江苏省╲〞十五╲〞现代教育技术研究招标课题.doc

江苏省“十五”现代教育技术研究招标课题基于信息技术的高中物理探究性学习模式的研究研究报告徐杰 江苏省镇江中学一、引言素质教育的基本要义是面向全体学生，促进学生的全面发展。学生是学习的主体，是学习的主人。旨在提高课堂教学质量、推进素质教育的“主动参与式”或“主体参与型”课堂教学模式的构建研究层出不穷，且渐趋成熟。当今世界是一个信息化的社会，以通信和计算机技术为基础，以信息处理为核心的信息技术为课堂教学改革的深化注入了新的活力，提供了良好的物质基础。综观国内研究现状，我们发现：应用信息技术促进素质教育的研究虽屡见不鲜，但将信息技术应用于培养学生的探究技能、发展学生的探究能力从而将信息技术与学科教学加以系统整合的研究似乎并不多见，因而以网络化和多媒体化为发展趋势的现代教育信息技术在学科教学中的应用研究已经成为具有鲜明时代特征的教学改革前沿性课题。我校始建于1892年（清光绪十八年），迄今已有113年悠久办学历史，积淀了丰厚的文化底蕴，并形成了电化教育的特色。1996年被省电教馆确定为“江苏省电化教育试点学校”，1997年被评为“江苏省电化教育先进集体”，1999年被评为“江苏省中小学计算机多媒体室基地”，1998年被国家教育部评为首批“全国现代教育技术实验学校”，2001年被评为“全国中小学现代教育技术实验学校成果突出单位”。早在1996年5月，我校就完成了一个江苏省教育科学规划立项课题电化教学促进学生素质提高的研究。此后，我们以现代教育技术为核心，又申报了一个国家级课题运用现代教育技术，提高德育工作质量（中央教科所），目前正在研究之中。由于我校历史悠久，文化底蕴丰厚，电化教育起步早，这为新世纪学科课程与信息技术的整合研究奠定了良好的基础。本课题立足上述基础，围绕物理学科的特点，研究信息技术如何运用于探究性学习，从而提高学生学习物理的兴趣和效率。二、课题概况1研究目的本课题研究的目的在于探求信息技术与高中物理教学系统相互作用的要素，研究信息技术在高中物理探究性学习中的应用规律、原则和方法，构建基于信息技术的高中物理教学的新型模式，以达到教学过程的最优化，进一步提高学生自主学习的能力和素质，提高高中物理教学质量，培养适应新世纪需要的人才。2研究意义本研究将要探寻的信息技术与以探究性学习为主要学习方式的高中物理教学系统相互作用的要素和规律、应用原则和应用方法，必将丰富以现代教育技术为基础的学科教学改革的内涵，推进素质教育和创新教育的理论研究，因而具有较为重要的理论意义。本课题研究出的高中物理探究性学习模式将具有较强的可操作性，为学科教学建立新型的学习方式从而进一步提高学科教学质量提供参考，故本研究具有较强的实践意义。三、理论架构1相关概念界定（1）信息技术信息技术（1nformation techno1ogy）是国际上流行的说法，各国在具体表达上也有一定差别，如：在英国基础教育中称为信息和通信技术（Information and communication Technology）简称ICT，而在法国则简称为TIC（Technology of Information and communication）。信息技术是用来对各种形式的信息（如数据、语音、视频等）进行管理和传输的硬件基础设施、软件和服务，它以计算机技术、微电子技术、通信技术等为主干，结合集成了电路技术、光盘技术、机器人技术等。这些技术或技术集成可以对数量巨大、不同格式、分布存储的各种信息进行获取、存储、处理、展示、传递和应用等。信息技术的一般定义为：应用信息科学的原理和方法对信息进行获取、处理和应用的技术，它覆盖微电子技术、计算机技术、通信技术和传感技术而成为一门综合技术。显而易见，对于基础教育而言，信息技术所应该突出的是：获取、处理和应用信息的能力。（2）信息技术与课程整合教育部在基础教育课程改革纲要（试行）中提出：“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。”信息技术与课程整合（Integrating Information Technology into Curriculum）指在已有课程的学习活动这结合使用信息技术，以便更好地完成课程目标、培养创新精神和锻炼实践能力，它是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教学方式。信息技术与课程整合强调信息技术应服务于课程，应用于教育。其本质和内涵是要求在先进的教育思想、理论的指导下，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，并将这些工具全面运用到学科教学过程中，使各种教学资源、各种教学要素和教学环节，经过组合、重构、相互融合，在整体优化的基础谁产生聚集效应，从而达到促进传统教学方式的根本转变，培养学生创新精神和实践能力的目的。（3）探究性学习对于探究式学习的概念，目前引用较多的是美国国家科学教育标准中的定义：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获得的事实证据作出解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。” 探究式学习是指学生围绕一定的问题、文本或材料，在教师指导帮助和支持下，运用科学探究的方法自主寻找或自主构建答案、意义、理解或信息的活动和过程。探究式教学目的在于培养学生的创新精神和实践能力，因而知识与能力的获得主要不是依靠教师进行强制性灌输与培养，而是在教师的指导下由学生主动探索、主动思考、亲身体验出来的。探究式教学实质上是将科学领域的探究引人课堂，使学生通过类似科学家的探究过程（即学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动，包括观察、测量、制作、提出假设、进行实验、提出模型和交流），理解科学概念和科学探究的本质，并培养科学探究能力的一种特殊的教学方法。与以灌输、记诵、被动接受为特征的传统教学模式相比，探究式教学在教师现、学生观、学习现和评价观上均体现了独特的见解和主张，具有新颖而丰富的内涵。探究式教学使学生由被动接受知识变为主动去获取知识，培养学生的观察能力、动手能力和创新能力，让学生学会发现问题，解决问题。在解决问题的过程中培养学生学习的兴趣，全面提高学生分析问题、解决问题的能力。（4）教学模式美国乔以斯（B.Joyce）和威尔（M.Weil）在1972年出版的“Models of Teaching”(教学模式)一书中把教学模式定义为“一种可以用来设置课程、设计教学材料、指导课堂或其它场合教学的计划或范型”。按照这种定义，教学模式的内涵是指导课堂教学或是其它场合教学的一种计划或范型(即有一定代表性、能起示范作用的教学方法与教学程式)。目前一般认为教学模式，是在一定教学思想、教育理论的指导下，教学活动诸要素依据一定教学目标、教学内容及学生认知特点，所形成的一种稳定而又简约化的教学结构。也就是按照什么样的教育思想、理论来组织教学活动进程，它是教育思想、教学理论、学习理论的集中体现。传统接受式教学模式，以教师为中心，由教师通过讲授、板书及教学媒体的辅助，把教学内容传递给学生或者灌输给学生。教师是整个教学过程的主宰，学生则处于被动接受老师灌输知识的地位。在这样一种结构下，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，媒体是辅助老师向学生灌输的工具，教材则是灌输的内容。而基于Internet的教育网络基础上的现代信息技术与高中物理学科教学加以整合发展起来的高中物理自主探究式教学模式，强调学生获取知识的过程，使学生从被动接受知识的地位向主动探求知识的地位转化，在探究规律的过程中培养获取和处理信息的基本科学方法和思维模式。其目的不仅仅是验证科学规律，培养实验技能，更重要的是使学生在学习过程中逐步形成科学探究能力。2理论基础（1）建构主义学习理论建构主义学习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。建构主义的教学理论则要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构知识意义的帮助者、促进者，课堂教学的组织者、指导者；要求教师应在教学过程中采用全新的教育思想与教学结构、全新的教学方法和全新的教学设计，彻底摒弃以教师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教育思想与教学结构。建构主义“学习环境”理论认为：学习者的知识是在一定情境下，借助于他人的帮助，如人与人之间的协作、交流、利用必要的信息等等，通过意义的建构而获得的。理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。情境：学习环境中的情境必须有利于学习者对所学内容的意义建构。在教学设计中，创设有利于学习者建构意义的情境是最重要的环节或方面。协作：应该贯穿于整个学习活动过程中。教师与学生之间，学生与学生之间的协作，对学习资料的收集与分析、假设的提出与验证、学习进程的自我反馈和学习结果的评价以及意义的最终建构都有十分重要的作用。交流：是协作过程中最基本的方式或环节。比如学习小组成员之间必须通过交流来商讨如何完成规定的学习任务达到意义建构的目标，怎样更多的获得教师或他人的指导和帮助等等。其实，协作学习的过程就是交流的过程，在这个过程中，每个学习者的想法都为整个学习群体所共享。交流对于推进每个学习者的学习进程，是至关重要的手段。意义建构：是教学过程的最终目标。其建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习的内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系达到较深刻的理解。（2）信息技术应用理论资源的海量化：知识爆炸这个词语只有在网络上才有最切身的体会。形式的多样化：多媒体电脑的信息呈现方式是多种多样的文本、图片、音频、视频等等。活动的交互性：人与人的互动、人与机器的互动，而且这种互动跨越了时间、空间的限制。学习的主动性：以上特性决定了信息化的学习必然由学习主体进行自主选择、探究。（3）探究式学习理论探究式教学符合学生的心理特点，可以满足学生的发现、研究、探索心理需求，能够激发学生学习的兴趣和求知欲。探究式教学符合学生的认知特点，学生对客观现实的认识来自于对外界尝试探索性的活动，而教学中学生用自己的方式探究新知，对他们来说是最好的方法，教师在学生的探究过程中给予适当点拨、引导则符合学生的认知特点和规律。探究式教学符合成就动机理论，能激发学生学习动机，使学生体验到成就的满功感。学生在课堂上能够不断地发现问题，并积极地解决问题，通过对问题的解决获得成功感、满足感，进而产生探究新问题、解决新问题的欲望。探究式教学符合现代教学论，利于学生的主体性发展。学生只有在努力探索新知，解决问题的过程中才能充分发挥其学习的自主性、主动性、创造性，有利于学生的创新意识和实践能力的培养。四、研究过程1本课题研究的主要内容（1）高中物理实施探究性学习的可行性论证和实施意义研究； （2）信息技术与高中物理教学系统相互作用的要素及其整合研究； （3）以视听教育理论、学习理论、传播理论和系统科学理论为基础的信息技术与高中物理教学系统作用的规律、原则以及作用效果最优化的方法研究； （4）基于信息技术的高中物理概念、规律教学、实验教学、习题教学以及课外研究性学习等探究性学习模式的构建研究； （5）建立反馈机制，通过理论研究和实证研究，优化所构建的各类探究性学习模式。 本课题研究的重点是： 研究以信息技术为载体，在高中物理教学中实施探究性学习的规律、原则和方法，即主要解决如何应用信息技术让学生通过探究性学习获得基本知识、培养探究的技能、体验探究的方法、发展探究的能力；培养学生形成良好的科学态度、科学精神与价值观；加深对科学本质以及科学、技术与社会的理解，树立对自然和社会的高度责任感及对社会的可持续发展的认识等等。 本课题研究的难点是：一是多媒体课件与网络有效资源（即信息源）的开发与利用；二是多媒体教学、网络教学与课时计划的冲突处理；三是探究性学习模式的构建及建模的科学性与合理性研究。2本课题研究的主要方法以行动研究法为主要方法，辅以经验总结法、观察法、调查法和比较研究法。3本课题的研究假设（1）实验假设如果充分发挥物理教师开展教育科研的积极性和主观能动性，使其树立现代教育观念，灵活地运用现代信息技术整合于物理教学，就能够创造出高效的教育教学模式，全面优化教学过程，促进教学质量的提升。同时，能够加速物理教师队伍的建设，并能促进学生的发展。 （2）实验设计被试的选择原则上此项实验在全校三个年级展开，因此，全体学生都是此项实验的被试。根据具体情况调整只把部分学生作为被试。自变量及其操作本实验的自变量有三个：i教育教学思想的先进性：组织全体物理教师定期学习、阅读教育教学和信息技术理论书籍，通过学习和交流研讨，树立现代教育观念，掌握基本的现代教育理论；用现代教育理论指导教育教学，并把现代教育观念与理论转化为教师的教育教学行为。ii信息技术应用的合理性：在遵循高中物理教学中实施探究性学习的规律、原则的基础上，提高校园网的使用率以及在课堂教学中应用现代信息技术的科学性与艺术性。iii探究课题选择的科学性：并不是所有的物理课题都适合学生进行科学探究，也不是所有的物理课题都适合应用信息技术，应当精选适合的课题，进行科学的设计。因变量及其观测本实验的因变量有三个：i教师素质。主要观测课堂教学过程所体现的业务能力和科研成果；ii学生素质。主要观测学业成绩即教学质量和素质的全面性。iii课堂教学效率。或者缩短课堂教学时间，或者在同样时间内完成更多的教学任务。无关变量及其控制本实验的无关变量，主要是教育教学时间和学生的作业量。控制办法是不允许个别班级加班加点上课和增加学生的作业量。（3）实验前测问卷调查部分结果分析在实验研究开展前，我们编了一套关于“信息技术与物理学科课程整合”的学生问卷调查，选择了高一138人和高二82人进行调查，现将部分调查结果分析如下。 学生课后学习物理的方式极为单一（图表一）无论高一还是高二学生，绝大部分以“A.看看课本，做作业”为课后学习物理的方式，而“B.做一些小实验、小制作”或“C上网搜索有关知识”则相当少。 图表一老师组织科学探究活动的频度很低（图表二），网络课很少开设（图表三）无论高一还是高二学生，有近一半的学生认为老师偶尔组织科学探究活动，说明科学探究的教学理念和实际操作，在一线老师中非常缺乏。进入高中以来，给学生留下印象最深刻的物理课是多媒体辅助教学课，这是符合现状的，但网络课的开设太少，如图表三所示，选“A. 网络课”的高一学生是26人，高二学生是8人，这个比例是非常低的。 图表二 图表三 大部分学生的信息素养普遍较高（图表四）只有17%的高一学生和17.1%的高二学生不能或没试过在网络上与人交流的形式，说明大部分学生对网络交流、阅读方式并不陌生，具备一定的信息素养，可以为教学奠定良好的基础。而学生提高计算机应用能力的途径（图表五），选择“B.玩电脑慢慢积累”和“C.课后自学”的高一学生占总数的81%，高二学生占84%，计算机课程对他们的帮助作用，分别只有43.5%的高一学生和29.3%的高二学生认可，由此可见，当前的信息技术课在对学生信息素养的提升方面并没有得到绝大多数学生的肯定。 图表四 图表五不少学生对信息技术运用于物理教学的功能持理智态度（图表六）在“你认为信息技术运用于物理教学对教学目标的达成、对学生的兴趣的激发、对突破重点难点知识、对充实课堂学习资源、提高学生参与教学的程度、对培养学生的自主探究能力以及对提高学习效果方面”的问题选择中，比例最高的不是“A.很有帮助”而是“B.比较有帮助”，如图所示。这一方面说明学生比较理性，另一方面也反映出学生对信息技术整合于物理教学的体验不足和无法果断下结论的心态 图表六五、研究结果1信息技术与高中物理教学系统相互作用的要素及分析（1）文本要素物理学基本概念和基本规律的教学应当最能体现物理课堂教学的本质要义.普通高中物理课程标准在课程目标中强调，要让学生“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律”，“通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用”，“参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题”，“具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力”等。物理新课程的教学，要求学生自己发现问题，提出猜想，并通过小组合作制定探究计划，验证、得出结论，关键在于物理教师要真正确立新课程的教学理念，认真选择“对于学科来说具有核心和基础地位的那些概念和规律性知识”，精心设计科学探究教学活动，通过教学方式的根本转变来实现物理课程的目标和价值。因此，此处的文本要素实质上是指即适合探究式教学、又可以合理运用信息技术作为学习载体的那些基础性的核心物理概念和规律，并非所有的物理概念和规律都能用基于信息技术的探究式教学模式。（2）环境要素网络教育的实质和真谛在于实现人文交互环境下的个性化自主学习，人文交互环境是指能提供课堂教学师生实时互动、沟通、交流的教学环境。避免教学中长期人机互动而缺乏情感交流的弊端。个性化自主学习即富有个性持点的自我控制性学习。“个性化”即个人在学习中表现出与他人不同的优势特色，如在学习目标、学习内容、学习方式、学习手段、学习风格、学习策略等方面充分体现个人的特色和特长。“自主”即做学习的主人，主动积极地学习，充分体现学习的自我控制性。（3）技术要素信息技术作为技术工具中介可以全面支持学习者与学习环境的信息资源和学习共同体的互动，主要可以发挥以下功能。对学习的管理监控（Management）。信息技术可以支持对学习活动的规划设计，收集和保留关于学习者学习情况的信息，为学习者提供有效的测评、反馈和建议，并在必要时进行有针对性的干预和控制。 在新的学习环境中，基于计算机的各种工具可以为学习的监控提供有力的支持，包括学习管理系统、电子学档、计算机辅助测验、适应性学习系统等等，新型的计算机化的学习环境更多强调通过提供关于学习状况的信息和学习建议来促进学习者对学习过程的自我设计、自我监视和自我调节。提供丰富的内容资源。信息技术作为媒体可以承载和传输各种内容资源，包括课件、叫嚣资源库、教学素材库、电子教材、电子书刊、数字图书馆、数字博物馆、虚拟科技馆等。这些资源即包括结构化程度较高的课件，也包括各种开放的素材资源，内容非常广泛。提供信息处理工具（Computation tools）。计算机等信息技术可以提供计算工具、写作工具、绘画工具，还可以加工信息，如计算机控制、计算机辅助实验、多媒体与网页制作等。作为共同体互动工具（Community tools）。计算机媒介沟通（Computer-Mediated Communication，简称CMC）工具可以有效地支持人际互动，扩展参与沟通的成员的范围，扩展理解和思想的广度，促进学生和同伴、教师、专家等人士的跨越时空的沟通交流。CMC既可以支持同步交互（如网上聊天室、视频会议等），让学生能够与身处远方的学生、教师和专家实时交流，同时也可以支持异步交互（如e-mail、BBS等）。（4）情感要素信息技术教学环境为学生提供了宽松、快捷、自主和开放的学习空间，因而具有传统教学无法比拟的优势，但它也缺少传统教学中学生间、师生间的情感交流氛围，主要表现为资源中的情感不足、交往中的情感不足，所以，信息技术教学环境中由于师生面对面的交流活动减少，知识与情感处于一种失衡状态。为此，在设计网络教学资源时，要注意文本的整体布局、颜色的协调运用、动画的使用以及录象资料的制作等。在教学中，要把传统教学与网络教学的优势结合起来，即可以发挥教师的引导、启发、监控的主导作用，又可以调动学生学习的积极性、主动性和创造性，从而弥补交往中的情感不足。（5）权力要素知识的建构性本质与特征，要求教师把质疑与批判知识、鉴别与选择知识、探究与建构知识的权力还给学生。教师没有权力强行灌输知识，没有权力要求不经过批判性反思就直接听信所学知识，没有权力禁止学生对所学知识的质疑、挑战和个人解读，没有权力阻止学生在开放的环境中，通过比较、鉴赏、批判、选择以及自己的探究建构真正属于自己的知识（包括个人假设、独特见解等），没有权力剥夺学生运用大脑去自主地探究、鉴别和认识世界，作出自己独特判断的机会与权力。教师只有把学生真正培养成具有主体性和文化批判能力的人，把学生视为质疑与批判的主体，让他自己经受辨别与选择的锻炼，给他自主探究与自主建构的机会，才能真正培养起一个信息社会中在知识问题上具有独立能力的人。 2信息技术与高中物理教学系统作用的规律及分析以计算机为核心的信息技术，其超文本技术突破了传统教学内容的学科逻辑结构，便于学生自主搜寻、检索、分析、组合与探究，为知识的获取和保存提供了极大的便利；网络技术极大地丰富了科学信息资源，课程资源更开放、与实际问题及现代科技发展联系更密切；多媒体技术优化了科学知识的呈现方式，能满足学习者视觉、听觉等多种感官的需要，最大限度地调动学生非智力因素和感知活动；信息技术所具有的高度交互性，更便于学生自主学习、交流合作，能适合学生个性发展的需要、形成民主和谐的师生关系。（1）多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和充分体现学习主体作用多媒体计算机具有图文并茂、丰富多彩的人机交互方式，可以立即反馈，能有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，从而形成学习动机。这种交互性还有利于发挥学生的主体作用，在多媒体计算机这样的交互式学习环境中，学生可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择所要学习的内容和适合自己水平的练习。（2）多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持多媒体计算机提供的外部刺激是多种感官的综合刺激，这对于知识的获取和保持，都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉通过大量的实验证实：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，还有3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉。人们一般能记住自己阅读内容的10%，自己听到内容的20%，自己看到内容的30%，自己听到和看到内容的50%，在交流过程中自己所说内容的70%。多媒体技术既能看得见，又能听得见，还能用手操作。这样通过多种感官的刺激所获取的信息量，比单一地听老师讲课强得多。获取大量的信息就可以掌握更多的知识，多媒体计算机应用于教学过程不仅非常有利于知识的获取，而且非常有利于知识的保持。（3）多媒体系统的超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理超文本(Hypertext)是按照人脑的联想思维方式，用网状结构非线性地组织管理信息的一种先进技术。如果所管理的信息不仅是文字，而且还包含图形、动画、图像、声音、视频等其他媒体信息，那就成为一个超媒体系统。目前的几乎所有多媒体系统都是采用超文本方式对信息进行组织与管理。认知心理学的研究表明，人类思维具有联想特征。人在阅读或思考问题过程中经常由于联想从一个概念或主题转移到另一个相关的概念或主题。所以按超文本的非线性、网状结构组织管理信息和按传统文本的线性、顺序结构组织管理信息相比较，前者更符合人类的思维特点和阅读习惯。超文本之所以具有上述优越性是由其结构特征决定的，超文本的基本结构由节点(node)和链(link)组成。节点用于存储各种信息，节点内容可以是文本、语音、图形、动画、图像或一段活动影像，节点大小可以是一个窗口也可以是一帧或若干帧所包含的数据；链则用来表示各节点(即各种信息)之间的关联。节点和链均有多种不同的类型因而形成各种不同的多媒体系统。利用多媒体的超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理，例如：可按教学目标的要求，把包含不同媒体信息的各种教学内容组成一个有机的整体。可按教学内容的要求，把包含不同教学特征的各种教学资料组成一个有机的整体。可按学生的知识基础与水平把相关学科的预备知识及开阔视野所需要的扩展知识组成有机的整体。（4）计算机网络特性有利于实现协作式学习从而能培养合作精神并促进高级认知能力发展所谓协作式教学策略，要求为多个学习者提供对同一问题用多种不同观点进行观察比较和分析综合的机会，以便集思广益。这不仅对问题的深化理解和知识的掌握运用大有裨益，而且对高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好人际关系的形成也有明显的促进作用，目前在基于Internet的教育网络中，常用的协作式教学策略有竞争、协同、伙伴和角色扮演等多种不同形式。（5） 超文本特性与网络特性的结合有利于实现发现式学习从而能培养创新精神和促进信息能力发展创新能力和信息能力（包括获取、分析、加工与利用信息的能力）是信息社会人材必需具备的两种重要的能力素质。这两种能力素质的培养需要特定的、有较高要求的教学环境的支持，多媒体的超文本特性与网络特性的结合，正好可以为这两种能力素质的培养营造最理想的环境。因特网（Internet）是世界上最大的知识库、资源库，它拥有最丰富的信息资源，而且这些知识库和资源库都是按照符合人类联想思维特点的超文本结构组织起来的，因而特别适合于学生进行“自主发现、自主探索”式学习，这样就为学生批判性思维、创造性思维的发展和创新能力的孕育提供了肥沃的土壤。与此同时，学生对所获取的大量信息进行分析、评价、优选和进一步的加工，然后再根据自身的需要加以充分的利用，学生必将得到关于信息能力方面的最好的学习与锻炼，从而能较快地成长为既有高度创新精神、又有很强信息能力的符合21世纪需求的新型人材。 3信息技术与高中物理探究性教学方式整合的原则及分析（1）主体性原则探究式教学的理论依据之一是能够发展学生自主思考、自主创新的能力，因此充分发挥学生的主体性是探究活动进行的前提。学生的主体性原则要求在进行教学设计时，要充分考虑如何激发学生对问题情境或探究内容的兴趣和探究动机，要保证整个探究过程对学生的开放性，给学生提供自主探究、自主创造的机会和时空。（2）多样性原则多样性原则是指探究形式的多样性，可以是完整的探究，也可以是部分的探究，可以是定向的探究，也可以是自由探究。完整的探究是指学生亲历探究过程的各个要素，反映科学探究的各个特征。部分的探究是指学生参与的探究的部分环节，只是完整探究中的某一小问题的研究，有的只涉及问题的提出，有的只是建立科学的假设，有的只是设计实验方案等。定向探究是在教师提供大量的指导和帮助下完成的，而自由探究则主要是学生自主完成探究的各个环节，教师适当引导。 （3）适应性原则适应性原则是指探究的难度、方式等必须适应学生的认知发展水平，包括学生的身心发展水平和现有的知识、经验和技能。一个有难度但又让人能品尝成功的问题，既能激发学生的求知欲望，又能引出一系列问题，同时能激发学生的探究兴趣，发展其探究能力。（4）开放性原则开放性原则是指教学过程的开放性，教学内容不仅仅局限于教材，要想生产、生活开放，向自然开放，向物理前沿开放。教学要注重资源的开发和利用，从单一性向综合性发展。解决问题应启迪学生充分思考，鼓励学生勇于突破常规思维，寻求更新的解决问题的方案，培养学生灵活的思维方式和求实的科学态度。 4信息技术与高中物理探究性教学方式整合的方法及分析信息技术与课程整合的关键是如何有效应用信息技术的优势来更好地达到课程学习的目标，培养学生的信息素养、创新精神与实践能力，因此，要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和构建知识的认知工具。（1）信息技术作为演示工具这是信息技术用于学科教学的最初表现形式，主要是用来模拟情境。教师可以使用现成的计算机辅助教学软件或多媒体素材库，选择其中合适的部分用在自己的讲解中；也可以利用Powerpoint或者一些多媒体制作工具，综合利用各种教学素材，编写自己的演示文稿或多媒体课件，形象地演示其中某些难以理解的内容，或用图表、动画等展示动态的变化过程。另外，教师也可以利用模拟软件或者计算机外接传感器来演示某些实验现象，帮助学生理解所学的知识。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，实现了它们无法实现的教育功能。 （2）信息技术作为交流工具是指将信息技术以辅助教学交流的方式引入教学，主要完成师生之间情感与信息交流的作用。如简单的BBS、聊天室等工具即可。（3）信息技术提供资源环境用信息技术提供资源环境就是要突破书本是知识主要来源的限制，用各种相关资源来丰富封闭的、孤立的课堂教学，极大扩充教学知识量，使学生不再只是学习课本上的内容，而能开阔思路。在丰富资源环境下学习，可以培养学生信息能力中获取信息、分析信息的能力，让学生在对大量信息进行筛选的过程中，实现对事物的多层面了解。教师可以在课前将所需的资源整理好，保存在某一特定文件夹下或做成内部网站，让学生访问该文件夹来选择有用信息；也可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关人物等，由学生自己去Internet或资源库中去搜集素材。相比较来说，后者比前者更能培养学生获取信息、分析信息的能力。 （4）作为情境探究和发现学习工具根据一定的课程学习内容，利用多媒体集成工具或网页开发工具将需要呈现的课程学习内容以多媒体、超文本、友好交互等方式进行集成、加工处理转化为数字化学习资源，根据教学的需要，创设一定的情境，并让学习者在这些情境中进行探究、发现，有助于加强学习者对学习内容的理解和学习能力的提高。信息技术能转换物理现象变化的速度，可以转换观察的空间，可以展现思维的过程。通过信息技术来对呈现的物理情境的观察、分析、思考，激发学习兴趣、提高观察和思考能力；通过信息技术对设置的问题情境的思考、探索，利用数字化资源具有多媒体、超文本和友好交互界面的特点，从中学会发现问题、解决问题的能力，培养学生进行知识意义建构的能力；通过信息技术创设的虚拟实验环境，让学生在虚拟实验环境中实际操作、观察现象、读取数据、科学分析，培养科学研究的态度和能力，掌握科学探索的方法与途径。 （5）信息技术作为信息加工与知识构建工具信息技术能打破学科界限，重组知识结构，可以培养学生的信息加工、信息分析能力和思维的流畅表达能力，强调学生在对大量信息进行快速提取的过程中，对信息进行重整、加工和再应用。将信息技术作为知识构建工具可达到对大量知识的内化，在内化的过程中还可以开展通信和交流，提高学生在信息技术环境下的思考、表达和信息交流能力以及对信息的应用能力。 5基于信息技术的高中物理探究性学习模式及分析（1）基于演示的引导探究式教学模式现结合高中物理“电场强度”的概念教学案例，说明此教学模式的操作流程。创设情境，提出探究课题师：电场是物质存在的一种特殊形态，它看不见、摸不着，但客观存在，而且有能量，有动量.那么，我们如何认识它的特性，摸清它的“脾气”？我们能否用一把直尺去测量它？显然是不可以的.我们只有根据它表现出来的性质，敏锐地捕捉点滴信息去了解它.师：电场最基本的性质是什么？这对我们研究问题有何启发？生：电场最基本的性质是对放入其中的电荷有电场力的作用. 所以，研究电场，我们可以在电场中放入电荷.师：对！只有把电荷放入电场中，通过研究电荷的受力情况，才有可能探明电场的属性. 那么，对放入电场中的电荷有没有要求？可不可以随意找一个带电体放入电场？生：电荷的电荷量要充分小，不致影响原来要研究的电场；电荷的体积要充分小，以便于研究电场中各点的情况.师：满足这样要求的电荷叫着试探电荷.显然，试探电荷是一种理想化模型.有了试探电荷，我们就可以研究电场的基本属性.师：电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小一般不同，这说明什么问题？生：这表示各点的电场强弱不同.师：电场中各点的电场强弱与什么因素有关？如何描述电场的强弱？请同学们针对这个主题展开研究，看能得出什么结论.猜想假设，设计探究方案师：同学们可以猜想一下，电场中各点的强弱可能会与哪些因素有关？你们打算设计怎样的方案去研究、解决这个问题？生：各点的电场强弱可能与带电体、与各点位置、与试探电荷有关.学生设计实验方案：用丝线将一个轻小物体悬挂在木架上，做成如图1所示的简单实验装置，让它与带正电的玻璃棒接触带上同种电荷，进行以下实验：保持带正电的玻璃棒与小物体的位置不变，通过控制丝绸与玻璃棒的摩擦，改变玻璃棒的带电量，观察悬线偏角的变化情况.设法保持玻璃棒的带电量不变，改变小物体的带电量，观察悬线偏角的变化情况.改变木架位置，使小物体与带电体的距离改变，观察悬线偏角的变化情况.学生设计理论研究方案：在电荷Q产生的电场中：将同一试探电荷q分别放在不同的位置A、B处（rA rB）（图2），研究其受力等问题；在同一位置P放置电荷量不同的试探电荷（图3），研究其受力等问题；在不同位置A、B处（rA rB）放置电荷量不同的试探电荷（图4），研究其受力等问题； 收集证据，论证探究假设学生通过定性实验得到的初步结论：结论一：仅改变玻璃棒的带电量，小物体受到的电场力大小变化，说明电场的强弱受玻璃棒的带电量的影响.结论二：仅改变小物体的带电量，小物体受到的电场力大小变化，说明电场的强弱可能与小物体的带电量有关.结论三：仅改变小物体的位置，小物体受到的电场力大小变化，说明电场的强弱与距离玻璃棒的远近有关.师：上述定性实验的结论是否都是正确的？我们还必须从理论的层面加以深入研究.学生通过理论研究得到的初步结论：对图2情景，有，因rA FB，说明某点电场的强弱与距离场源电荷的远近有关，实验初步结论是可靠的.对图3情景，有，由此看出，实验初步结论二是有问题的，因为电场力大小变化的直接原因是试探电荷的电量增大，因此，不能说明某点电场的强弱与试探电荷的带电量有关.师：请大家仔细观察、研究这三个式子，从中能找到什么规律？生：，说明在电场中同一点，试探电荷受到的电场力与其电量的比值是一个定值. 而且该定值与位置有关，与场源电荷有关，与试探电荷无关.对图4情景，有虽因rA ，这说明在电场中的不同点放置不同的试探电荷，试探电荷受到的电场力大小关系是多样的，但电场力与电量的比值即单位电荷受到的电场力不仅对同一点是个定值，而且相互之间可以比较.得出结论，交流探究体会师生共同总结：理论和实验探究结果均表明，在电场中的同一点，试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值是恒定的；在电场中的不同点，试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值一般是不同的.这个比值由试探电荷在电场中的位置决定，跟试探电荷无关，因而可以用这个比值来定义反映电场强弱性质的物理量.师：用比值定义一个物理量，用来表示研究对象的某种性质，这种方法我们不是第一次遇见.如果我说，在2005年世界田径锦标赛上，刘翔以13秒08夺得110米栏亚军，而我们班一个男生只跑了10秒，你认为该同学跑得比刘翔快吗？生：无法判断，因为该生运动的位移并不清楚，仅通过比较运动时间是无法比较物体运动快慢的，只有确定相同的位移，再来比时间，才能判断运动的快慢.师：这样我们用单位时间内物体的位移来描述物体运动的快慢，从而引出了速度这一反映物体运动快慢性质的新的物理量.同样，如果直接用电场力的大小表示电场的强弱是行不通的，因为比较的电荷量可能不同，为了能统一比较标准，我们就用单位电荷量的电荷受到的电场力来描述电场的强弱，并且给这个比值一个新的名称，即电场强度，简称场强.师：在整个探究的过程中，同学们都能积极参与，认真思考，勇于实践，体现出追求科学真理的良好精神.反思全过程，大家觉得在设计的探究方案中或在研究的过程中，有哪些问题，有哪些不足？你有何改进意见？你有哪些收获和体会？生甲：定性实验装置太粗糙，很容易漏电，电荷量也不易控制，可以用验电器代替玻璃棒.生乙：我在上课前也做了预习，对电场强度的概念不太理解，只是强行记忆.通过刚才的探究，我对这个概念是怎么得出的有了比较清楚的理解.生丙：今天的实验研究方法和运用数学工具研究的方法是课本上没有的，我觉得学到了很多东西，特别是物理学的研究方法，对我启发特别大.上述学生的讨论，即可以采取口头形式，也可以在BBS上发贴，还可以通过E-mail等形式将心得体会发给教师。（2）基于网络环境的自主探究式教学模式创设情景教师利用现代信息技术创设特定的学习情景。如观察、实验、案例分析、研究图片等，引导学生提出科学的问题。提出课题学生进入学习情景后，通过引导、讨论，教师向学生呈现待探究的学习课题，同时提供解决问题所需的信息资料、实验仪器。自主探究学生设计探究方案，进行学习探究，得出结论。具体包括：根据已有的知识、经验或收集的信息作出比较合理的猜想、假设和探究方案设计；由学生通过网络访问教师放置在校园网网络服务器上的网络资源库。学生带着问题或实验方案通过网络的必要帮助独立进入教师设置的学习环境进行探究；对收集到的信息进行分析、鉴别、处理，得出结论；对得出的结论进行实验验证；对得出的结论作出科学解释。网上协作在自主探究过程中，必要时可通过网络的辅助进行网上合作学习。学生通过网络的辅助，将各自的猜想、假设、实验方案或得出的结论带入网络讨论区进行交流，比较各小组的探究过程和思维结论，从中获取成功的经验和失败的教训，使自己的思维过程更趋合理。课题小结学生对各自的探究过程进行小结，陈述各自的探究结论或实验现象与结论，并对各自的探究过程和结论进行反思、评价；学生对他人的探究过程和结论进行反思、评价，提出建设性的意见和建议；教师对本课的学生小结进行适当的补充、总结和评价，并让学生浏览网页“小结”。网上测试本课小结后，引导学生进入网络智能习题库，完成自我测试，测试结果由计算机网络当即反馈给学生。6对基于网络环境的探究式课堂教学的评价如何评价一堂基于信息技术环境的探究式教学课？通过近几年的课题研究和实践，我们发现，基于信息技术环境的探究式教学要达到预期目标、取得较为理想的效果，在课堂教学评价时应遵循以下几个原则：（1）启发性原则教师利用多媒体和网络技术不断创设引导学生探究的情境，对学生的“脑、手、眼、口、耳”等多种感觉器官进行刺激，帮助学生发现问题、剖析问题和解决问题。（2）主体性原则课堂教学中要突出学生的主体地位。教师通过问题情境的创设，让学生自主探索、思考、发现，让每一位学生实时体验知识的发现和创造过程。（3）开放性原则教学环境开放，教学过程具有动态性，教学内容具有选择性，教学目标具有灵活性；教学时空开放，具有广阔性；教学反馈开放，具有即时性。教师要充分利用多媒体和网络技术创设高、中、低多层次非线性的教学环境，以适应不同层次学生个体差异性的需求。（4）探究性原则教学过程中要让学生充分地自主探究，探究性学习强调学生知识建构的自主性，其实质是强调知识建构过程中学生自主决定的“权力”，只有先把知识自主建构的权力赋予学生，学生才能真正承担起自主建构的责任，其问题意识、创新意识、实践意识、主体意识也才能真正被激发并得到发展，探究能力也才能真正得到培养，从而真正实现学生自己发现规律。（5）发展性原则教学设计以学生发展为本，以促进学生主体性、创新精神、实践能力以及学生素质的全面发展为最终目的。六、研究成果1教师发展物理学科组力量得到加强。我校现有物理教师16人，高级教师6人，其中获得镇江市有突出贡献中青年专家称号1人，获得镇江市学术技术带头人称号1人，被评为江苏省“333工程”培养对象1人，被评为镇江市学科带头人3人，镇江市中青年骨干教师3人，教育硕士毕业1人。课题组长徐杰老师一直从事高中物理教学和教学管理工作，2003年9月任分管教学的副校长，不断追求“学为人师，行为世范”的崇高境界，近几年有十余篇论文在外国中小学教育、电化教育研究、物理教学等全国中文核心期刊和省级期刊上发表。2004年12 月为香港“中华基督教会中学校长访问团”开设公开课向心力 向心加速度，2005年12月为广东省重点中学校长高级研修班学员开设公开课电磁感应的动态分析和能量分析初步，均获较高评价。自2001年9月开展课题研究以来，先后被授予全国师德先进个人、江苏省五一劳动奖章、江苏省青年岗位能手、镇江市劳动模范、镇江市学术技术带头人、镇江市有突出贡献中青年专家、江苏省“333二期工程”首批培养对象、镇江市优秀教育工作者等称号。副校长、市学科带头人张尤嘉老师有4篇论文在东南大学学报等省级刊物上发表，还被评为镇江市首届教育科研先进个人。青年教师丁玉莉获江苏省新课程教学评课二等奖，镇江市青年教师教学基本功竞赛一等奖，李亮老师获二等奖。近三年，全组教师编撰各类高考、教学辅导用书十余部，撰写发表或获奖论文36篇，多媒体课件平抛运动获江苏省一等奖，多媒体课件动量定理获镇江市二等奖，多媒体课件带电粒子在电场中的运动获镇江市三等奖。物理组凝聚力增强。全组教师在校党委和校长室的领导下，团结奋斗，改革创新，无私奉献，工作上合作愉快，生活上关心体贴。物理组曾获得江苏省五一劳动奖状（2003.5）、江苏省优秀教师群体（2001.12）、江苏省模范职工之家（2003.5）及镇江市优秀教研组等荣誉称号，在全市物理教师中具有良好的声誉。作为镇江市物理