应用信息技术实现学习方式转变的成功要素

一、应用信息技术实现学习方式转变的成功要素

通过以上的分析，我们发现实现学生学习方式的转变，教师是关键要素，教师必须从教学设计、环境设计、教学实施与评价入手，做通盘的考虑，将学科本体、学习规律、环境构建三个维度的研究加以统整，才有可能实现学习方式的转变。

在研究之前，教师尤其要清晰不同教学理念视阈下的教学模式、学习方式、学习效果、技术状态:

在这三种不同的视阈下，信息技术的作用和地位是不同的。从上至下，由装裱到核心，这是质的飞越，所以我们倡导在“用技术支持学习”的理念指导下开展教学活动，然而在当初提到应用信息技术改革教学方式时，我们的技术没有今天的这样成熟，我们对教学模式也进行了理想化的建构，但由于技术手段的限制没能实现，随着信息技术的智能化，教学模式、师生互动方式和学生的学习方式的变革已经时机成熟。

(一)以本体研究为本的教学设计方法

在“学习使用技术”视阈下，主要是以技术优势作为逻辑起点进行教学设计，即以技术为本的设计;在“从技术中学习”视阈下，主要是以教材体系作为逻辑起点进行教学设计，即以“本”为本的设计;在“用技术学习”视阈下，主要是以知识体系作为逻辑起点进行教学设计，即以人为本的设计，这里所说的知识体系即指本体。

我们倡导以本体研究为本的教学设计方法，因为每个知识点的学习，都应该从学科整体的角度出发，需要充分考虑到该课程中所有相关知识点之间的关联，以及在其基础上学生需要形成的能力。一门课程的学习，不应该仅仅将教学目标定位于知识的记忆，教师授课的任务不是将教材内容简单映射到学生的大脑当中，授课的结果也不能仅仅满足于学生能对所学知识流利陈述或者顺畅操作。应该由教师和学生共同主动、积极地完成教学过程，使学生能够建立新学知识、已学知识、所掌握的知识之间的关联，掌握解决问题的体系及应用方法，同时能够转换为解决问题的能力。

1.学科本体内容分类

这就需要教师能够针对自己所教授的学科，深入、系统、全面地分析该课程要教授学生的知识、对应这些知识要培养学生的能力，要形成这些能力需要学生掌握哪些基础应用方法和决策性方法。与此相对应，我们将学科本体分为概念层、方法层和控制层三个层次。^[1]

其中，概念层又称为描述性知识，主要是构成学科的基本概念、基本规律的属性及联系的描述;方法层又称为技能性知识，刻画了与解决具体概念知识相对应的规律与操作规程，或者指明了解决某些类别问题的方法和步骤;控制层又称为驾驭型知识，是对多种方法层本体进行判断与操作，在不同情境和条件下应用不同知识的组合和应用能力。

2.相对理想的学习过程设计

当考虑到学习过程设计的时候，习惯了在常规条件下进行教学的老师往往并不会考虑到信息技术的应用，信息技术应用能力不足的教师往往无法选择适合的信息技术并最大化地发挥信息技术的优势，信息技术应用能力较好的老师往往会受到个人经验或现实条件的限制而不能完成信息技术对学习内容的完全支撑。我们提出理想设计的概念，假定教学条件只要能想到就能做到，在这种假定下设计一节课的教学过程，称之为理想状态下的教学过程。这样教师就可以在很大程度上不受教学条件限制、不受个人信息化能力限制，在学科本体适合教学方法分析及新课程理念指导下进行对应适合学习方面的教学设计，从而有效完成学习过程。

(二)以学习规律为本的教学实施方法

1.不同类型知识的学习规律

适合的学习方法将有助于激发学生的学习兴趣、改善学习效果、提高学习效率。然而知识可以分为概念性知识、方法性知识与控制性知识，每个知识点往往具有不通用的三维目标，另外，学生的学习规律也是各异的，学习方法的选择是非常关键的。

通过理论分析与实践总结，我总结出一些常用的方法，供老师在实施教学的时候选择和参考:

(1)概念性知识是对客观世界的认识，主要是以文字、符号等方式将事物的属性、内在规律，事物之间的关系等描述出来的知识，其教学的关键是将知识的本来面目还原出来，能够让学生通过多种感官获得知识、体验知识;

(2)方法性知识及操作能力需要提供解决问题的方法，转化需要应用方法的环境，其教学的关键是营造有效的环境，使学生有机会系统应用方法、解决问题、理解和体验方法，形成解决问题的能力;

(3)控制性知识及驾驭能力包括了分解问题、选择方法、集成结果、调度过程、获得新知、抽取信息等方法与能力，其教学的关键是如何设计好的问题体系，通过问题驱动学生，使学生的驾驭能力系统、深入。

2.不同学习步骤的学习方式

对于各种知识的学习，一般来说，学习过程具有共性的步骤:知识获得、能力转化、效果测试;但对于不同的步骤，教与学的基本方式不尽相同。在知识获得环节，根据学生是否处于主体地位以及学习方式的不同，可以分为教师直接讲、教师探究讲、学生直接学、学生探究学四种。这四种学习方式在课程设计及实施的过程中将有很大的不同，因而需要的教学资源、软件以及课堂组织支撑环境方面将具有不同的要求。然而这些学习到的知识，如何深化并转化为学生应该具备的能力，可以根据学习内容的特点以及学习目标利用设计、创作、证明、计算等方式促进学生技能及创新能力的形成。在知识获得及转化的基础上，学生还需要能够根据实践问题或现实状况来应用所学的知识，因此需要设计合适的应用支撑环境，如:教师探究讲的知识就需要提供教师演示讲解的课件和多媒体教学环境，学生探究学的知识就需要为学生提供自主探究的环境和资源及其学习工具，便于学生探究学习，从而让学生更为方便的应用所学习的知识，同时还应该提供适合的评价方式。

(三)以支撑学习为本的环境构建方法

当前我国信息技术教学应用主要出于信息技术与课程整合阶段，并不能让技术融为教育的一体，很好地完成信息技术与课程融合。绝大多数教师在应用信息技术的时候是硬性的将信息技术引入，甚至部分老师会应用信息技术影响备课时间和授课质量，或者应用效果微乎其微。因此，有必要在充分考虑上面我们提到的不同知识类型、不同类型知识的学习规律、不同学习步骤的学习方式点的基础上有效构建支撑环境，应用资源软件，并让教师掌握科学的应用方法。一般来说，主要的应用方法有以下几种:

1.还原与形象化——改变知识呈现方式

◎应用特点:主要应用于对客观世界认识类知识的概念性知识学习过程中。

◎技术支撑方式:生活中能够看见的，主要采取图片、视频方式;生活中很难或无法感受的，主要采取仿真、动态化等方式。

2.模拟与交互化——营造演示、探究环境

◎应用特点:主要应用于对技能掌握、规律发现的方法性知识学习过程中。

◎技术支撑方式:主要采取可交互的仿真方式。

3.训练与诊断——建立测评环境

◎应用特点:主要应用于训练过程中。

◎技术支撑方式:主要采取互动游戏、智能诊断等方式。

4.互动与交流——建立协作环境

◎应用特点:主要应用于交流、协作的合作学习过程中。

◎技术支撑方式:主要采取音视频、互动操作、邮件、留言等方式。

5.集成与导航——建立有序专题

◎应用特点:主要应用于专题、拓展的开放性学习过程中。

◎技术支撑方式:主要采取网页、网站等集成方式，组织丰富资料，建立学习导航。

6.检索与推送——建立问题驱动式学习环境

◎应用特点:主要应用于自主、随机式的控制性知识学习过程中。

◎技术支撑方式:主要利用网站方式，将学科中的关键点、重难点建立起问题解答数据库。

在构建数字化学习环境时要注意以下的原则:

1.从根本上说，不取决于资源工具本身是否直观生动，而是取决于学生是否存在学习障碍，以及资源工具对解决这种障碍是否有用。

2.一般来说，能让学生动脑子的时候，就不要让学生动眼睛。

3.儿童不是“小大人”，存在认知上的量与质、形与式的差异。

4.把握整体有效性:效果、效益、效率。

5.技术学常带有“喜新厌旧”的学科色彩，而教育学则相对“始终如一”，教学与技术融合要喜新不厌旧、始终不如一。

数字化学习环境构建应以支撑学生学习为本，针对每个知识点首先提供基础、全面的概念性知识，在此基础上提供多维、立体的技能训练环境;最后提供个性、智能的不同情境下解决复杂综合问题的工具。

1.学科支撑工具及平台构建

为了有效支撑学科教学，资源库的建设一直是广大研究者和一线教师热衷的焦点之一。然而资源库中的资源多数以课件、教学设计以及音视频、图片等素材为主，尽管数量众多，但在内容的同步配套、教学理念以及内容形式上都不能符合新课程改革的需求，实用性差。另外，由于资源库中的很多资源都融合了个性化的教学策略、教学方法和教学思路，反而很难让其他老师灵活运用。因此，不仅需要提供经典的、个性化的案例和资源为教师提供参考和指引，同时也应该提供基础性、通用性强的资源方便教师根据个人需要个性化的组织适合的资源和软件。这类资源我们可以称之为学科支撑工具与平台。教育信息化十年发展规划(2011－2020年)也提出倡导通过智能化教学环境、优质数字教育资源和软件工具等方式推进信息技术与教学融合。因此，根据学科特点进行支撑工具及平台的设计与开发，将极大地补充资源库现有资源的问题，改善教师应用信息技术支撑教学的效果。下面将从理科、文科两方面对学科支撑工具及平台的构建方法进行阐述。

(1)理科构建方法

基础教育中的理科主要包括数学、科学等，理科教学普遍存在的困难概括起来主要包括:如何使抽象的知识可视化;如何使个性化教学内容构建参数化;如何使公式、符号、图形、图像、图表等学科内容编辑便捷化。

针对这三种困难，理科学科支撑工具及平台应该包括三方面核心功能:

◎对于知识可视化的问题，应提供针对小学数学教学共性整合点的生活情境、数学模型、教学互动动画、课程标准案例等素材，帮助教师解决共性教学困难，使知识可视化，促进学生能力转化。

◎对于个性化教学内容构建的问题，应提供专项内容参数化工具，帮助教师像搭积木一样简单操作就可以制作出无编码的交互动画、探究学件。

◎对于学科内容快速编辑的问题，应提供快速编辑学科符号、公式、图形、图像、图表并为其附加语义信息的编辑工具，帮助教师可以方便地编辑、调用。

(2)文科构建方法

基础教育中的理科主要包括语文、外语、品德等，文科内容和理科内容具有很大的差异，文科教学与学生学习当中，教师教、学生学的难点在哪里，在哪些方面需要支撑，是我们首先要思考的问题。经过分析发现，无论是教师备课与授课、学生学习与拓展，都需要运用大量的资料，而当前的资源库往往以册、章、节或类似体例进行，基本都是按照课程进行梳理，并未针对具体的知识，也没有根据实际需要进行分类，教师和学生运用过程中都不方便。因此，文科支撑工具及平台构建应该按照知识点进行资料集成，另外知识点在学科本体构成上又存在交叉。

知识点的资料整合角度是实现文科建设的关键，然而由于学科的差异，我们无法给出总体架构。但是，总体上，文科支撑工具及平台需要遵从学科本体分类，并深入挖掘知识点的教学、学习目标要求。将以语文为例进行简要的介绍，为了学习一篇文章，就需要深入探究字、词、句、段、篇，这将作为我们学科本体划分的依据，在每类下分别分析概念层、方法层和控制层特点及其对应能力。