網絡環境下高中物理ＳＴＳ教育探索與實踐

摘要：本文簡單介紹了網絡環境下教學的理念與理論，探討了高中物理教育與STS教育的關系，著重闡述了網絡環境下高中物理STS教育課堂教學模式的構建，并分析了實際案例。

關鍵詞：網絡環境；高中物理；STS教育

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2007)2(S)-0010-3

信息技術與學科課程整合是當前基礎教育領域研究的熱點課題。信息技術如何與物理學科教學整合、物理教學如何滲透STS教育理念是當今物理教師思考的重要問題。根據STS教育的性質、物理學科的特點，創建網絡環境下高中物理STS教育的課堂教學模式，是實現STS教育的重要途徑。

1網絡環境下教學的理念與理論

1．1理念方面

1.1.1“用技術學習”(1earn with technology)的技術應用觀

回顧技術在教育中的應用，技術應用觀經歷了從學習技術(1earn about technology)、從技術中學(1earn from technology)再到用技術學習(1earnwithtechnology)的發展過程。前兩者技術應用觀為客觀主義技術應用觀，后者為建構主義技術應用觀。

“用技術學習”(1earnwithtechnology)的技術應用觀，已成技術應用和信息技術與課程整合的主流趨勢”［1］。它認為［2］：技術是知識建構的工具，以拓展學習者構建自身知識的能力，而不是通過預先設定的程序內容來教學習者；通過這些技術，學生是“用技術學習”而不是“從技術中學習”；這些技術的作用不僅包括培養、開發學習者的認知技能，而且計算機還能幫助學習者工作、計劃、設計或與電腦軟件進行交流；當學生把計算機當作認知工具時，學習者是“用技術學習的”。

1.1.2STS教育與新課程理念

STS教育是包括物理教育在內的科學教育改革的新理念，預示著科學教育改革的未來趨勢［3］(宏觀層面)，新課程理念則從課程目標、結構、內容、實施與評價等微觀操作層面指導教學與實踐。網絡環境下的教學，應當映射這些理念，教師應把握教學目標的整體性，理解和創造理想的課堂形態，以轉變學習方式的研究和實踐為重心，引導師生角色、教學關系、教學過程、教學方法、教學環境和教學評價的變革，并關注學習者如何學習的學習理論。

1.2理論方面

21世紀以多媒體網絡技術為標志的信息時代賦予了新時期教育教學的新內涵，網絡教學環境為個別化學習、協作化學習創設了前所未有的條件，極大了支持了建構主義的教學實踐。“建構主義理論本身是在20世紀90年代初期，伴隨著多媒體和網絡通信技術的日漸普及而逐漸發展起來的，可以說，沒有信息技術就沒有建構主義的‘出頭日’，就沒有今天的廣泛影響。所以這種理論‘天生’就對信息技術‘情有獨鐘’，它可以對信息技術環境下的教學(也就是信息技術與各學科課程的整合)提供最強有力的支持”［4］。因此，在建構主義學習理論特別是信息加上建構主義的指導下，教學的四大要素即學生、教師、媒體、教材都發生了深刻的變化：

(1)學生是信息加工的主體，是知識意義的主動建構者。學生的地位將由傳統模式的被動接受者轉變為主動參與者，學生將成為知識的探索者和學習過程中真正的認識主體。

(2)教師的角色發生了變化。教師是教學過程的組織者、指導者，意義建構的幫助者、促進者。

(3)媒體也不再是幫助教師傳授知識的手段、方法，而是用來創設情境、進行協作學習和會話交流，即作為學生主動學習、協作式探索的認知工具。

(4)教材已不是學生的主要學習內容，而是學生主動建構意義的對象，學生通過自主學習，主要從網絡、圖書館、資料室等途徑獲取大量知識。

2高中物理教育與STS教育

物理學科是整個自然科學的基礎，物理學由于其基礎性、理論性和實踐性，決定了它在當代科技進步和經濟發展中的特殊地位。物理教育是科學教育的重要組成部分，是科學教育的主渠道。它在提高每個人的科學素養，推動科學技術、經濟乃至社會發展中，承擔著不可推卸的責任。

STS教育作為一種新時代下的教育思想、理念，與高中物理教育之間存在密切的關系：

（1）作為物理學前沿陣地的非線性科學在人們思維、社會、文化中反映的深刻內涵與STS教育展現的特點寓意相通，成為STS教育特點的科學理論之源［5］。

（2）高中物理是STS教育理念得以展現的主渠道。

（3）STS教育的理念已明確體現在我國的高中物理課程標準、物理教材中。

因此，以物理學科為中心，將STS教育理念與實踐反映到物理教學中，是實現中學物理教育改革最佳的方式之一。

3網絡環境下高中物理STS教育案例

網絡環境下教學的自由度比較大，因此很難有一個固定的課堂教學模式，在此提出一個一般性的網絡環境下高中物理STS教育課堂教學模式的流程圖，并以“原子核式結構的發現原子核”為例，對此模式作一介紹。

3.1體現現代教學設計理念

如圖1所示，我們將該模式的流程圖分成三個組成部分，即前期分析(包括學習需要分析、學習任務分析、學習者分析、學習背景分析)、教學方案的生成與實施(包括確定物理STS學習主題、學習情境設計、學習資源設計、學習策略設計、學習工具設計和管理與幫助設計)、教學評價與修改(形成性評價、修改及總結性評價)，這三部分構成了統一的有機體。

3.2前期分析

在課堂教學之前通過學習需要、學習任務、學習者、學習背景分析，旨在防止教學中存在的問題，以避免后續工作無的放矢，浪費人力、物力。

3.3教學方案的生成與實施

3.3.1確定物理STS學習主題

物理STS教育所涉及內容包括科學、技術、社會三方面，是一門綜合性課程，它呈現的知識結構是廣泛的、零碎的，但又是結網狀的、非線性的有機聯系。因而，作好前期分析之后，在多媒體網絡技術支持的超文本鏈接下，建立“學習定向點”，即物理STS學習主題(學習主題下又可以設立物理知識、物理技術與應用、物理人文、物理與現代生活等多個專題)，然后圍繞這個定向點，設置學習情境、集成學習資源、創新學習工具、組織學習策略、優化在線管理與幫助，進而展開符合學習者思維方式的教學。

就“原子核式結構的發現原子核”這一學習主題而言，可以設置原子學說起源、原子核式結構的發現之旅、可貴的師生情懷、電子云、夸丸之謎、微觀世界最新研究進展等學習專題，學習者可以從不同的角度隨機進入學習，從而獲得多方面的意義建構。

3.3.2學習情境與學習資源設計

陸機的《文賦》有云：觀古今于須臾，撫四海于一瞬；籠天地于形內，挫萬物于筆端。利用多媒體網絡技術，將古今中外的人文圖片、影音資料、影視資料等等，通過篩選優化，以超文本和超媒體非線性組織方式，匯聚、集成于網絡環境當中，有利于創設良好的虛擬現實的課堂教學情境及生動活潑的教學內容。

對于本案例而言，學生早在初中就已知道原子的核式結構，而且這個問題早就被前人解決，教學的“生花”之處應落在“如何發現”上。這就需要通過豐富的信息資源，創設、還原“如何發現”的情境，讓學生瞬間感知“幾個世紀的發現之旅”，激起他們的“思想火花”，并體驗科學探索精神的難能可貴。

3.3.3學習工具與學習策略設計

學習工具從作用角度講可以分為六類，即效能工具、信息獲取工具、認知工具、情境工具、交流工具和評價工具，且突出認知工具的作用。在網絡化的學習環境中，應充分以多媒體網絡技術為核心的信息技術作為學習工具的作用，讓學習者用技術學(Learnig With Technology)，使之作為學習者的學習伙伴，以支持、引導、擴展學習者的思維過程，促進自身的意義建構。在設計學習工具時，要考慮三個原則：

一是根據學習任務確定學習工具。如在小結本案例“核式結構發現過程”的知識點時，應側重應用概念地圖等認知工具，而在探討“如

何發現、師生情懷”等專題時，Bulletin boards、Meetup、QQ等社會性軟件則是交流、評價的伙伴。

二是符合需要原則。在設計時應該提供多種學習工具，以適應不同的學習需要。

三是學習工具的選擇要與學生的能力相適應。

有了學習工具的支持，就可以建立不同的學習策略。建構主義學習理論提倡自主學習策略，目前常用的自主學習策略有“支架式”、“拋錨式”、“隨機進入式”和啟發式等多種［6］。特別指出的是，隨機進入教學要求教學設計者為學習主題創設不同側面、不同角度的多樣學習情境，以便讓學生在自主探索過程中可以隨意進入其中任意一種情境。對于隨機進入式學習策略而言，在同一主題下，不同的專題內容有不同的學習策略。

例如，對核式結構的發現過程可以采用啟發式策略，對科學家的探索可采用角色扮演策略，對夸克之謎、微觀世界的最新發現可采用協作探討策略等等。

3.3.4管理與幫助設計

學生是學習的主體，但絕對不是讓學生處于學習效率不高的“放羊狀態”。在STS學習網絡中，學生面對豐富的學習資源易出現學習行為與學習目標相偏離的情況；不同層次的學生由于采取不同的學習路徑，也會遇到不同的困難。教師是教學過程的組織者、指導者，意義建構的幫助者、促進者。通過電子舉手、自由討論等，教師可方便地實現對學生的個別輔導、單獨對話。在這互動過程中，教師可以規范學生的學生行為，幫助學生尋找適合自身的學習策略，引導學生正確使用學習工具，啟發誘導學生自己去發現大自然的奧秘、感知技術的兩面性、體驗社會的情感脈絡，以培養學生的學習觀、人生觀。

3.4教學評價與修改

針對本課所學內容，教師指導學生進入測試網頁——智能習題庫，進行強化練習。每個學生根據自己的實際情況與能力水平選擇不同層次的測試題，獨立在網上完成測試，測試結果由計算機網絡反饋給師生，并“流”入學生成長電子檔案袋。

此外，根據反饋信息對教學內容進行修改調整，以便優化教學效果。

最后，通過電子評估系統，將學生自評、生生互評、教師評價按3∶3∶4比例，進行總結性評價，以檢驗學生的學業是否最終達到了學習目標的要求，從而區別優劣、分出等級或鑒定合格。

4結束語

實踐表明，網絡環境下高中物理STS教育課堂教學模式能真正達到自主學習、協作學習、發現個性和創新能力的目的，是實現STS教育的重要途徑，為新時期的物理教育教學改革提供了范例。

參考文獻：

［1］鐘志賢．《信息化教學模式》［M］．北京：教育科學出版社，2005，25

［2］Jonassen．LearningWithTechnology.Aconstructivist Perspective［M］．PrenticeHall，1999，152

［3］蔡鐵權．《物理教學叢論》［M］.北京：科學出版社，2005，157

［4］余勝泉，吳娟．《信息技術與課程整合》［M］．上海：上海教育出版社，2005，45

［5］黃曉．STS教育視野中的物理課程構建［D］．浙江師范大學，2002，5

［6］馬寧，余勝泉，何克抗．自主學習策略的設計與實現［J］．中國電化教育，2000，11

(欄目編輯趙保鋼)