智元整合與高中生邏輯思維能力關系的調研報告

　　一、引子
　　
　　21世紀是高度信息化時代，信息是構成現實世界不可缺少的三大基本要素和資源(即材料、能量、信息)之一。信息處理能力將是所有社會成員應具備的如同“讀、寫、算”一樣重要的基本生存能力之一。為了我們的下一代能從容應對21世紀國際競爭，學校應當努力培養學生信息處理能力和創新意識。培養學生信息處理能力僅靠少數幾個信息技術教師是不夠的，需要全體教師的積極參與。
　　湖南省祁陽縣第四中學領導站在當代教育的制高點上，根據課程整合理論和生成學習原理，在2002年8月至2005年8月之間進行了智元整合研究。智元是指由知識、情感、能力有機融合而成的三維結構。而智元整合就是基于智元生成而整合各種信息的過程。它強調，課堂教學以智元為單位，在學生，教師、網絡三者之間的交互活動中，學生主動把文本資源、網絡資源、實驗探究、社區資源、學生資源、教師資源整合起來，迅速解決問題，從而生成智元。
　　智元整合的實施能實現網絡技術與學科課程零距離整合，可為學生主體性的發揮和創造性的提升營造和諧氛圍，使學校課程教學朝著個性化方向發展，深化了課程實施。邏輯思維能力是發揮學生主體性和創造性的基礎，為了探明智元整合對學生邏輯思維能力的影響程度，筆者運用文獻法對智元整合研究資料進行調研，學生邏輯思維能力采用湖南師大鄭和鈞教授提供的由北京師大林崇德教授設計量表進行測量，然后采用Z檢驗和點二列相關系數公式進行統計分析。
　　
　　二、調研設計
　　
　　(一)調研目的
　　了解智元整合對高中生邏輯思維能力的影響程度，調控智元整合研究行為，保證智元整合研究向著有利于學生邏輯思維能力的發展。
　　
　　(二)調研內容
　　1．對象是智元整合研究的全體學生，其中實驗組225人，對比組學生225人；
　　2．智元整合研究全部文獻資料；
　　3．實驗教師實施智元整合的頻率；
　　4．學生的邏輯思維能力，即筆者采用湖南師大鄭和鈞教授提供的由北京師大林崇德教授設計量表進行測量的結果。
　　
　　(三)理論假設
　　邏輯思維能力智元整合實驗組學生明顯優于對比組學生，實驗組各班教師實施智元整合頻率與學生邏輯思維能力呈正高相關。
　　
　　(四)調研方法
　　筆者首先運用文獻法和測量獲取素材和數據，然后運用z檢驗評估實驗組與對比組學生思維差異性，運用點二列相關系數公式，計算教師實施智元整合的頻率與各實驗組全體學生邏輯思維能力后測成績相關系數并作歸因分析。設教師運用智元整合授課的節數為m，教師應授課節數為n，則教師實施智元整合的頻率P＝(M／N)100％，P在96％1)2上的實驗組定為1級，P=91％～95％的實驗組定為2級，P=86％～90％的實驗組定為3級，P=81％～85％的實驗組定為4級，P=76％～80％的實驗組定為5級。
　　
　　(五)調研周期
　　第一階段(2002年9月)：實施前測；第二階段(2005年9月)：實施后測；第三階段(2005年6月——12月)：對照理論假設和實驗目標進行篩選、統計和思辨，提煉出理論價值和實踐意義，并給予科學解釋，上升到理論層面，撰寫調研報告。
　　
　　(六)調研預期
　　智元整合能有效促進高中生邏輯思維能力的提高，則智元整合能實現信息技術與學科課程的零距離整合；智元整合不能有效促進高中生邏輯思維能力的提高，則智元整合沒有實現信息技術與學科課程的零距離整合。
　　
　　三、結果與分析(表格略)
　　
　　調研結果表明，智元整合能促進學生邏輯思維能力的提高，它可以把網絡技術教育與學科課程整合為協同、、互補、高效的教學系統。經過文獻資料的處理，我們發現智元整合模式有以下優勢：
　　
　　(一)智元整合以智元為單位，使網絡技術教育與學科課程有機整合
　　在教學活動中，教師以智元為單位設計學案，學生以這種學案為引擎整合信息生成智元，使學生、教師、網絡和學科課程有機整合起來，有效促進全體學生智能系統不斷優化。其原因歸納起來有以下幾點：
　　1．智元是個三維結構
　　它是知識、情感、能力三者融合而成的有機體。例如，“基因分離定律”的知識屬性是原理，其能力要求是“應用”，情感要素是引導學生“關注”其在生產、生活中的應用，因此該智元是由“原理·應用·關注”構成的三維結構。在日常教學活動中，我們往往用一個詞或者一個短語來表示一個智元，如細胞、蘆溝橋事件、否定之否定規律等等。在教學活動中，師生以智元為教學單位，自然使知識點、情感、能力三者作為一個有機整體進入了教學系統，順利融合到學生智能系統。
　　2．智元具有整體性
　　智元是個有機體，其構成知識點、情感和能力不可分離，必須以三維結構投入到教學系統之中。事實上，在學習過程中，一定情境可激發學生情感，此時的情感可強化學生能力，被強化的能力可以幫助學生迅速地準確捕獲知識。可見，知識點是智元的內核，情感是學生習得智元的勵磁器，能力是學生習得智元的牽引機，三者是智元不可或缺的要素。由此看來，課程實施以智元為立足點，可以保證知識、情感和能力在教和學的過程中作為一個有機整體共同作用于學生身心。
　　3．智元具有多樣性
　　智元的內容十分復雜。其中知識可分為事實、概念、原理、方法、過程等類型；情感可分為關注、接受、領會、體驗、評價(即價值化等)等層次；能力可分為識別、說出、解釋、推斷、論述等水平。但它們總是融為一體的，粗略計算其類型有53種，就具體學科或者所有學科而言，智元的類型簡直是浩瀚似海。在教學活動中，師生以智元為教學單位，可以幫助不同思維能力的學生不斷提高建立概念的能力。
　　4．智元具有特異性
　　不同的智元其信息量不同，譬如蛋白質和血紅蛋白的信息量大小是不同的。不同的智元習得難度不同，其適應的學習對象自然不同。例如蛋白質，對于基礎較好的學生來說，他們可以將蛋白質作為一個智元從整體上掌握其全部內容；而對于基礎較差的學生，可以分解成蛋白質的結構、蛋白質的種類、蛋白質的特點和蛋白質的功能等亞智元分別學習，然后再從整體上把握。在教學活動中，師生以智元為教學單位，可以滿足不同思維能力的學生學習要求。
　　5．智元具有層次性
　　例如“變色龍的體色隨環境顏色改變”是事實，處于表層，而“生物體都有應激性”是原理，處于較深層次。在教學活動中，以智元為教學單位，教師按照循序漸進的原則設計出不同層次的學案，引導學生從容跟進，從而大面積提高思維能力。
　　6．智元具有自由組合能力
　　智元可以分為內存智元、外在智元和新質智元三種存在形式。如圖1所示，假定“物質基礎”、“結構基礎”、“新陳代謝”、“應激性”為一個學生的外在智元，且有“地衣能生活在巖石上又能使巖石分化”這樣一個事實性外在智元，在其情感和能力作用下，可能生成生物體“適應環境”這樣一個新質智元；在既定的學科教學活動中，學生圍繞一個問題，主動搜索自身智能系統中的相關智元和各種載體中的相關智元并加以整合，然后解決問題，從而形成新的智元。這里，“自身智能系統中的智元”為內存智元，“各種載體中的相關智元”是外在智元，通過解決問題所形成的新的智元叫做新質智元。因此，智元既是智元整合的對象，又是智元整合的結果，彼此自由組合的能力很強。這樣，可以引導學生立足于學科的主干知識(即主要觀點)與無窮多個智元發生組合，從而優化學生的智能系統——智元數目最大化、智能結構個性化、提取智元自動化，所以學生積累知識就多，個人學習風格得以形成，解題速度就快，可以提高學生運用概念和邏輯規律的能力。
　　
　　
　　(二)智元整合以學案為引攀，使 網絡技術教育與學科課程有序整合
　　在教學活動中，以學案為引擎整合信息生成智元，使學生，教師、網絡和學科課程有序整合起來，有效促進全體學生智能系統不斷優化。以下我們以(生物的基本特征)的學案設計為例，來說明這種學案的特色：
　　首先，建構智元網絡結構，如圖1所示。然后根據智元網絡，我們預定設計物質基礎、新陳代謝、應激性等智元整合學案。其次，明確智元之間的或與關系，如圖2所示。我們把上圖中的“結構基礎”的上位智元“物質基礎”叫做父智元，其下位智元如“非細胞”和“細胞”叫做子智元，同級智元叫做兄弟智元。由此確定學案序列。最后據此設計一個關于《生物的基本特征》的學案包。這樣設計出來的學案有以下特色：
　　第一，引擎性
　　智元整合學案由“感悟”、“整合”、“練習”三部分構成，感悟有“當前情境”、“析取要素”、“表征問題”三個小塊，“當前情境”中是一些事實，或文本，或圖像，或視頻，或一個智元網絡圖。“析取要素”中設計了一些填空題，讓學生通過分析情境素材，提取相關信息，運用恰當術語填充空白，從而明確問題要素。“表征問題’則讓學生分析上述要素關系，提出問題并明確解決問題的方向。整合由“提取信息”、“理清關系”和“建構智網”三個子模塊構成。“提取信息”也設計了一些填空題，讓學生檢索收集網絡資源信息或者自身資源信息，完成填空練習，使學生了解到一個智元構成要素，如事實、概念、原理、方法等內容。“理清關系”呈現一組選擇題及其解答兩部分內容，幫助學生理解父子智元之間和兄弟智元之間的關系。題型應多種多樣，不拘泥于高考試題中出現的題型，只要能鍛煉學生思維的題型都可出現。每個題后附上知識、情感和能力的標識碼，為師生進行教學評價提供方便。“建構智網”就是在這里讓學生建構起如圖2那樣智元網絡，教師只給出智元網絡的骨架，而科學術語空下來讓學生填充。練習含有“習題卡片”、“參考答案”、“發展趨勢”。“習題卡片”、“參考答案”與傳統教學類似。
　　第二，有序性
　　這種學案包可以啟發學由表及里、由淺入深、由易到難組織自己的學習活動。如圖3所示。
　　
　　學生在一定的情境刺激下產生，將內存智元和外在智元有機融合起來，就會產出新質智元。任何一個智元都可以遵循“感悟·整合·生成”這一行為序列逐步生產出來。在一定的情境材料刺激下，高中生提取和利用內存智元，來分析情景材料中所隱含的要素，通過分析這些要素的關系，才能把握問題的本質，從而明確自己智能系統中的缺失智元，然后決定捕獲怎樣的外在智元，從而明確學習方向。這個環節叫做感悟。發現了缺失智元就得彌補，因而高中生有必要檢索外源信息，并通過提煉和加工以形成外在智元，然后內存智元與外在智元有機融合。這個融合過程就叫做整合。對整合的內容進行簡約性陳述，就可生成一個新質智元。這個過程叫生成。這個過程是學生區分感性材料中本質與非本質的東西，并進行概括抽象，直接揭露事物本質特征的過程。
　　第三，層次性
　　教師經過層析智元，明確智元之間的或與關系，然后根據智元特性設計多層次學案，這樣的智元整合學案能適應各種層次學生進行智元整合，能滿足多面向的教學要求。
　　
　　(三)智元整合以三元交互為課堂活動方式，使網絡技術教育與學科課程有度整合
　　三元交互，即學生、教師、網絡三者之間的交互活動。信息技術教育和學科課程教學，從宏觀上看，此二者都是教育系統中相互聯系的兩個方面；從微觀上看，它們又是相對獨立的兩個子系統。系統論原理告訴我們，在一定條件下通過合理方式可以使二者有機整合成一個整體。三元交互較好的將教師、學生、教育內容和教學媒體等教學諸要素有機整合起來，協調了諸要素在教學系統中的作用、聯系和相互之間的影響，使教學目標在整個教學系統中保持協調一致，維持整體的過程或結果，產生聚集效應，較充分地利用現有資源，發揮設備的最大潛力，在有限的物質基礎上，實施高質量和高效率的教育。智元整合模式能獲得這種效果在于三元交互活動能有效地實現學生、教師、網絡三者之間的交流，即師生之間、學生和學生之間、學生與網絡之間、教師與網絡進行知識、情感、能力的交流。學生在這種交流的過程中不斷地接受、提取、加工、轉換和利用種種資源信息。這樣對于鍛煉學生思維能力有極大的好處。
　　
　　(四)智元整合實施全息互評，使網絡技術教育與學科課程有效整合
　　全息互評包括微觀全息互評和宏觀全息互評。微觀互評是對學生習得智元情況進行全面互評。我們把智元中的知識點分解為事實、概念、原理、方法和過程五級，先后用A1、A2、A3、A4、A5表示；將情感分解為關注、領會、接受、體驗、評價五級，分別用B1、B2、B3、以、B5表示；把能力分解為識別、說出、解釋、推斷、論述五級，依次用C1、C2、C3、C4、C5表示。教師在設計學案時凡是要求學生填寫和解答的環節都標注三維目標，以方便師生互評。例如，細胞是生物體的基本單位(A2B3C2)。假若學生答對了，則在《學生智能發展評價表》中“知識點”下的“細胞”對應的A2、B3、C2三個欄目下都記1分。如果學生做了，而沒有答對則只在關注欄目下記1分，學生沒做就全記0分。宏觀互評就是全程積分互評，有周評、月評、期評和年評等。按上述方式逐個智元積分，然后縱向求和，再歸一處理，并根據最大值的位置確定學生個體的發展優勢，根據最小值提醒學生注意什么。“發展態勢”載有“智元整合積分評估體系”，使教學信息及時反饋、調控教學系統和學生學習行為。
　　綜上所述，在智元整合的過程中，以智元為立足點，以學案為引擎，促進師生之間的互動、學生與學生之間的互動、學生與媒體之間的互動、教師與媒體之間的互動，使教師、學生、網絡共同作用于課堂教學過程。在這個過程中，學生可以充分運用網絡技術把文本資源、網絡資源、實驗探究、社區資源都可以整合到一起，迅速解決問題，從而生成智元，他們主體作用得到充分發揮，自主能力得到強化，自主獲取和處理信息的機會多多，其邏輯思維能力鍛煉時空很多，因而學生邏輯思維能力的提高也就比較顯著。可見，智元整合模式把我校網絡技術教育與學科課程教學整合為協同、互補、高效的學習系統，能提高學生的邏輯思維能力。
　　(作者單位：湖南省祁陽縣第四中學教育現代化研究小組)
　　編輯／張