计算机辅助小学教学形态的研究

计算机辅助小学教学形态的研究InvestigationintothePatternofCAIinPrimarySchools薛心澄苏州市平江区教育科学研究室TeL:0086-512-7290953，7290903E-mail:论文从区域性开展计算机辅助各科教学的角度，对思想观念、教学特色、教学评价体系乃至各学科的教学模式、内容、手段、方法的改革作了较为全面的阐述，论述了教育观念、教学时空、教学模式与形态、教学信息呈现方式、教学组织形式以及师资队伍建设、硬件建设、服务体系建设的突破，对区域内各所学校提高教学质量和教育效益、提高教师和学生的整体素质，导致整个区域的教育思想、教学理论乃至教育体制的变革产生的深刻影响。Thethesisexpoundsextensively,fromtheangleofcarryingoutCAIregionally,ontheinnovationofinstructionalmode,content,methodandmeansinrelationtoinstructionalideas,features,evaluationsystems,andallkindsofsubjects.Itdiscussesaboutthebreakthroughsininstructionalideas,spaces,modesandpatterns;waysinwhichinstructionalinformationpresents;formsatwhichinstructionorganizes;andconstructionsofteachinggroups,hardwareandservicesystem.Italsoexploresintothedeepeffectthesebreakthroughshaveontheimprovementofinstructionalquality,educationalefficiency,performanceofteachersandstudentsinallschoolsoftheregion,resultingintheinnovationofeducationalideas,instructionaltheoriesandeveneducationalsystemsofthewholeregion.关键字：小学计算机辅助教学形态一引言随着知识经济社会的到来，全球范围形成了一个信息化的氛围。信息传递高速化、信息产业多样化，信息科技高新化成为教育发展的基本特征和基本技术。信息量的增加、信息传播的速度快捷，人们获取和处理信息的方式和能力发生了巨大的变化。面对信息化社会生活，获取和处理信息的方式和能力成为人类生存必备的知识和能力素质；信息化的社会生活环境和知识环境改变着教师教和学生学的条件和环境。社会的信息化对学校教学产生根本性的影响，促使教学形态、教育需求、教育功能、教育环境、人类知识体系的重新建构。因此，改革人才培养模式，是教育领域的一场深刻变革，涉及到教育主张，教育方向以及教育运行机制，教育发展战略目标的变革，涉及到课程设置、教学内容、教学方法和考试方法、教学评估等方面的改革，具体体现为一是教学理念、二是教材、三是课堂教学。课堂教学成为教育改革的突破口，然而没有先进的理念、没有适合时代的教材，教育改革就会成为空谈。随着科学技术转化为生产力的速度加快、周期缩短的特点对教育的滞后提出了严峻的挑战，对教育的目的、任务、课程、教材、教法、手段提出了从注重知识传授向注重创造能力改革的要求，急需要创造一种有利于培养学生综合能力、持续发展的教学体系和教学模式的形态。我们在教育中应用计算机技术，启动教育教学整体改革起始于1988年，经过长期探索，主动开发和积极运用计算机辅助教学，使计算机成为教师教、学生学的工具，不断从经验型向理论型发展，为教育展现了新的教学形态，取得了突破性的进展。

二实验过程的分析与研究（一）构建“以学为中心”的实验目标（1）实验以“强调以学习者为中心和其认知主体作用”的建构主义理论，深入研究和积极探索教学信息非线性化、教学过程智能化、学习资源系列化、信息储存光盘化、信号处理数字化和信息传输网络化的理论和方法，建构崭新的地域教育需求、教育社会化功能以及全球教育环境和人类知识体系。（2）实验研究立足于全民义务教育。义务教育是基础教育，不单纯地以社会为本或以人为本，而是确立了以两者的统一为本，肩负两方面的任务。（见下图）①为提高国民素质而教育，为国家培养合格劳动者。②为学生个性发展而教育，帮助学生终身发展奠定基础。（3）实验研究充分体现素质教育的本质，以全面培养受教育者高尚的思想道德情操、丰富的科学文化知识、良好的身体和心理素质、较强的实践和动手能力以及健康的个性为宗旨。面向全体学生，为学生学会做人、学会求知、学会劳动、学会生活、学会健体、学会审美打下扎实基础，使学生在德、智、体等方面得到全面协调的发展。联合国教科文二十一世纪委员会《学习－内在的财富》研究报告中认为：教育应该授予学生学习的愿望，使他们获得学习的乐趣，获得如何学习的能力和强烈的好奇心。上述阐释深刻反映了实验目标对教育方针的理解，强化了其中的若干要求。这些新的理解或强调并不是偶然，是与世界教育发展趋势相一致的，也是广泛借鉴世界教育发展趋势得出的新认识、提出的新要求。(二)坚持思想性和原则性实验以培养师生应用计算机技术、提高教学质量和效益、提高师生的整体素质，探索计算机辅助教学对各学科的教学模式、教学内容、教学手段、教学方法影响的积极程度，乃至整个教育思想、教学理论和教育体制根本变革的态势，突出了现代社会发展的需要（突出了基础性和综合性），遵循了关于人的全面发展的学说（突出了人的个性化），按照国家教育方针的要求（突出了民族性），符合21世纪的教育改革的需要（突出了时代性）。实验研究以高度信息化的原则、多媒体和网络技术为核心的原则、以学生发展为本的原则、从教育教学实际出发的原则通过计算机技术、信息基本特征的教育与应用，正确认识计算机辅助教学的基础特征、应用领域和应用方法，引起教学模式、教学内容、教学手段和教学方法的转变，把培养全体学生的信息基础知识、信息处理能力作为21世纪合格公民的基本素质来训练，是时代的潮流、社会发展的趋势，为学生将来走向社会奠定基础，引起学校的学科设置、课程设置、教学内容、教学形式、教学手段、教学方法和教学模式的变革，包括课程设置、教材编写、软件制作、软件硬件的技术支撑、教学研究、学生辅导、教师培训、考核评估、设备配备、学校管理、家庭学校社会的合作在内的教育方式、教学模式和管理方法的变革，促进教育教学整体改革和发展，成为建设一流基础教育和现代化教育的突破口，成为整个基础教育中重要的一环。归根到底，课题研究旨在促进全体儿童少年全面、主动的发展，推进区域教育信息化、教育现代化的进程。(三)组织好一套实验研究班子1、成立总课题研究组，局长挂帅承担科研项目，制定了多角度、全方位、分学科、分阶段实施的整合方案和计算机辅助教学形态研究的方案。2、确定分工，设立子课题，由多所学校承担子课题研究任务。3、为保证课题研究，还成立了有专家、领导、骨干教师、学科带头人参加的课题领导小组和教育研究中心，制定了相应的工作制度。(四)抓好一支队伍建设1993年-1998年间我区先后举办了4次学校行政干部计算机学习班，进行计算机基础知识和软件制作、使用培训，教师信息库、学校管理软件使用培训；全区近800名教师78%通过了苏州市计算机应用能力考试。1999年7月，举办了教育行政干部信息化培训班，邀请教育部全国计算机研究中心的专家举办讲座，系统学习了WIN98、IE5、OUTLOOK的系统知识。在我区逐步形成区、辅导区、学校三个层次，学校行政领导、学科带头人和骨干教师、计算机学科教师、非计算机学科教师四种类型的计算机辅助教学队伍和培训网络。47名校长和761名教师通过各种培训，不仅使学校领导与教师了解了教育发展的新趋势，提高了教育理论研究和修养，校正了旧观念，而且学到了新方法、新策略，形成了新意识，重建了新观念，教师参与率达到85％，上机学生数12328人，普及率达到98％。计算机辅助教学从辅助数学教学扩展到辅助语文、英语、美术、社会、自然等学科，成为学校的办学特色，学生素质明显提高，社会声誉也随之提高，显示了教育现代化的优越性。（五）建立教学与教学设计评价体系为更深入更全面的开展计算机辅助教学形态研究，我们制定了教学设计评价和课堂教学评价体系：教学设计评价结构模块图：相对评价基准绝对评价自身评价过程评价教学设计评价内容成果评价诊断性评价功能形成性评价总结性评价方法定性评价定量评价教学评价指标体系结构模块图一级指标二级指标三级指标学习内容分析、分类教学目标的确定教学设计教育媒体的选择与组合教学过程结构化设计教学方法设计学习评价和结果分析设计教学设计的实施反馈和调控课堂教学课题施教计算机操作与视听效果课堂教学环境教师基本素养教学目标达到程度教学效果学生反应课堂效果与教学效率（六）实施过程的分析我们根据规划方案，提出了把我区建设成为全国计算机辅助教学实验区的设想，确立了我区《计算机辅助教学与学科教学整合实验》、《计算机辅助教学形态研究》等科研课题，制定多角度、全方位、分学科、分阶段实施的区计算机辅助各科教学的课题总方案，并设立若干子课题，由平江实验学校开展计算机辅助数学、英语教学研究，大儒中心小学开展计算机辅助思想品德教学研究，城东中心小学开展计算机辅助自然教学研究，马医科中心小学开展计算机辅助美术教学研究，敬文实验小学开展计算机辅助识字教学研究，齐门小学开展计算机辅助作文教学研究，苏锦小学开展计算机辅助社会教学研究。这些分课题先后列入江苏省或苏州市教育科学“九五”规划研究项目。同时制定了我区的实施计划，从师资、资金到器材设备、场地和环境都作了明确的规定。在实施过程中相互交流，取长补短；定期召开各种形式的会课、听课以及课件评比和比赛活动，有效地推动了全区各学科教学的改革和进步；定期进行检查，保证了课题研究的真实性、科学性。三实验成果的剖析1、实验研究产生了新思想、新观念计算机辅助各科教学代表了现代教育技术的发展方向。从教学规律看，计算机辅助各科教学采用超文本形式，克服了传统教学知识结构的缺陷，具有呈现信息多种形式非线性结构的特点，符合现代教育认知规律；从教学模式看，计算机辅助教学既可以进行个别化自主学习，又能形成相互协作学习；从教学内容看，多媒体技术集声、文、图、像于一体，使知识容量大、内容充实形象、更具吸引力，为学习者创造了一个更大的时空范围；从教学手段看，多媒体教学强调以计算机为中心的作用，从根本上改变了传统教学中教师、学生、教材的格局，学校的功能和结构、教与学的功能和结构发生了相应的变化。计算机辅助教学，以学生为中心，应用现代信息技术，改变课堂教学模式，改变传统教学的态势，让学生成为认知的主体，经过感知、筛选、归类、概括、搜集、重组等一系列心理活动和交互学习活动，形成与发展自身的知识结构，促进儿童少年在心理、智力、性格、能力、知识全面、主动、协调、和谐地发展。2、实验研究开发了一大批教学软件目前，已开发数学教学软件87件、语文软件43件、自然软件27件、英语软件15件、美术软件14件、思品软件6件、社会软件18件、音乐软件2件、识字软件１件、作文软件8件、多媒体辅助语文、数学、社会、思品、英语等学科教学软件200多个。先后由华东师范大学出版社出版计算机辅助教学软件光盘2个，其特点为：=1\*GB3①体现时代特色、注重知识的基础性、系统性和开放性，集文本、图形、图像、声音、动画、视频于一体，充分发挥电子教材的表现能力，建构了全新的学习体系。=2\*GB3②创设新的环境，集数学、语文、英语、美术、自然、社会、音乐、计算机、作文教学于一体，为学生生动、主动地学习提供了可能。=3\*GB3③增强艺术感染力，教学软件图文声像并茂，界面亲切，内容生动科学，艺术感染力强，教学环境和谐创新。3、实验研究创设了学校的教学特色各所学校一是结合当前的教育教学的实际和发展趋势，二是结合学校自己的教学特色，从课堂教学着手，探索创建一种既重视知识传授，又重视智能发展；既注意人的基本素质的提高，又注意人的个性特长，达到人的素质全面和谐发展的教学模式，充分发挥计算机优势，创设信息化、开放性的教学环境，引导学生自己去探索、去发现、去总结，使学生学得主动，创新精神得到培养，创造能力得到发挥。平江实验学校通过计算机辅助数学教学，提高了学生看图识图作图的能力，理解透彻，思维活跃，思路开阔，对一些变式理解、多解能力优势明显，课业负担减轻，反馈速度加快；敬文实验小学积极探索低年级计算机辅助识字教学，开发了《怎样写汉字》的软件，使学生识字速度加快6.7％，学习遗忘率降低5.3％，巩固率提高8.9％，而且培养了学生良好的写字习惯，激发了学习兴趣；大儒中心小学运用计算机辅助自然教学，从抽象成为具体、静止成为活动，使学生的认知由感性上升到理性，培养了学生学科学用科学的能力，“行虽微而旨趣远，出虽浅而寓意深”，激发了学生爱科学、爱祖国、爱家乡、爱大自然的情操；马医科中心小学利用计算机辅助美术教学，由浅入深、由低向高、循序渐进，使学生的想象力、表现力得到提高，更可贵的是激发了学生的创造力，三堂计算机辅助美术教学课连续三届获得全国计算机辅助教学观摩活动一等奖；齐门小学通过计算机辅助语文教学，在字词句篇章上下工夫，不仅提高了学生正确运用伟大祖国的语言文字水平，而且学生文思畅通，表达完整，标点符号使用规范，许多学生仅用40分钟就完成千字左右符合教学大纲要求的文章。4、初步形成教学评价体系实验的教学设计评价和教学评价体系，以多媒体计算机技术为核心，符合现代信息技术的基本特征：数字化、网络化，应用于教育教学，达到在教学中利用多媒体技术和网络技术进行获取、选择、处理、创造、存储和传递信息的应用，符合信息的基础特征和应用特征；以学生发展为本，接受新旧世纪交替，社会的变革、知识的激增和老化的挑战，网络技术和信息技术成为每个学生的基本技能和终身学习的工具；从教育教学实际出发，包括课程目标、教材分析、软硬件技术的合理性、教学研究的深度与广度、学生辅导、教师素养在内的全方位评价，为教育教学整体改革和发展提供了评价依据。5、形成了相关学科改革的理论1994年－2000年，我区、各学校在国际、全国、省市的会议或教育杂志上共发表交流计算机教育论文384篇。其中36篇在全国会议上交流发表并获得一、二等奖；《小学语文课堂教学现代化的探索》等6篇获得1999年苏州市优秀教育论文一等奖；《计算机辅助教学形态研究》等5篇获2000年苏州市优秀教育论文一等奖；《提高质量、减轻负担-计算机辅助语文教学初探》不仅在第六届世界计算机教育大会交流发表，还获得苏州市社会哲学科学优秀成果三等奖；计算机辅助各科教学的论文400多篇在全国、省市各级各类杂志或会议上发表和获奖；30多个计算机辅助学科教学的软件获奖并入选省市学科类软件集锦光盘；这些软件与文章形成了学科改革的理论基础。6、形成了教育科学研究的氛围我区先后承办了全国性计算机学术交流、研讨会５次，公开计算机辅助各科教学观摩课288节，接待各地参观学习28000多人次，11节计算机辅助数学、语文、外语、美术、自然、历史等课堂教学实例被中央教育电视台拍摄成电视片，作为我国师范教育、继续教育的示范课向全国播放，这些课的课例分析和教学设计编入苏州电化教育馆编制的《小学计算机辅助课堂教学课例选粹》一书。1998年我区成功地举办了第二届全国中小学计算机辅助教学观摩活动，全国各地参加人数达1000余人次。同时，进一步推动了我区计算机辅助教学的科学研究工作，形成了一个计算机辅助教学形态研究的教育科学研究的高潮。7、导致了计算机教育的延伸与发展1998年秋，我们部署了全区学生上网教学工作。我区现有（中）小学（含实验学校）14所，已有12所学校装备了联网的586计算机教室。占学校总数86%。教育局提出全区三到六年级及初中为上网教学对象。要求五年级以上一学期完成上网教学，三四年级一学年完成上网教学，规定了16学时的教学内容，从Windows的基本功能教起，从鼠标使用讲起，使因特网浏览和电子邮件的收发到开展网上教学都有一个坚实的基础。目前，我区初中计670人，已100%完成了上网培训；五六年级4649人完成率91%；三四年级3762人，52%完成上网培训,预计到学期末，三年级以上完成上网教育率达95%，五六年级以上100%。区教育信息中心和少年宫组织了网上学绘画比赛、网上贺卡传真情、网上学科学等各种信息化教育活动，参赛学生充分发挥想象能力和网络技术，制作贺卡用E-mail送给老师、同学、亲友等;访问了有关保护大熊猫、保护生态环境等有关站点，涌现出一批网络浏览小能手。四计算机辅助教学形态研究的成果分析计算机辅助教学对发展学生的智能素质、科学文化素质，特别是发展学生的注意、观察、思维、想象、分析、记忆、综合能力优势明显，对发展学生的非智力因素也产生了良好的效果。计算机辅助教学形态研究有利于加快提高教师素质，有利于电子教材的开发、建设与形成系列，有利于探索新的教学模式，有利于提高教育效益和教学效率，有利于进一步深化我区的教育教学改革，有利于培养出更多更好的有道德、有理想、有文化、有纪律的现代化建设人才。1、实现了教育观念的突破（1）“学校的概念”----传统的“学校”，“围墙”的学校。计算机辅助教学形态研究突破了这一模式，改变了“学校的概念”，使学校成为开放、虚拟、社会化的学校。（2）计算机辅助教学打破了传统教育观念，确立了“活到老、学到老”即“终身教育”的观念。（3）计算机辅助教学摒弃了传统教育中“教师为中心”“书本为中心”“课堂为中心”的三中心论，真正树立以学生为主体、教师为主导的现代教育思想，学生从被动接受知识转变为主动探求知识，在获得知识的同时，培养了能力。2、实现了教学时空的突破教育现代化是教育发展的一种水平和状态，也是教育发展的一种理想目标和趋势。教育要实现现代化，就需要更新观念，建立全民的、全时空的大教育观。教育不再局限于学校的围墙之内，计算机技术、计算机辅助教学就能够适应人们的需要，在人们的一生中进行。计算机网络使学校与学校、城市与城市、国家与国家的联系变得非常容易，不受时空、地域的限制，推进了教育大众化、全球化、终身化。3、实现了教学模式与教学形态的突破计算机辅助教学模式是在现代建构主义的教学思想指导下，在教育学、心理学、信息科学和计算机技术的教学理论指导下，在认知主义学习理论指导下，利用计算机辅助教学环境进行教与学的结构模式；是运用现代化教学手段对传统教育模式提出挑战，对教师的角色由讲授者指导者、学生的地位由接受者主体、媒体工具由演示工具认识工具、教学过程由传统的逻辑分析讲授过程通过发现问题、探究问题而获得知识和能力的变革。通常小学教学中，课的类型一般有新授课、复习课、练习课、考查课、混合课、综合课等课型，因而课堂教学过程结构的设计与表述也有多种方法。由于计算机辅助教学学科的不同，教学目标、目的的不同，教学手段的不同，计算机辅助教学形态呈现了多种类型和多种结构：（1）直观演示型：即对学生提供具体或半具体的学习材料，有利于学生获得间接或直接的经验，使知识由具体上升为抽象，理解事物的本质属性及内在联系。最明显的优点是虚拟世界、还原现实、丰富想象、把理性变成感性，激发学习兴趣，化难为易。如：美术软件《桥》、自然软件《呼吸器官》、思想品德软件《不挑吃穿》等。（2）个别指导型：即对个别学生进行个别指导，通过人机交互会话交流信息，实现教学过程的控制。如作文软件《MyHappy动物园》、语文独立阅读课软件《琥珀》、数学软件《多边形面积的计算》、美术软件《画太阳》《适合纹样》等。《MyHappy动物园》作文教学课，基于网络技术采用网页形式设计了动物素材库与学习指导库，学习时学生进入网页，通过查找有关资料，进行学习和写作，最后用电子邮件把作业传送给老师。学生在整个教学过程中不仅学到写作的本领，网上浏览的本领，更可贵的学到了整理信息、分析信息、处理信息的能力。这是传统教育手段无法实现也无法比拟的。（3）问题讨论型：学生在计算机支持下，通过问题提出进行小组讨论或集体讨论，从不完全解决问题到问题的全部解决。如社会软件《怎样保护环境》、《注意交通安全》等。学生在“车流如潮的十字路口，我们怎样安全地穿过马路呢？“的问题引导下，通过多媒体计算机提供的丰富多采材料展开了一场又一场讨论。（4）练习操作型：计算机提供一系列练习给学生，使学生根据计算机程序处理结果的反馈、引导，由易到难、由浅入深地学习知识。如：语文软件《段的训练》、《句的训练》、《基础训练5》，数学软件《多边形面积的计算》、《数字的认识》等。《多边形面积计算》数学教学课，基于网络技术把小学学习阶段各种多边形面积的推导求积过程融合在一起，启发学生拼、割、补，得到解决问题的方法和思维训练，培养了学生创新精神和创造能力,调动了学生的学习情趣，学习过程从学转入用,诱发学生把学到的知识牢固地存储起来，使神经处于高度兴奋状态,学习进入了高潮，很快掌握、领会了新知识。（5）模拟游戏型：计算机辅助教学的基本目的在于探索一套新的教学方法和手段，完成许多常规设备难以完成的实验。模拟游戏就是利用计算机的建模技术和仿真技术，刻意加入知识性、趣味性、竞争性和参与性的因素，做到“寓教于乐”。这种教学模式的优点趣味性强，特别是培养学生的能力，矫正心理差异和个性差异有独特的魅力；缺点是教学设计中把握教材的深度、广度，把握学生的个性心理较难。（见结构图）如自然软件《食物的旅行》等。4、实现了教学信息呈现方式的突破计算机辅助教学可以以多种形态呈现教学信息，为教与学增加了新的维度和方向，形成了多通道、全方位、整体化的教学信息加工传输模式，有利于教学效益的提高和创造性思维能力的培养。 传统教学技术与计算机辅助教学效应、差异对照图传统教学技术计算机辅助教学效应、差异感觉器官单一全方位迟钝敏锐心理神经系统单向被动接受信息双向互动交流信弱强知识传递方式单向、单通道双向、多通道简单复杂信息传递速度缓慢高速反映灵敏信息流量慢、少快、多容量增大学习方法单一、被动积极主动灵活5、实现了教学组织形式的突破计算机系统的网络化、智能化、多媒体化，打破了班级授课的形式，使得各种教学组织形式得以科学有效的配合，发挥了整体教学功能。计算机辅助教学模式与形态分布研究情况表直观演示型个别指导型问题讨论型练习操作型模拟游戏型集体授课形式最好不合适好好不好网络授课形式好好好好好个别化学习形式好好一般好好小组相互作用形式好不合适好好好课外活动学习形式一般好好好好6、实现了师资队伍建设的突破全区800名教师分三轮16批进行了计算机辅助教学培训。已参加培训教师人数占在册教师总数的95%以上。我们还抓好骨干教师、计算机专职教师培训工作，学习课件制作、软件使用。根据不完全统计：教坛新秀双十佳学科带头人骨干教师一般教师自己独立设计课件25%20%35%40%18%独立设计合作制作60%70%45%50%15%独立设计独立制作15%10%20%10%5%7、实现了软件应用的突破8、实现了教学理论建设的突破（1）把计算机辅助教学放在学习资源的大背景中来研究，强调了人类资源的重要性。（2）把学习资源和学习过程作为计算机辅助教学形态研究对象，实质上是信息论与控制论、媒体论与过程论的观点在高层次上的统一。（3）计算机辅助各科教学满足人类教育技术革命的嬗变律、漂移律、集成律，是