學生思維發展視角下的信息技術與課堂教學

摘 要 詳細闡述學生思維發展的幾個條件——課堂變革、信息技術、課堂管理，給出有效整合各個因素的信息技術應用模型。

關鍵詞學生思維發展；課堂變革；信息技術；課堂管理

中圖分類號 G40-057 文獻標識碼 B 文章編號 1671-489X（2008）18-0008-04

自信息技術出現之日起，人們就意識到信息技術將給教學和學習帶來積極影響，但至今尚未看到信息技術從根本上改變教學方式和學習方式的預期結果。現實的研究已經無數次地表明，學生從信息技術那里接受知識的效果未必優于從教師那里獲得知識的效果。那么，究竟信息技術的教育應用價值何在？教師應如何更加有效地運用信息技術進行課堂教學？

美國哈佛大學校長普西曾經說過：“一個人是否具有創造力，是一流人才和三流人才的分水嶺。”教育改革應該朝著學生創造性思維能力發展這個方向，始終把教會學生思維作為自己肩負的最終使命。課堂是學生在學校活動的基本場所，教育教學的改革離不開課堂教學的改造。有效的課堂教學不僅要完成學生知識的積累，更要促進學生知識的遷移，學會問題解決，從而促進學生思維能力的發展。促進學生思維能力發展的課堂是學生主動參與問題探究的課堂，是學生主動建構知識的課堂，是學生積極協作與對話的課堂。信息技術的出現要在學生生活的課堂上促進課堂的深刻變革，促進學生的主動參與、合作探究與知識建構，為學生思維發展創造環境，提供工具。它的實效性應該體現在促進學生思維發展方面，為學生的問題解決構建問題情境、提供學習支架（圖1）。同時，學習既是學，也是習。信息技術要為學生提供形式多樣的練習與及時準確的反饋。

1 課堂變革——促進學生思維發展的核心要素

任何教育教學改革如果沒有真正觸動課堂的話，那么這種改革就不能說是徹底的，不能說是真正改變了學校生活[1]。過去常常把教師的課堂行為類比成表演的藝術，把課堂當作教師表演的舞臺，學生沒有或是甚少參與課堂活動，僅有的參與只是知識和技能的重復訓練。久而久之，學生在課堂中失去了獨特的個性，失去了獨立判斷是非的能力，學生思維的靈活性漸漸在降低，想象力和創造力逐漸消失。為了培養學生的發散思維、創造思維，課堂應該為學生營造一個安全、自由的空間，鼓勵學生進行探索和創造。在這樣一種思維教學觀的支配下，中小學課堂至少應該出現以下一些變化。

1.1 關注學生的問題探究與主動參與創新總是在問題解決中發展起來的，問題解決是創新的土壤。人們往往在面對自己有意解決的，而且是能夠解決的問題面前，才能產生最有效的學習。學生需要在真實的問題情境中，通過積極地處理事物、使用情境中的工具以及觀察他們操作的結果，解決問題，探究知識，進行更加高級的思維活動，獲得主動的、有意義的學習。在課堂教學中，教師應注意根據學生的認知特點和智慧特征將知識點轉化為學生探究的問題，精心設計各種活動，給學生以自主支配的時間和空間（如至少把課堂上1/3的時間交給學生），使學生最大限度地處于主動激活狀態，積極地動手、動腦、動口，主動探究外部信息，獲取知識。

1.2 關注學生的對話協作與多維互動在真實世界中，人們自然地尋找他人幫助自己解決問題、完成任務。學校中的活動也并非是獨立學習和完成任務的過程，學生的學習需要對話與協作，僅僅依賴獨立學習難以使學生形成更自然、更具生產力的（productive）思維模式。而且，學生所持有的行為方式和思想觀念一方面表現出與成人相異的特點，另一方面又受著成人的引導和影響，表現出認同成人價值觀的特點。學生的這種特性也要求學校各群體間的多維互動，縮小各群體間文化的差異。這種多維互動不僅僅是教師與學生的雙邊互動，還應該包括學生與學生之間，學生與文本之間，學生與計算機之間的互動。有時，在群體中活動的學生還需要有機會在不同文化、不同地域、不同知識背景中，與他人產生對話與協作，協商出關于任務的一致性理解，在完成任務所使用的方法、策略方面達成共識。

1.3 關注學生的練習反饋與知識遷移學生在課堂上的學習既包括學也包括習。課堂練習是學生課堂獨立活動中的一項重要活動，它一方面能使學生將剛剛理解的知識加以應用，在應用中加深對新知識的理解；另一方面，能即時暴露學生對新知識理解應用上的不足，以使師生雙方及時訂正、改正錯誤和不足。練習與反饋是課堂教學的重要環節，是提高課堂教學質量的重要保證[2]。

課堂教學雖然要“破”知識為本，“立”思維為本，但必要的知識仍然是思維發揮作用的基礎性要素。思維能力的高低部分地取決于記憶貯存中相關信息在量上的多少。正如杜威所說：“我們可以有事實而沒有思維，但我們不可能有思維而沒有事實。”因此，及時、準確的練習與反饋在課堂活動中仍有一席之地，但這樣的練習與反饋要以學生的知識運用與遷移為本。

1.4 關注學生的心理自由和心理安全當創造者感受到別人能夠容忍或尊重他的異常行為時，就會在心理上產生一種安全感，更進一步的，賦予創建的思維就會得到鼓勵。課堂中為學生創造“心理安全”和“心理自由”的條件，對于學生思維能力發展具有重要意義。拆除教師與學生之間壁壘森嚴的藩籬，用平等、民主來對待學生，也許是課堂教學改革的必由之路。學生只有在寬松的氛圍中才能暢所欲言，他們的個性才能得到張揚，創新也才能應運而生。

2 信息技術——構建學生思維發展的支撐環境

為了促進學生思維發展，為學生的終身學習打下知識的基礎和學習能力的基礎，教師需要為學生在課堂學習中構建一種能夠“給養”知識和學習能力的環境。信息技術的發展推動了這種學習給養環境的構建，它經常被用來支持學生的實驗、操作和觀念的產生。近年來，教學領域出現了大量以建構主義學習觀為指導的新型教學模式，如基于問題的學習、拋錨式學習、認知學徒制和基于項目的學習、網絡主題探究學習等，這些學習方式都離不開開放的學習環境，信息技術為這種開放的、提供學習給養的環境構建提供了支持。

2.1 信息技術創設富有挑戰性的問題情境問題解決是學生思維發展的有效路徑，信息技術需要為學生的有意義學習構建具有挑戰性的問題情境。問題情境的創設成為信息技術支撐學生問題解決的關鍵。這種問題情境中的問題與傳統教學中的問題有著本質區別。傳統教學中的問題更多的是作為已經學習過的概念和原理的強化物；而信息技術構建的問題情境中，學生學習問題的目的是要學習問題情境中隱含的知識、概念和原理。信息技術構建的問題情境需要包括3個要素。

1)問題境脈，即問題產生的背景，涉及的人物、事件，問題界定和解決所需的資源，包括文本的、聲音的、圖像的、視頻的，等等。信息技術構建了與問題相關的信息庫，學生可以在問題解決實踐中獲取和利用信息，為學生的實踐和知識獲得提供支持。信息庫的組織方式應能支持他們參與各種類型的活動，提供給學生活動過程中所需的文本、圖表、聲音、視頻等信息資源。

2）問題，學生要學習的知識和技能隱含其中，問題的提出需要以學生愿意接受的方式完成，有趣、吸引人，調動起學生學習的動機。Rob Foshay Jamie Kirkley在美國教學設計專家喬納森（Jonassen）對問題類型研究的基礎上給出良構問題、適構問題（Moderately Structured）和劣構問題的特性[3]。良構問題依靠陳述性知識，缺乏遷移，通過實踐，任務通常變得自動化；適構問題需要在情境中智力建模、問題呈示和類比、抽象推理、評價等技能，產生強遷移；劣構問題需要更加廣泛的知識經驗，大量使用抽象、類比、符號推理及認知彈性。劣構問題教學必須幫助學習者界定問題的情境和目的，提供多樣化實踐的機會，遷移最強[4]。

①良構問題舉例。一塊長方形的臺布，長5分米，寬4分米，在它的四周繡上花邊，花邊長多少分米？

②適構問題舉例。王大爺2007年12月把10 000元存入銀行，定期三年，眼看就要到期了，但王大爺老伴突然生病住院，急需這10 000元。不到期取款一律按活期利率計算，王大爺正左右為難，怎樣能夠降低損失？

③劣構問題舉例。某塑料化工廠是某市重點企業，但近年來該化工廠的污染問題嚴重危害了該市人民的生活環境，怎樣解決生產和環境之間的矛盾？

3）問題操縱空間。學生需要對界定的問題產生問題解決方案的假設，信息技術的出現可以使學生通過操作變量，直接看到變量變化后的結果，以論證他們的假設。學生在此過程中可以體驗一個真正的科學研究者的問題解決過程，訓練自己的分析、評價、綜合等能力。同時，信息技術為學生提供了思維外化的工具，使學生的隱性知識變為顯性知識。例如，直接操作界面使學生能夠用圖形表征系統模型，學生可以用數碼照片或自制圖形來說明他們所研究的系統，用概念圖（Concept maps）工具表征系統各元素之間的關系，用電子圖表工具表明現象與原因之間的因果關系。

2.2 信息技術搭建學生思維發展的腳手架維果茨基提出的“最近發展區”理論指出，學習者的問題解決能力在教師和專家、同伴的共同作用下，會達到一個更高的發展水平。在信息技術發展的今天，教師、專家和同伴已不再局限于“人類范疇”，信息技術也可以充當個體認知發展的“伙伴”，與教師、學習同伴等共同發揮作用，幫助學生發展思維能力。

1）信息技術作為認知工具，拓展學生的心智。學生在問題環境中，把一些認知工作轉卸到信息技術上，使學生有更多機會進行更加高級的信息處理。如，學生在遇到復雜數字計算時，就可以把這種任務交給計算機，自己只需要考慮采用何種計算算法，測試結果，得出結論。因為計算機負責的計算工作比學生用手工計算更有效率，同時也把更加高水平的算法決策留給學生，使學生有機會訓練自己的高級思維能力。在課堂教學中，任何一種計算機和網絡技術如果使用得當，都可以成為學生的認知工具，幫助學生完成認知操作，促進學生思考。

2）信息技術使學生產生認知留存現象，發展學生的認知結構。20世紀70年代末，Salomon提出證據表明，利用媒介作為思維的工具是人類將這些媒介的符號系統內化[5]。他認為，偶爾接觸媒介，有意地模擬媒介的符號系統，對于認知有直接的、可以預見的效果。例如，有一個軟件叫“寫作伙伴”，它可以對學生進行寫作能力的元認知指導，當學生用過一段時間后，可以不用這個軟件而把這種寫作思想內化到自己的知識結構中，變成一種自動化的行為。學者陳琦對此也做了一個實證研究，表明概念圖導航可以促進學生知識的建構[5]。

3）信息技術作為認知伙伴，減少學生的認知負荷。信息爆炸的時代，任何人也不可能在有限的生命中掌握所有的知識，信息技術作為分布式認知的一個元素，可以充當學生的記憶系統，龐大的信息資源庫為學生提供了豐富的信息資源，當學生需要用到某種信息時，只需要從信息庫中查詢出相應內容即可，減少了學生的認知負荷。在課堂教學中，教師也可以利用信息技術，如電子演示文稿，根據學生的認知特點，利用多媒體元素（如圖形、圖表、聲音、動畫等）幫助學生建構意義。

4）信息技術作為交流協作工具，拓展了學生的認知空間。每個學習者都有個體的知識經驗，不同的學習者可以對問題形成不同的假設和推論，如果讓他們在協同工作中，相互交流、互動、爭辯和討論，共同解決問題，那么每個個體的認知空間將被加大，促進個體間的對話，完善個體的意義建構，提高學生的思維能力。信息技術的發展使得學習者之間的交往空間不再局限于課堂上的教師、學生，它將與認知對象相關的所有元素調動起來，無論是交流工具（Blog）、內容獲取工具（RSS），還是協同共創工具（Wiki）等都在不斷增加開放與參與程度，為每個用戶提供多維度的交際網絡。

2.3 運用信息技術展開反饋和評價，促進知識的保持和遷移練習與反饋是課堂教學的重要環節，是提高課堂教學質量的重要保證。即使在信息技術發展的今天，課堂教學中及時、準確的反饋信息仍然是學生達成某一預定目標所必要的強化因素。在問題解決過程中，學生通過問題情境所學到的知識和技能可以由教師或信息技術向學生提供練習與反饋，反饋可以有多種類型，有時學生在完成了任務、解決了問題以后，其問題解決結果會使學生獲得自然反饋。

3 課堂管理——創造學生思維發展的和諧氛圍

和諧的課堂氛圍是學生創造性思維發展不可或缺的環境因素，但“和諧”并不意味著學生在課堂中可以自由散漫，以往在信息技術環境下失控的課堂其實并不利于學生思維的發展。應該說，無論是傳統課堂還是信息技術參與的課堂，課堂管理都是有效課堂教學的重要成分，如果課堂時間被管理問題消耗掉，真正學習的時間就相對減少。良好的課堂管理可以為課堂學習中學生的思維發展創造良好的空間和氛圍。Woolfolk所做的一項研究表明，以問題解決為中心的學習需要立足于有效的課堂管理，有效的課堂管理至少在3個方面可以引發有效的學習：一是有效的課堂管理可以將課堂有效學習時間加以擴充；二是使學生有更多機會可以參與學習；三是可以幫助學生學習自我管理。學生活動中的決策分析、時間管理、合作學習等使學生有機會學習自我監控，良好的師生關系、和諧的生生關系為自我監控的學習構建了安全可靠的學習氛圍。因此，教師有必要花時間和精力向學生傳授如何進行自我管理、如何負責任地完成活動。那些沒有進行學生自我管理和自我監控教學的信息化課堂往往使學生在自主學習、合作學習中不知所措，無法有效完成教師所設計的各項任務。

4 結語

有效發揮信息技術在課堂教學中的實效性，必須以學生思維能力發展為本，學生思維發展應該成為信息技術在課堂應用的根本目標。但信息技術本身并不能導致課堂教學從知識本位到能力本位的轉變，它只是在使用技術的人的觀念發生改變時起到促進和支撐的作用。因此，教師的觀念更新和專業素質提升要先行，信息化環境下的教師專業發展才是有效應用信息技術的根本保障。也就是人們常說的，“要把班級中的信息技術設備包括軟件、硬件和互聯網等轉化為教與學的工具，取決于那些具有豐富的知識和滿腔的熱情，并為改進學生成績而接受過在工作中使用技術這一方面訓練的教師”。

參考文獻

[1]鄭金洲.課改新課型[M].北京:教育科學出版社，2006(3):23-28

[2]余文森.有效課堂教學的基本要素[J].教育發展研究，2007(Z2)

[3]Foshay R， Kirkley J.Principles for Teaching Problem Solving[EB/OL].http://www.plato.com/downloads/ papers/paper_04.pdf

[4]胡小勇.問題化教學設計——信息技術促進教學改革[M].北京:教育科學出版社，2006(10):89-93

[5]張麗莉，李興保.分布式認知視角中的媒介[J].教育技術導刊，2005(11)