（课程与教学论专业论文）中学物理网络协作学习研究与学习平台的开发.pdf

独创声明 本人声明所呈交的学位论文足本人存导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，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 ( 注：如没有其他需要特别声 明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。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谢意。 学位论文作者签名：芹士乍新辞硝 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂蕉有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权堂 圭坠可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 土4 #靳繇锄数 、 签字日期：2 0 0 ，年乡月日 签字同期：2 0 0年月日 山东师范人学坝t 学位沦史 摘要 随着互联网的飞速发展，网络技术和多媒体技术对教育领域的影响日渐明显， 人们对网络支持的许多教学模式开始关注。在我幽许多中小学都建立了多媒体网 络教学系统，具备了为课堂教学活动提供技术平台的条件。但由于对网络学习的 研究还比较零散、杂乱，网络学习的教学模式形形色色，以至于教师和学生面对 它们感到无所适从，真正将其应用于教学实践的非常少，大部分教师还是运用传 统的教学方法，平时很少运用网络化的技术环境改革传统教学。这是对学校网络 信息资源的极大浪费，也是对构建适应未来社会学习模式的延误。 网络教学以自主式学习和探究式学习为主要特质，在协作探究学习上具备了 更多的潜在优势；将网络技术与课堂教学进行整合，构建出适应学生身心特征与 时代特点的教学模式，可以优化中学课堂教学，更有助于培养学生的协作精神和 探究能力。因此，与建构主义等学习与教学理论的发展相适应，在网络环境下开 展协作学习是一种切实有效的新型教学模式。然而，网络技术如何与学科教学相 整合，中学课堂开展网络协作学习的过程怎样? 如何构建一个网络协作学习环 境? 如何搭建一个网络协作学习平台等等，这些问题都还需要深入研究。 本文从网络学习与协作学习的基本理论出发，介绍了网络协作学习的理论基 础，以中学物理课程为例，分析了中学物理采用网络协作学习的作用和意义，在 参考前人有关协作学习模式的基础上，提出了网络协作学习的四种模式：竞争模 式、协同模式、讨论模式与角色扮演模式。并提出了中学物理网络协作学习设计 的八个步骤：确立学习目标和学习内容、建立协作学习小组、学习环境的设计、 学习资源的设计、学习模式的选择、协作活动的设计、学习过程的控制和学习评 价。按照这一思想，设计了一节网络协作学习的教学案例。 学习环境是学习活动展开的过程中赖以持续的情况和条件，网络协作学习过 程的顺利实施依赖网络协作学习环境的合理设计。本文在对网络协作学习的特征 进行分析的基础上，提出了网络协作学习环境设计的原则。结合协作学习的相关 机制，对网络协作学习的学习过程及学习环境的结构功能进行了系统分析，在此 基础上，从学习资源的设计和协作学习支持工具的设计两方面着手，对网络协作 山东帅范人学硕士。学位论文 学习环境的设计进行厂探讨。 文章对当6 h 国内外已有的研究性学习平台和叻- 作学习系统进行调杳分析，然 后针对国内学习平台中协作支持功能不足的现状，聋借鉴国内外协作学习系统的 基础上斤发了一个i 嘲络协作学习系统，详细介绍了该系统中各个模块的组成、功 能及平台使用的操作流程，并简单地给出了一个丌发技术方案。 本研究表明，在中学物理教学中运用网络协作模式，将使传统的课堂教学模 式得到丰富和完善，增强课常教学的效果。学生通过自辛学习，针对某些问题进 行“协作探究”，可以加深对知识的理解；同时在学习过程中，进一步培养学生的 创新精神和集体观念，提高学生的信息处理、与人交流的能力，综合运片j 各种知 识和发现问题、解决问题的能力，使学生在原有的基础上得到积极主动的发展， 是实现素质教育的有效途径。 2 关键词：中学物理网络学习协作学习 学习平台 分类号：g 6 3 3 7 些叁塑丝叁兰堡! 兰壁堡兰 t h er e s e a r c ho nw e b - b a s e dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n gi np h y s i c so f m i d d l es c h o o la n dt h ed e v e l o p m e n to fl e a r n i n gp l a t f o r m a b s t r a c t w i t hr a p i dd e v e l o p m e n to ft h ei n t e m e t ，t h ea p p l i c a t i o no fm u l t i m e d i aa n di n t e m e t t oi n s t r u c t i o nc a n n o tb en e g l e c t e d m a n yt e a c h i n gm o d e sw i t hi n t e r n e ta t t r a c tm o r ea n d m o r ea t t e n t i o n h o w e v e rb e c a u s eo ft h ef r a g m e n t a r yr e s e a r c ho fw e b b a s e dl e a r n i n g ， t h em u l t i f a r i o u st e a c h i n gm o d e so fw e b s t u d y , m a n yt e a c h e r sa n ds t u d e n t sa r es t i l la t 1 n o s ee n d st ot h e m a sar e s u l t am a j o r i t yo ft e a c h e r sr e m a i nm a k i n gu s eo ft r a d i t i o n a l t e a c h i n gm e t h o da n df e wp e o p l ea r ea b l et ou t i l i z ew e b - b a s e dt e c h n i c a l l ye n v i r o n m e n t t or e f o r mt r a d i t i o n a lt e a c h i n g w e b - b a s e dl e a r n i n gi ss e l d o mp u ti np r a c t i c ea c t u a l l y i t i st h eh u g ew a s t eo fs c h o o lw e bi n f o r m a t i o nr e s o u r c e ，a tt h es a m et i m e ，i tw i l lp u to f f t h ep r o c e s so fc o n s t i t u t i n gi n t e n d i n gl e a r n i n gm o d e ， w e b b a s e dt e a c h i n gt a k e si n d e p e n d e n tl e a r n i n ga n di n v e s t i g a t i v el e a r n i n ga si t s p r i m a r yp a r t i c u l a r i t y , a n di sp r o v i d e dw i t hm o r ep o t e n t i a la d v a n t a g e si nc o l l a b o r a t i v e a n di n v e s t i g a t i v el e a r n i n g t h ec o n f o r m i t yo fn e t w o r kt e c h n o l o g ya n dc l a s s r o o m i n s t r u c t i o nc a ns t r u c t u r eat e a c h i n gm o d ew h i c hm e e t ss t u d e n tp h y s i c a la n d p s y c h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i ca n de r ac h a r a c t e r i s t i c ，c a n o p t i m i z e t h ec l a s s r o o m i n s t r u c t i o no fm i d d l es c h o o la n dc o n t r i b u t et ot r a i n i n gs t u d e n t s c o o p e r a t i o ns p i r i ta n d i n v e s t i g a t i v ec a p a b i l i t y s oa c c l i m a t i z i n gi t s e l ft od e v e l o p m e n to ft h el e a r n i n ga n d t e a c h i n gt h e o r ys u c ha sc o n s t r u c t i v i s me t c ，i ti sak i n do fe f f e c t i v en e w - t y p et e a c h i n g m o d et od e v e l o pt h ec o l l a b o r a t i v el e a r n i n gu n d e rt h ee n v i r o n m e n to fn e t w o r k f r o mt h ee s s e n t i a lt h e o r yo fw e b b a s e dl e a r n i n ga n dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ，t h i s p a p e ri n t r o d u c e st h et h e o r e t i c a lf o u n d a t i o no f w e b - b a s e dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n g t a k i n g p h y s i c sc o u r s eo fm i d d l es c h o o l a sa ne x a m p l e ，t h ep a p e rp u t sf o r w a r df o u rk i n d so f l e a r n i n gm o d e s ：c o m p e t i t i o nm o d e ，c o l l a b o r a t i v em o d e ，d i s c u s sm o d ea n dr o l ea c t i n g m o d e e i g h ts t e p sa r ep r o p o s e d ：e s t a b l i s ht h eg o a la n dc o n t e n to fs t u d y i n g ，s e tu p c o o r d i n a t i o ng r o u p ，d e s i g nt h el e a r ne n v i r o n m e n t ，d e s i g nt h el e a r nr e s o u r c e ，s e l e c tt h e j 一 1 1 查! 型垒兰竺! 堂堡堡兰 l e a r n i n gm o d e ，d e s i g nt h eo p e r a t i o na c t i v i t y , c o n t r o lt h el e a r n i n gp r o c e s sa n de v a l u a t e t h er e s u l t a c c o r d i n gt ot h i st h o u g h t ，t h ep a p e rd e s i g n sat e a c h i n gc a s eo fw e b b a s e d c o l l a b o r a t i v el e a r n i n g l e a r n i n ga c t i v i t y sf a v o r i n gd e v e l o p m e n td e p e n d so nw e l ll e a r n i n ge n v i r o n m e n t a f t e ra n a l y s i n gt h ec h a r a c t e r i s t i co l w e b b a s e dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ，t h i st e x tp u t s f o r w a r dt h ep r i n c i p l ea b o u tt h ee n v i r o n m e n td e s i g m n e n to fw e b b a s e dc o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g c o m b i n i n gt h er e l e v a n tm e c h a n i s mo fc o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ，t h ep a p e r a n a l y s e st h el e a r n i n gp r o c e s so fw e b b a s e dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n ga n dt h es t r u c t u r e f u n c t i o no fl e a r n i n ge n v i r o n m e n t ，a n dd i s c u s s e st h ed e s i g n m e n to fw e b b a s e d c o l l a b o r a t i v el e a r n i n ge n v i r o n m e n tf r o me d u c a t i o nr e s o u r c ea n dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n g t 0 0 1 a f t e ra n a l y z i n gt h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lr e s e a r c ho fw e b b a s e dl e a r n i n g s u p p o r ts y s t e m ，t h ep a p e rd e v e l o p saw e b b a s e dc o o r d i n a t i o ns y s t e ma n de l a b o r a t e st h e f u n c t i o n so fb a s i cf a c t o r sa n dt h ed e s i g ni d e a so ft h es y s t e m i na d d i t i o n ，t h eo p e r a t i o n f l o wa n das i m p l et e c h n o l o g i c a ls c h e m ea r ea l s op r o v i d e d t h i sr e s e a r c hi n d i c a t e st h a tu s i n gw e b b a s e dc o o r d i n a t i o nm o d ea m o n gp h y s i c s t e a c h i n gi nm i d d l es c h o o lw i l lm a k et h et r a d i t i o n a lc l a s s r o o mi n s t r u c t i o nm o d eg e t a b u n d a n t l y a n dp e r f e c t l y , s t r e n g t h e nt h er e s u l to fc l a s s r o o mi n s t r u c t i o n s t u d e n t s c o o p e r a t ea n di n v e s t i g a t et h r o u g hs t u d y i n gi n d e p e n d e n t l nw h i c hc a ns t r e n g t h e nt h e t m d e r s t a n d i n gt ok n o w l e d g e a tt h es a n l et i m e ，t r a i n i n gs t u d e n t s i n i t i a t i v es p i r i ta n d c o l l e c t i v es p i r i tf u r t h e r , i m p r o v i n gt h e i ra b i l i t yt od e a lw i t hi n f o r m a t i o na n dt oe x c h a n g e w i t hp e o p l e ，i m p r o v i n gt h e i ra b i l i t yt ou s ev a r i o u sk i n d so fk n o w l e d g es y n t h e t i c a l l y , a r e t h ee f f e c t i v ew a yo fr e a l i z i n gq u a l i t y o r i e n t e de d u c a t i o nt om a k es t u d e n t sg e tp o s i t i v e d e v e l o p m e n to nt h eo r i g i n a lb a s i s k e vw o r d s ： c a t e g o r y ： p h y s i c so fm i d d l es c h o o l ；w e b b a s e dl e a r n i n g ；c o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ； l e a r n i n gp l a t f o r m g 6 3 3 7 山东师范大学硕l 一学位论文 第一章问题的提出 引言 在大力倡导开展素质教育的今天，以培养创新精神与实践能力为本的教育必 然是以人的学习为基点的，以教为中心的传统课堂教学模式，已经越来越不适应 对人才培养的要求，要推进素质教育，培养学生的创新思维，就要改善学生的学 爿方式。课程改革的重点之一，就是提倡自主、探索与合作的学习方式，向多样 化的学习方式转变。随着多媒体技术与网络技术水平的提高，协作学习r 益受到 重视，各种各样的协作学习模式相继提出，人们已经意识到协作学习是一个十分 重要的发展方向。 网络学习是利用互联网的功能特性和资源建立有意义的学习环境，以促进和 支持学生的学习活动。它以自主式学习和探究式学习为主要特质，在协作学习上 具备了更多的潜在优势；网络技术与协作学习相结合，构建出适应学生身心特征 与时代特点的教学模式，以优化中学课堂教学，将更有助于培养学生的协作精神 和探究能力。当前，与建构主义等理论的发展相适应，在网络环境下进行协作学 习作为一种新型教学模式已经逐渐被人所认可。丽如何利用网络支持学习者的协 作学习，正成为当前研究者关注的一个热点问题。 近年来许多中小学都建立了多媒体网络教学系统，它为课堂教学活动提供了 新的技术平台。然而，网络技术如何与学科教学相整合，中学课堂上开展网络协 作学习的过程是怎样的? 网络协作学习平台的建设和使用情况怎样等等，这些问 题都还需要深入研究。 本课题以相关的教育理论为基础，研究和探讨网络技术与学科教学相整合的 网络协作学习的相关问题，以中学物理课程为例，对当前面向素质教育、基于网 络的协作学习提出一些认识和初步设想，并试图根据自己对网络协作学习的理解， 设计开发一个网络协作学习的支持平台系统，希望能促进网络教育理论与实践的 进一步发展，从而为学科教学与网络学习的整合贡献一点绵薄之力。 山东师范大学硕 学位论史 第一节相关理论综述 一、网络学习 ( 一) 网络学习的定义 网络学习是一个开放的概念，目前还没有一个统的定义。何克抗教授认为， 通过因特网或其它数字化内容进行学习与教学的活动即网络化学习，可以充分利 用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种 全新的学习方式；这种学习方式将改变传统教学中教师的作用和师生之间的关系， 从而根本改变教学结构和教育本质。1 2 如果从网络学习的理想状态来设计，网络学 习是以计算机网络为依托的一种学习方式。即在教育领域建立互联网平台，学生 通过网络，进入网络教育平台，独立选择学习策略、获得相关资料、进行学习后 的考核和进行交流的一种自主学习活动。它是一种开放式的学习，是一种主动的、 基于信息的、以网络为主要手段的，建立在网络之上的学习。网络学习是通过网 络进行的学习过程，也是学习网络本身的过程。它还是利用和开发网络知识与信 息资源的过程，还意味着把网络作为学习的一种环境。吲所以，网络学习离不开计 算机网络，离不开网络上的一切信息资源。 ( 二) 网络学习的基本特征 1 网络学习改变了学生的认知过程 在网络环境中学习资源以文本、图形、图像、声音、音频、视频等多种媒体 形式呈现，使学习内容有形有声有色，具有较强的直观性，可以把复杂的东西变 得简单，把抽象的东西变得具体，能够引导学生直接认识事物的发展规律和本质 属性，改变了学生的认知过程。而且这些学习资源对所有人都是开放的。一方面， 这些资源可以为成千上万的学习者同时使用，没有任何限制；另一方面，所有成 员都可以发表自己的看法，将自己的资源加入到网络资源库中，供大家共享。 2 网络为学习者提供了灵活的学习时间、学习方式 在网络环境中学习者的学习很灵活，学习者能够根据自己的需要，选择和决 定学习的时间。在具体的学习过程中，学习者结合自己的特点和经验，分析面临 的学习任务和学习情境中的相关因素，根据自身的条件，提出个人的实现目标和 需求，然后根据自己确定的目标，选择自己喜爱的学习方法，建立解决问题的方 6 山东帅范大学碗卜学位论文 案。在实施过程中，可以随时随地根据学习结果，评价自己达到的水平，找到自 己的差距，加强薄弱环箝，巩固已知内容，实现自主学习。 3 网络学习实现了从教剑学的转变 在网络环境中教师角色将由知识传授者转变为意义建构的帮助者，即教师不 再是知识的传授者，而是指导学生自己去学习知识，获得技能，他们的全部责任 就是帮助学生理解经常变化的环境和自己，最大限度的发挥自己的潜能：学孛地 位由被动的接受者转变为知识意义的主动建构者，即学生自己能够主动地学习， 自由的选择学习内容，学习方法：课本内容由教师传授知识的内容转变为学生主 动建构意义的对象，即学生以课本为纲自主地学习，课本成为学生学习知识的内 容，同时，浩如烟海的学习资源极大地开阔了学生的视野，弥补个人方面的局限 性。网络学习突出了学生的主体性和学习的主动性，改变了传统学习中教师的中 心地位，把媒体从原来为教师的演示工具转变为学生的认知工具，真正落实了因 材施教的原则。 ( 三) 网络学习的优势 1 方便实现资源共享 计算机网络将全世界的计算机都连接了起来，各台计算机上的资源都可以很 方便地实现共享。长期以来在c a i 中都是单机操作，计算机与计算机之间的资源 不能共享，各种c a i 课件的规格标准不一致，数据互不相通。有人把这样的一种 计算机教学应用方式称为“信息孤岛”。【4 j 学生所学习到的知识只能是教师所提供 的各种课件，难以寻找到其他的参考资料，并对不同的观点进行比较。而采用了 网络学习这种方式以后，信息孤岛的问题得以解决，学习的过程可以很方便地利 用网络共享功能来进行，学生可以获得其他计算机上的资源。这样的学习过程是 一种高效率、创造性的学习过程。 2 信息更新速度快 同传统的教学媒体相比，电子媒体具有制作方便、更新速度快的特点，利用 各种网页制作工具可以及时更新网站上的知识。教学不再仅仅局限于文字材料， 通过现在的多媒体计算机网络我们可以获得图文并茂的多媒体材料，从而大大提 高教学的效率和质量。 3 交互功能 山求帅范大学烦i ：学位论空 计算机可以实现人机之间的双向沟通，利用计算机网络则可以实现人与人之 蚓的远距离信息传播，这些都是交互的过程。计算机网络的这种交甄功能使网络 学习变得更加有效。 4 协作功能 信息化社会的到来使人类面临着一个知识爆炸的问题，各行备业需要更多的 相互之间的协作才能完成各种复杂的任务。学生在学刊的时候，相互之问的协作 是他们必须获得的一项基本技能。在网络学习中，师生可以利用计算机网络来交 流各种看法，共同解决学习中的各种问题，促进学生与学生之问的相互合作学习。 5 检索功能 在计算机网络上，除了有丰富的共享资源以处，还可以通过各种技术实现资 源的高效率检索。通过i n t e r n e t 上的搜索引擎，可以迅速找到自己所需要的各种 教育资源，这对于各门课程的学习、各种课题的研究部是十分重要的。 6 信息分析处理功能 利用计算机高速处理信息的功能，可以实现计算机管理教学，可以很方便地 收集学生的学习信息，并进行自动化处理，这样可以更为准确地对学生进行各种 评价，促进学生的学习。教师在网络上也呵以对访问者进行适当的控制，利用现 有的各种技术可以很方便实现这一点，这为教师掌握学生的学习情况提供了极大 的方便。 二、协作学习 ( 一) 协作学习的基本概念 协作学习( c o ll a b o r a t jv el e a r n i n g ) 是一种通过小组或团队的形式组织学生 进行学习的一种策略。【5 】，j 、组成员的协同工作是实现班级学习目标的有机组成部 分。小组协作活动中的个体( 学生) 可以将其在学习过程中探索、发现的信息和学 习材料与小组中的其它成员共享，甚至可以同其它组或全班同学共享。在此过程 中，学生之间为了达到小组学习目标，个体之间可以采用对话、商讨、争论等形 式对问题进行充分论证，以期获得达到学习目标的最佳途径。学生学习中的协作 活动有利于发展学生个体的思维能力、增强学生个体之间的沟通能力以及对学生 个体之间差异的包容能力。此外，协作学习对提高学生的学习成绩、形成学生的 批判性思维与创新性思维、对待学习内容与学校的乐观态度、小组个体之间及其 山东师范大学帧上学位论文 与社会成员的交流沟通能力、自尊心与个体问相互尊重关系的处理等都有明显的 秘极作用。 ( 二) 协作学习的基本要素 协作学习目前已经成为种学习模式，在传统的班级授课和信息技术学习环 境中得到了广泛的应用。协作学习模式是指采用协作学习组织形式促进学生对知 识的理解与掌握的过程，通常由4 个基本要素组成，即协作小组、成员、辅导教 师和协作学习环境。1 6 】 1 协作小组。协作小组是协作学习模式的基本组成部分，小组划分方式的不 同，将直接影响到协作学习的效果。通常情况下，协作小组中的人数不要太多， 一般以2 4 人为宜。 2 成员。成员是指学习者，按照一定的策略分派到各协作小组中。人员的分 派依据许多因素，如学习者的学习成绩、知识结构、认知能力、认知风格、认知 方式等，一般采用互补的形式有利于提高协作学习的效果。如学习成绩好的学生 和成绩差的学生搭配，可有利于差生的转化，并促进优生在辅导差生的过程中实 现对知识的融会贯通；认知方式不同的学生互相搭配，有利于发挥不同认知类型 学生的优势，从而促进学生认知风格的相互强化。协作学习成员不限于学生，也 可能是由计算机扮演的学习伙伴。 3 辅导教师。辅导教师在协作学习模式中并非可有可无，因为有辅导教师存 在，协作学习的组织、学习者对学习目标的实现效率、协作学习的效果等才可以 得到有效控制和保证。协作学习对辅导教师提出了更高的要求，即要求辅导教师 具有新型的教育思想和教育观念，由传统的以“教”为中心转到以“学”为中心， 同时还要实现二者的最优结合。 4 协作学习环境。协作学习是在一定环境中进行的，协作学习环境主要包括 协作学习的组织环境、空间环境、硬件环境和资源环境。组织环境是指协作学习 成员的组织结构，包括小组的划分、小组成员功能的分配等。空间环境是指协作 学习的场所，如班级课堂、互联网环境等。硬件环境指协作学习所使用的硬件条 件，如计算机支持的协作学习、基于互联网的协作学习等。资源环境是指协作学 习所利用的资源，如虚拟图书馆、互联网等。 ( 三) 协作学习的基本模式 山东师范人学硕l 学位论立 协作学习的基本模式主要有7 种，分别是竞争、辩论、合作、问题解决、伙 伴、设计和角色扮演。p l 1 竞争。是指两个或更多的协作者参与学爿过程，并有辅导教帅参加。辅导 教师根据学习目标与学习内容，对学习任务进行分解，由不同的学习着单独完成， 看谁完成的最快最好。辅导教师对学刊者的任务完成情况进行评论，其他学习者 也可以对其发表意见。各自任务完成后，就意味着总任务的完成。竞争性模式有 利于激发学生的学习积极性与主动性，但易造成因竞争而导致协作难以进行的结 果。因此让学习者明确各自任务完成对保证总目标实现的意义非常重大，即学习 者是在竞争与协作中完成学习任务的。竞争可在小组内进行，也町以在小组间进 行。 2 辩论。协作者之间围绕给定主题，首先确定自己的观点。在一定的时间内 借助虚拟图书馆或互联网查询资料，以支持自己的观点。辅导教师( 或中立组) 对 他们的观点进行甄别，选出正方与反方，然后双方围绕主题展开辩论。辩论的进 行可以由对立的双方各自论述自己的观点，然后针对异方的观点进行辩驳。最后 由中立者对双方的观点进行裁决，观点论证充分的一方获胜。也可以不确定正反 双方，而是由不同小组或成员叙述自己的观点，然后相互之间展开辩论，最终能 说服各方的小组或成员获胜。辩论可在组内进行，也可在组问进行。辩论模式有 利于培养学生的批判性思维。 3 合作。多个协作者共同完成某个学习任务，在任务完成过程中，协作者之 间相互配合、相互帮助、相互促进，或者根据学习任务的性质进行分工协作。不 同协作者对任务的理解及其观点不完全一样，各种观点之间可以互相补充，从而 圆满完成学习任务。 4 问题解决。该种模式需要首先确定问题。问题的种类多种多样，其来源也 不相同，一般根据学生所学学科与其兴趣确定。问题解决过程中可以采取多种方 式，如竞争、合作、辩论等。问题解决过程中，协作者需要借助虚拟图书馆或互 联网查阅资料，为问题解决提供材料与依据。问题解决的最终成果可以是报告、 展示或论文，也可以通过汇报的形式。问题解决是协作学习的一种综合性学习模 式，对于培养学生的各种高级认知活动和问题的解决与处理能力具有明显的作用。 5 伙伴。指协作者之间为了完成某项学习任务而结成的伙伴关系。伙伴之间 l o 山东师范大学颂17 学位论文 可以对共同关心的问题展丌讨论与协商，并从对方那罩获得问题解决的思路与灵 感。学习伙伴之间的关系 般比较融洽，但也可能会为某个问题的解决产生争论， 并在争论中达成共识，进u 而促进问题解决。协作学习伙伴可以是学生，也j 以由 计算机充当。由计算机充当的学习伙伴需要人t 智能的支持，即根据一定的策略， 由计算机模拟的学习伙伴对学习者的学习状态进行判断，对学习者提出问题或为 问题提供答案。智能化程度高的协作学习系统可以具有多种不同类型的虚拟学习 伙伴，学习者可以自由选择或由计算机根据学习者的特征动态确定学习伙伴。 6 设计。它是基于学习者综合能力培养和面向过程的协作学习模式。由辅导 教师给定设计主题，该主题强调学习者对相关知识的运用能力，如问题解决过程 设计、科学实验设计、基于知识的创新设计等。在设计主题的解决过程中，学习 者充分运用已掌握知识，相互之间进行分工、协作，共同完成设计主题。这要求 辅导教师及时发现并总结学习者的新思想和新思路，以利于提高全体学生对知识 的综合运用能力。 7 角色扮演。该种模式是让不同学生分别扮演指导者和学习者的角色，由学 习者解答问题，指导者对学习者的解答进行判别和分析。如果学习者在解答问题 过程中遇到困难，则由指导者帮助学习者解决。在学习过程中，他们所扮演的角 色可以互相转换。通过角色扮演，学习者对问题的理解将会有新的体会。角色扮 演的成功将会增加学习者的成就感和责任感，并可以激发学习者掌握知识的兴趣 与积极性。 协作学习策略与模式已成为跨越各个年级、课程内容和学习层次的主要学习 方式。在这种方式下，学生感受到同学之间不再是竞争的对手，而是促进学习的 帮助者。协作学习使得学生的学习活动更加生动、活泼和丰富多彩。 第二节协作学习与网络学习的发展现状 、网络学习的发展现状 以i n t e r n e t 为标志的新的信息技术革命，正在迅速改变着人们的工作方式、 学习方式和生活方式，世界各国对中小学网上教育都非常重视。在美国，克林顿 政府宣称在这个i n t e r n e t 最为发达的国家，要把教育广泛架构在i n t e r n e t 上， 无论是政府教育部门，还是研究机构及各级学校，都要通过一个完全独立于现存 山系师扎大学硕 j 学位论义 n e t 的另一个巨大网络联结起来，要将其教育的终端口连接到每一个家庭、 每所学校，甚至每 问教室，以形成广泛的胁作式学习和资源共享，使全体美 国斟民在未来享受i n l e f n e t 带来的全新的学习埘、境；英国实旌了“j 9 9 8m 上教育 钎。的汁划；新加坡爰求到2 0 0 2 年每个学校内所有教室及其他学习场所均连通网 络，以获得学习材料和资源，所肯教师及小学四年级以卜的学，l 均要拥有电子邮 件帐号；f b 】1 9 9 8 年瑞典国会通过了政府提交的学习的工具全国中小学实施 信息通讯技术计划，提出要加速全国校园网的建设，倡导建立欧洲中小学校园网， 为每个学校建立自己的电子信箱政府耍在今后3 年内为该计划拨款1 5 亿克朗， 同时带动地方政府为此项目进行投资和管理，成立全国中小学信息通讯技术指导 委员会，负责各校教育信息化项目的审核、评估：臼本政府于1 9 9 9 年1 2 月制定 了“教育信息化实施计划”。f 9 f 中国的网络教育起步较晚，直到9 0 年代中期，中国才开展网络教育。1 9 9 6 年 拟订了个关于1 0 0 0 所学校教育手段现代化试点项月的五年计划，至1 9 9 8 年底 已有近半数学校实现联网，每校平均装备计算机百余台，大多包括多媒体教室、 电脑教学机房、电子阅览室等建设内容。在经济发达地区，还有许多学校从多种 不同渠道获得资助，自发地提前进入教育信息化行列。1 9 9 7 年，第一个面向中小 学的教育网站l0 1 教育网站诈式开通，随后中小学教育网站如雨后春笋般的涌 现出来。2 0 0 0 年教育部在关于加快中小学信息技术课程建设的指导意见中提 出，要在i o 年时间里全面、逐步普及信息技术必修课：2 0 0 0 年1 0 月2 6 日，教育 部决定从2 0 0 1 年起利用5 到1 0 年时间在全国中小学基本普及信息技术教育，全 面实施“校校通”工程，以信息化带动教育的现代化，实现教育的跨越式发展。l l o 随着教育部“信息技术课程建设”和“校校通”工程的进步普及，各校、 各地区都在加快教育信息化的进程，目前，校园网络迅速发展，越来越多的中小 学校具备了网络环境。据统计，目前我国教育与科研互联网已连接起5 0 0 多所高 等院校，并在快速地向有条件的大、中、小学延伸。全国已有近2 0 0 所中小学网 校，近3 0 0 0 所中小学组建了校园网，上万所学校组建了网络化教室。因此，我国 已经建立了网络教育的基础平台，基本具备了利用网络的方式进行学习的条件。1 作为开拓在线教育市场的行家，乔纳森d 利维预测：“中国网络学习市场在今 后几年将有急剧性增长，现在是中国网络学习市场跨越式发展的契机”，中国有机 1 2 山东师范大学坝i 。学位论文 会成为网络学习世界领先国家。1 1 2 i 然而，我们也看到，有不少学校花了大最人力、财力建起了校吲闭路电视系 统、多媒体网络教室、l o o m 甚节j 0 0 0 m 校园网，仍大部分教师还是运用传统的教 学方法，不习惯或不会运用网络信息技术，很多教师只在有人参观或上公丌课时 使用网络，平时很少运用嘲络化的技术环境改革传统教学、构建新型教学模式。 这是对学校网络信息资源的极大浪费，也是对构建适应未来社会学习模式的延误。 学生方面，随着网络技术的发展，在掌握了基本的计算机和网络知识的基础上， 学生已经在很大程度上意识刽网络是学习的工具，初步具备了将网络应用于学科 学习的能力。绝大多数学生有利用网络帮助学习物理的意愿，但是经常利用网络学 习物理的只有少数。 二、协作学习的发展现状 协作学习2 0 世纪7 0 年代兴起于美国，7 0 年代中期和8 0 年代取得实质性进展， 后来在些发达国家得到广泛应用。9 0 年代我国引进了协作学习，在江苏、浙江、 山东等地纷纷开展了协作学习的实验。 1 - 国外协作学习发展现状 目前，国外对协作学习的研究比较多。无论从理论上还是从实践上都取得了 一定的成果。加拿大萨斯喀彻温省大学计算机科学系的k u m a r 对本国的协作学习 作了全面的调查研究，对国外的协作学习作了全面介绍。他在作了大量文献综述 的基础上，提出了协作学习的六个维度，分别是：协作交互作用的控制、协作学 习的任务、协作学习环境的设计、协作学习环境的角色、协作的范围和支持协作 的教学方法。( i3 j 这六个维度对解释协作学习和开发协作学习系统具有一定的指导 意义。如今，国外也有一些令人瞩目的协作学习系统的研制和开发。但协作学习 在班级课堂学习中应用的相对较少。 2 国内协作学习发展现状 目前，我国在协作学习方面的研究也有了一些进展，主要的代表人物是北京 师范大学的黄荣怀教授，他对协作学习做了较为系统的研究。主要研究的内容有： 协作学习的理论方法、协作学习的组态研究、协作学习的系统模型、协作学习的 动机因素和协作学习在现代教育技术培训中的应用等，这些研究对我国协作学习 的发展做出了很大的贡献；【“1 还有李克东教授在协作学习的教学设计方面也做了 山东帅范大学硕f j 学位论文 一些研究；其他人也 乍了一些针对协作学习在各个领域的应用研究，丽对协作学 习理论本身的研究相对较少。从上面的分析”，以看出，我国在协作学习领域研究 的深度还不够，总体而占处在文献引入到应用研究的过渡阶段。能找到的幽内协 作学爿文献资料火多部雷同，有新意和独到见解的比较少。 协作学习作为一种比较新的学习方式，对我国的素质教育的推行具有十分重 要的意义。但鉴于以上对协作学习的现状分析，我们认识到，国内对协作学习的 研究无论在理论上还是实践上都还远远不够。因此对协作学习进行进步深入地 研究是十分必要的。 第三节论文研究的内容和意义 一、开展网络协作学习研究的必要性 从上一节网络学习的现状可以看出，我国许多中学都已经具备了开展网络学 习的硬件条件，学生也大都有进行网络学习的意愿。但是由于技术、社会、人们 意识等各种因素的影响，目前还存在着一些问题。网络虽然能提供给人们系统、 全面、详细、及时且能随意检索、交互使用、下载、打印的学习资料，但由于受 网络支持系统、学习资源库、人才缺乏等因素的制约，网络学习在各级各类学校 中并没有普遍丌展起来，从而造成了硬件资源的极大浪费，同时制约着网络教育 事业和教育信息化的发展。学校教育信息化的目的就是要应用，而且要充分地应 用，教育信息化的巨额投入才能显示出价值。现代教育设备闲置不用是巨大的浪 费，不充分应用也是浪费。 目前有关网络学习的研究比较零散、杂乱，人们对“网络”、“校园网”、“网 络学习”等概念认识模糊，反映到实践中就存在诸多的偏见和误解。网络学习模 式形形色色，存在着诸如发现学习、探索学习、研究性学习、个别化学习、合作 学习、协作学习、基于资源的学习、基于问题的学习、基于项目的学习等多种多 样的学习模式，【1 5 】使教育者和学习者无所适从。哪些学习模式能够体现网络学习 的本质并在实践中能够有效推行? 如何将网络应用于中学学科教学之中? 这些问 题亟待解决。 当今物理科学迅猛发展，个又一个物理科学研究成果问世，我们不得不承 认作为基础教育的中学物理学科，越来越显示它独特的魅力。但是如果我们再不 山东师范 学顺l 学位论文 抓紧时间转变学习方式，就会落后，赶不上教育发展和社会发展的潮流。因此 嘲络应用于中学物理学习迫在眉睫。在本文中作者选择了协作学习这种网络学习 模式，在借鉴前人理论研究的基础上，力图结合中学物理课程柬对网络狲作学习 这一模式开展研究，以使网络学习从理想演变为现实行动。 州络学习这种新的学习环境对传统的教学方式提出了很多的挑战，由丁二其自 身特点t 传统的c a i 技术和单机智能教学系统已经不能满足需要，我们对网络协 作学习系统进行研究很有必要。现有的教学系统多存在智能性、个性化欠缺，教 学模式单一的缺点。如何搭建一个方便实用的系统平台，为学习者提供一个良好 的协作学习环境，提高学习质量，是关系着协作学习能否在网络环境下顺利有效 开展的重要前提。 二、论文内容的安排 本研究从网络学习与协作学习的基本理论出发，以中学物理为切入点，对基 于网络环境下的协作学习与中学学科课程进行了整合研究，探讨了其理论基础， 提出了中学物理网络协作