示 分别 有 1 3 ,0 0 0 , 1 3 ,2 0 0 项之多 口 0 0 4 年9 月2 1 日 下 午4 : 3 0 查 询 ) 。 这 些网 络资 料主 题 零散，涉及面广，需要做大量的筛选、整理工作。 印 刷资 料: 有关认知工具的印 刷资 料主要有倒o i e与s . j . d e r r y 合编的 计 算机作为 认知工具 3 一书， 是关于 认知工具的 论文合集， 其中 涵盖了 众多 研究 者对认知工具的相关研究，详细地介绍各类型认知工具的教学实践。t h o m a s c . r e e v e s在 媒体与技术在学校中的作用一文中，从技术应用观角度来描绘认 知工具的发展历程与意义所在。d a v i d h . j o n a s s e n在认知工具方面有大量的文 认知工具的理论与教学应用研究 的局面被彻底打破，学生学习方式却从传统的 “ 人灌”换成了 “ 电灌” ，表现最 为典型的就是教师运用信息技术将大量的信息呈现给学生， 将课本上的东西计算 机化，对学生进行立体化、全方位的 “ 满堂灌” ，教学目的仍是要求学生记忆课 本知识。 虽然在教学形式上有很大的革新， 但这样的教学仍停留在传统的以教师 为中心的教学模式， 作为认知主体的学生在教学过程中自 始至终处于受灌输的被 动地位， 其主动性、 积极性难以发挥。 而技术仍是游离于教学过程之外的硬件或 设施建设， 简单地把教科书和黑板搬到屏幕和网络上， 只是强化了传统知识灌输 的教学形式， 不利于培养学生的思维能力。 事实上， 信息技术的教学功能，除了 演示信息之外， 还有许多功能有待开发， 例如信息搜索、 创设情境、 交流、 评价、 促进认知等， 在理论与实践双方面都有待进一步地研究与探索。 为了克服种种弊 端， 己有学者提出信息技术与课程整合的模式与层次等， 其中就有提到将信息技 术作为促进学习者高阶思维的认知工具。 本文将针对信息技术在教学应用中存在 的弊端，廓清认知工具的理论体系，为信息技术的教学应用提供思路。 1 . 2 问题界定 首先， 在对众多专家学者对认知工具的理解进行整理之后，比 较归纳， 廓清 认知工具概念的内涵。 其次，探讨认知工具在教学中的意义。 第三，透析将认知工具用于教学的理论基础。 第四，探明认知工具的类型，考察各类型认知工具的功能与优缺点等。 最后， 提出基于认知工具的教学设计策略， 并介绍相关案例，为将信息技术 作为认知工具的教学提供可参考的建议。 1 .3 研究综述 1 .3 . 1 国 外研究现状分析 网 络资 源: 国 外有关 认知工具的网 络资 料有很多， 以g o o g l e 搜索引 擎为 例， 在其中 输入“ c o gn it iv e t o o l s , m in d t o o l s ” 关 键 词， 相关英 文资 料 显示 分别 有 1 3 ,0 0 0 , 1 3 ,2 0 0 项之多 口 0 0 4 年9 月2 1 日 下 午4 : 3 0 查 询 ) 。 这 些网 络资 料主 题 零散，涉及面广，需要做大量的筛选、整理工作。 印 刷资 料: 有关认知工具的印 刷资 料主要有倒o i e与s . j . d e r r y 合编的 计 算机作为 认知工具 3 一书， 是关于 认知工具的 论文合集， 其中 涵盖了 众多 研究 者对认知工具的相关研究，详细地介绍各类型认知工具的教学实践。t h o m a s c . r e e v e s在 媒体与技术在学校中的作用一文中，从技术应用观角度来描绘认 知工具的发展历程与意义所在。d a v i d h . j o n a s s e n在认知工具方面有大量的文 认知工具的理论与教学应用研究 章与专著， 例如 促进学习的认知工具 4 ， 一书系统地介绍了认知工具的 理论、 分类与运用， 教育传播与技术研究手册 5 中罗列了多种认知工具类型并介绍了 在教学中的应用、师生角色等。1 9 %年后j o n a s s e n 使用了m i n d t o o l 一 词，主要 专著包括 课堂中的计算机:认知工具促进批判性思维“ 、 建构主义视野下用 技术支持学习7 、 信息技术在教学中促进批判性思维” 、 建构主义视野下用 技术支持问题解决9 等，不仅探讨了认知工具的理论来源、实践意义、评价标 准，分类等，并在实践层面了做了不少探索。 研究焦点:国外有关认知工具的研究， 主要集中于各种认知工具作为批判思 维i 具 ( c r i t ic a l t h in k in g t o o l ) 、 协作 工具 ( c o l l a b o r a ti o n t o o l ) 、 评价 工具 等 方面 的 理 论研究，并在实际中得到广泛的应用。 借鉴与深入: 国外认知工具研究较为成熟， j o n a s s e n 等一些学者在理论方面， 不仅对认知工具的定义作了详细地连释， 且将认知工具根据不同的功用作了 详细 地分类，并对各类型的认知工具展开分析。 其他诸位学者，包括 s . j . d e r r y , s a l o m o n 等人对认知工具概念与应用都有着各自的观点， 因而有待于进一步地梳 理。 而在实际领域， 亦有不少学者为此进行了积极地探索。 有代表性是如美国空 军学校 ( u s a f a )工程学学士课程中，对以计算机为基础的认知工具进行了开 发、 设计与实施等， 通过实践探讨认知工具在高阶思维与问题解决能力等方面的 培养。 这些对我们基础教育教学改革有很大的启示作用。因此借鉴国外经验， 进 行认知工具教学研究必将对我国基础教育改革产生积极的作用。 1 .3 .2国内研究现状分析 网 络资源: 通过g o o g l e 、中 文y a h o o 以 及百度三大中文搜索引擎进行搜索， 在其中输入 “ 认知工具”一词，相关中文网页分别有 8 2 , 9 0 0 , 3 0 2 , 0 0 0及 9 ,0 2 0 项 之多 ( 2 0 0 4 年1 0 月1 1 日 下 午4 : 3 0 查 询 ) 。 从网 页的 数量 来 看， 国内 涉及“ 认 知工具” 的文章与网页实属不少， 而专门探讨“ 认知工具” 理论的资料却为数甚 少 ! 期刊:纵观国内教育类主要期刊，关于认知工具的文章不是很多。由于认知 工具是外来词， 它的相关词语还有心智工具、 脑具、 认知技术、脑力工具等。 用 这些关键词在中国期刊网全文数据库进行查询， 从1 9 9 4 年至2 0 0 4 年9 月， 相关 的文章一共有3 9 篇，但详细论述 “ 认知工具”理论与实践的只有5 篇文章，且 这5 篇文章都是对于国外在该领域研究成果的经验介绍。 其中发表在 常熟高专 学报1 9 9 9 年第3 期的 促进学习的认知工具 ，较为全面地介绍了j o n a s s e n , k o m m e r s 及m a y e s 等人 对认 知 工具 的 界定 与 研究 成果， 从 理 论上 探论了 认 知 工 具与学习的关系， 但实践层面未有触及。 例外，发表在 电 化教育研究2 0 0 1 年第 3 期的 新型教学模式新在何处 ( 上) 明确提出发挥现代信息技术的 “ 认 认知工具的理论与教学应用研究 知工具” 作用， 通过 “ 认知工具” 帮助学习者进行认知处理， 促进认知能力与创 新能力的发展。此外，有关 “ 认知工具”的硕士论文有1 篇，博士论文1 篇。 书籍: 祝智庭、 钟志贤主编的 现代教育技术促进多元智能发展 一书， 提出多种信息化教学模式的典例， 其中以概念地图为例， 简要介绍了基于认知工 具的学习。 祝智庭主编的 现代教育技术走向信息化教育一书， 在 “ 学习 资源” 篇，提到学习工具软件，对 “ 认知工具”的定义、分类有所介绍， 此外还 介绍了如何鉴别哪些软件是认知工具的九大标准。 何克抗、 李文光编著的 教育 技术学 ，也对作为支持学习的工具性软件的认知工具有所提及，并将认知工具 分成6 大类 ( 包括问 题任务表征工具、静/ 动态知识建构工具、绩效支持工具、 信息搜索工具、 协同工作工具以及管理与评价工具) 。 学习环境的理沦基础 一 书中， 介绍了某所大学 经营管理课程以电子表格作为主要的认知工具，进行 以学生为中心的学习环境的设计。以上这些书籍在文中都提到了“ 认知工具” 这 一概念， 但总体来说对认知工具理论介绍得不够全面系统， 有待更为深入地研究。 港台地区对认知工具大都称之为 “ 心智工具” 。台湾以张基成教授为代表的 学者对心智工具的研究比较多。 张基成对心智工具的定义， 在台湾许多相关文章 与研究中都有参引。 此外有部分学校， 利用若干类型心智工具 ( 如概念地图、 微 世界等) 与某一学科相结合进行教学， 不少学者联手参与课题， 在理论上取得了 一定的研究成果。 综上， 在国内 研究 “ 认知工具”的领域刚起步，正处于探索性研究阶段， 虽 有不少的学者提到要将信息技术作为认知工具， 但 “ 认知工具” 的定义、理论基 础、 内涵、 外延等等却不甚了解， 少数学者只是将国外相关著作翻译并简要介绍， 未作深入的探讨。因此，在国内对于 “ 认知工具”的理论研究尚属起步阶段。 1 .4 研究意义 1 .4 . 1 信息技术应用定位的再思考 传统的教学， 以教师为中心， 学生被动地学习， 灌输式的教学方式压抑了学 生的主动性与积极性。不少学者与教学工作者着手研究如何改革传统的教学模 式， 将信息技术应用于教学以提高学生素质的全面发展。 然而信息技术在具体应 用时， 究竟是作为演示内容的 辅助型教具运用于教学， 还是充当学生的 认知工具， 不少专家提出要对信息技术重新定位， 认为以信息技术为代表的认知工具用于教 学， 实现了学习的主动权移至学习者， 学生不再是对客观知识的被动接受， 而是 积极主动地构建知识，势必引起教学方式的变革，能有促进高效有意义的学习， 遵循了素质教育的思想，体现了基础教育课程改革的要求。 1 .4 .2 信息技术与 课程整合 认知工具的理论与教学应用研究 知工具” 作用， 通过 “ 认知工具” 帮助学习者进行认知处理， 促进认知能力与创 新能力的发展。此外，有关 “ 认知工具”的硕士论文有1 篇，博士论文1 篇。 书籍: 祝智庭、 钟志贤主编的 现代教育技术促进多元智能发展 一书， 提出多种信息化教学模式的典例， 其中以概念地图为例， 简要介绍了基于认知工 具的学习。 祝智庭主编的 现代教育技术走向信息化教育一书， 在 “ 学习 资源” 篇，提到学习工具软件，对 “ 认知工具”的定义、分类有所介绍， 此外还 介绍了如何鉴别哪些软件是认知工具的九大标准。 何克抗、 李文光编著的 教育 技术学 ，也对作为支持学习的工具性软件的认知工具有所提及，并将认知工具 分成6 大类 ( 包括问 题任务表征工具、静/ 动态知识建构工具、绩效支持工具、 信息搜索工具、 协同工作工具以及管理与评价工具) 。 学习环境的理沦基础 一 书中， 介绍了某所大学 经营管理课程以电子表格作为主要的认知工具，进行 以学生为中心的学习环境的设计。以上这些书籍在文中都提到了“ 认知工具” 这 一概念， 但总体来说对认知工具理论介绍得不够全面系统， 有待更为深入地研究。 港台地区对认知工具大都称之为 “ 心智工具” 。台湾以张基成教授为代表的 学者对心智工具的研究比较多。 张基成对心智工具的定义， 在台湾许多相关文章 与研究中都有参引。 此外有部分学校， 利用若干类型心智工具 ( 如概念地图、 微 世界等) 与某一学科相结合进行教学， 不少学者联手参与课题， 在理论上取得了 一定的研究成果。 综上， 在国内 研究 “ 认知工具”的领域刚起步，正处于探索性研究阶段， 虽 有不少的学者提到要将信息技术作为认知工具， 但 “ 认知工具” 的定义、理论基 础、 内涵、 外延等等却不甚了解， 少数学者只是将国外相关著作翻译并简要介绍， 未作深入的探讨。因此，在国内对于 “ 认知工具”的理论研究尚属起步阶段。 1 .4 研究意义 1 .4 . 1 信息技术应用定位的再思考 传统的教学， 以教师为中心， 学生被动地学习， 灌输式的教学方式压抑了学 生的主动性与积极性。不少学者与教学工作者着手研究如何改革传统的教学模 式， 将信息技术应用于教学以提高学生素质的全面发展。 然而信息技术在具体应 用时， 究竟是作为演示内容的 辅助型教具运用于教学， 还是充当学生的 认知工具， 不少专家提出要对信息技术重新定位， 认为以信息技术为代表的认知工具用于教 学， 实现了学习的主动权移至学习者， 学生不再是对客观知识的被动接受， 而是 积极主动地构建知识，势必引起教学方式的变革，能有促进高效有意义的学习， 遵循了素质教育的思想，体现了基础教育课程改革的要求。 1 .4 .2 信息技术与 课程整合 认知工具的理论与教学应用研究 知工具” 作用， 通过 “ 认知工具” 帮助学习者进行认知处理， 促进认知能力与创 新能力的发展。此外，有关 “ 认知工具”的硕士论文有1 篇，博士论文1 篇。 书籍: 祝智庭、 钟志贤主编的 现代教育技术促进多元智能发展 一书， 提出多种信息化教学模式的典例， 其中以概念地图为例， 简要介绍了基于认知工 具的学习。 祝智庭主编的 现代教育技术走向信息化教育一书， 在 “ 学习 资源” 篇，提到学习工具软件，对 “ 认知工具”的定义、分类有所介绍， 此外还 介绍了如何鉴别哪些软件是认知工具的九大标准。 何克抗、 李文光编著的 教育 技术学 ，也对作为支持学习的工具性软件的认知工具有所提及，并将认知工具 分成6 大类 ( 包括问 题任务表征工具、静/ 动态知识建构工具、绩效支持工具、 信息搜索工具、 协同工作工具以及管理与评价工具) 。 学习环境的理沦基础 一 书中， 介绍了某所大学 经营管理课程以电子表格作为主要的认知工具，进行 以学生为中心的学习环境的设计。以上这些书籍在文中都提到了“ 认知工具” 这 一概念， 但总体来说对认知工具理论介绍得不够全面系统， 有待更为深入地研究。 港台地区对认知工具大都称之为 “ 心智工具” 。台湾以张基成教授为代表的 学者对心智工具的研究比较多。 张基成对心智工具的定义， 在台湾许多相关文章 与研究中都有参引。 此外有部分学校， 利用若干类型心智工具 ( 如概念地图、 微 世界等) 与某一学科相结合进行教学， 不少学者联手参与课题， 在理论上取得了 一定的研究成果。 综上， 在国内 研究 “ 认知工具”的领域刚起步，正处于探索性研究阶段， 虽 有不少的学者提到要将信息技术作为认知工具， 但 “ 认知工具” 的定义、理论基 础、 内涵、 外延等等却不甚了解， 少数学者只是将国外相关著作翻译并简要介绍， 未作深入的探讨。因此，在国内对于 “ 认知工具”的理论研究尚属起步阶段。 1 .4 研究意义 1 .4 . 1 信息技术应用定位的再思考 传统的教学， 以教师为中心， 学生被动地学习， 灌输式的教学方式压抑了学 生的主动性与积极性。不少学者与教学工作者着手研究如何改革传统的教学模 式， 将信息技术应用于教学以提高学生素质的全面发展。 然而信息技术在具体应 用时， 究竟是作为演示内容的 辅助型教具运用于教学， 还是充当学生的 认知工具， 不少专家提出要对信息技术重新定位， 认为以信息技术为代表的认知工具用于教 学， 实现了学习的主动权移至学习者， 学生不再是对客观知识的被动接受， 而是 积极主动地构建知识，势必引起教学方式的变革，能有促进高效有意义的学习， 遵循了素质教育的思想，体现了基础教育课程改革的要求。 1 .4 .2 信息技术与 课程整合 认知工具的理论与教学应用研究 基础教育课程改革纲要 试行) 指出: “ 大力推进信息技术在教学过程中 的普遍应用，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，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。 “ ” 面 对正在来临的教育信息化浪潮， 认清教育改革的大方向， 有效地利用信息技术来 支持教育改革和促进教育发展， 是十分必要的。 越来越多的学者提出将信息技术 引入到教育当中， 并且在理论与实践方面都对“ 信息技术与课程整合” 有深入的 研究。 不少学者提出， 信息技术与课程整合层次一说， 即将信息技术作为 “ 教学对 象” 、 “ 教的工具”以及作为 “ 学的工具” 三个层次， 其中最高层次 “ 学习工具” ， 也就是说学习者通过信息技术促进学习，将信息技术作为认知工具来看。那么， 究竟什么是认知工具?认知工具的理论体系应该是怎样?对于该领域的探索， 本 国几乎为空白， 因此， 笔者希望从认知工具理论研究着手， 廓清思路， 针对教育 信息化提出可供参考的建议。 1 .5 研究方法 1 . 5 . 1 文献研究法 收集论文相关的国内外各种文献 ( 包括书籍、杂志和网页等) ，进而对之提 取、整理、归类，为论文写作做好素材准备。 1 . 5 .2 专家访谈法 通过多种方式 ( e - m a i l 、谈话与信件等) ，对认知工具理论有关的专家学者 以 及教育技术领域的学者访谈， 对认知工具的基本概念以 及具体在教学实践当中 的运用进行深入探讨，使认知工具理论体系从模糊走向更为清晰化。 1 .5 .3 对比 研究法 在介绍国外认知工具研究成果的同时， 将国内外基于认知工具的教学的相关 研究情况进行比 较分析， 以便研究的理论成果在有本国特色的教学实际中更具实 践价值。 1 .6 论文结构 认知工具作为一个较为新颖的理念，本论文试图 对此进行系统地理论疏导， 将国 外