信息化環境下科學探究學習研究

陸海鋼 管廷昭

【摘 要】科學技術的高速發展帶來了信息技術革命，以計算機技術為代表的信息技術在教育領域得到了廣泛應用。探究式教學越來越多地融入信息化特征，基于信息技術環境下的“探究式教學”形式成為教學改革的重要研究領域。本文通過分析信息技術環境下探究式教學的特點，總結有效的教學模式為提高教學質量提供新的思路。

【關鍵詞】信息化 探究式教學 研究

1 探究式教學的概念

所謂探究，就其探究式本意來說是探討和研究。探討就是探求學問，探求真理、探本求源；研究就是研討問題，追根求源和多方尋求答案，解決疑問[1]。在探究式教學開展過程中，教師提出問題為教學活動中心，學生在教師指導下通過發現問題，通過開展討論、查閱資料等活動提出解決問題的方法。探究式教學模式通過激發學生學習的內驅力，將傳授知識的過程轉變為學生主動探究知識的過程；探究式教學重視探究能力的培養，在探究中獲得科學的結論，形成良好的認知結構。教師創設情境，學生運用創造性思維去獲得親身實證的知識，培養學生善于發現問題、分析和解決問題的能力；讓學生養成探究的態度和習慣，逐步形成探究的技巧。

探究式教學可以總結為： 學生在學習概念和原理時，教師只是給他們一些事例和問題，讓學生自己通過閱讀、觀察、實驗、思考、討論、聽講等途徑去獨立探究，自行發現并掌握相應的原理和結論的一種方法。

2 信息化環境下探究式教學的特點

2.1 新穎的教育手段，更利于教師引導學生從事探究性活動

在信息化環境下，教育技術手段不斷發展，以計算機為核心的現代信息技術為探究式教學提供了更易于實現和操作的物質基礎。[2]

探究式教學開展的第一步，就是所探究問題的提出。這關鍵的一步直接影響探究式教學的順利進行，決定探究教學能否達到預期效果。在信息技術環境下豐富的教育資源，教師可以根據不同的探究內容，選擇不同的信息媒體，如電視、電影或者網絡等，提出有針對性的問題來設定探究任務、引導探究方向。如在課堂上，教師就可以采用開放的、互動的導航網頁形式呈現某一問題的相關內容，引起學生興趣，從而提出正待探究的問題。

2.2 豐富的信息資源，有利于學生方便獨立地獲取知識

信息技術發展最大的代表之一就是互聯網絡的蓬勃發展，各類資源網站、教學網站、專家主頁、電子期刊獎、網絡教室等等，涵蓋文史法商工等各個學科，學生在收集數據的探究過程極為方便。

2.3 多樣化的信息呈現方式在探究過程中充滿了自主性、趣味性和效率

探究式教學是以學生為主體的，相互促動、積極的、有意義的學習過程。在網絡中海量的信息以生動直觀的信息呈現方，多樣化資源情境、案例情境、問題情境和活動情境，有利于激發學生的學習動機，積極參與和主動探究。學生思維活躍，主動性強，提高了對問題的興趣，探究過程的效率也得到了極大的提高。

2.4 虛擬化的教學環境，探究教學的開展超越時空并具有開放性

網上遠程教學、在線學習、網絡課程、虛擬學校等基于網絡的教學手段，使得學生可以在不同的地方圍繞同一探究的問題進行探究、交流、討論，更廣域的學習探究群體，有助于促進學生對問題的理解和認識，激發更獲得思想碰撞，有利于引發新的有價值的問題。

3 信息化環境下探究教學基本模式

建構主義學習理論提出，學生的學習活動必須與具體的學習任務或問題相結合；應該相互協作交流中進行意義建構。應該以探索問題來引動和維持學習者學習的興趣和動機；應該創建真實的教學環境，讓學生在“現實”的情境中進行學習；要讓學生必須擁有學習的主動權、擁有自我評價和反思的機會等。[3]信息技術環境下的探究式教學模式主要以下幾種：

3.1 有助于培養學生的創新能力和獨立解決問題的能力“任務驅動”模式

實施“任務驅動”教學活動，是為了激發起求知欲望，培養獨立探索、開拓進取的自學能力。需要對教學環節進行精心的設計。

“任務驅動”中將教學內容隱藏在任務中，通過分析任務，學生提出分析問題并解決問題。任務的設計要根據學生知識能力、具體教學內容的詳細設計。學生在完成任務的過程中培養創新意識、創新能力，培養自主學習能力，具備獨立發現問題、思考問題、解決問題的能力。學生通過分析任務，用舊知識去完成任務，并發現不能獨立解決的問題，這個問題也就是新的知識，此時學生就有了極強的求知欲，此時老師將新知識傳授給將起到事半功倍的效果。

在教學中，“任務驅動”是比較重要的探究式教學模式。通過提供任務目標、基礎條件，由學生通過數字化教學資源庫完成任務，開展自主學習。

3.2 有助于培養團隊配合能力的協作式教學模式

以計算機網絡為載體，多媒體等技術支撐，學生針對同一個學習任務合作交流互助完成，促使學習者對學習內容更加深刻的理解與掌握，具有自發性、合作性、多樣性、高效性的特點，一般以團隊合作為主要學習方式，開展探究教學。

一般分為五個步驟設計教學過程：

（1）根據學習內容創設合適的情境，激發學習興趣。網絡環境下信息內容巨大，學習者容易被干擾，必須學習明確目的。明確的學習目標決定了學習的內容，有利于對學習效果開展評價。

（2）根據學生的個人特點從知識結構、認知能力等方面制定學習計劃，選擇適合的學習策略；根據學習者自身特點分配學習小組，互幫互助，展開合作與探索。

（3）小組成員在明確學習任務獲得信息之后，要注重與其它小組成員進行討論交流。在學習中獨立學習、合作互助，實行優勢互補，與同伴密切溝通與積極協作過程中理解對學習內容。教師根據學生的學習進程，對學生遺漏問題、總結有誤等情況進行引導矯正。學生通過網絡教室、在線教學平臺、遠程視頻會商系統開展協作學習。

（4）小組內學生就某一問題做出答案達成共識后，通過網絡教室、視頻會議系統向全班匯報學習成果，由教師和其它組的學生進行評價，提出意見和建議。

（5）學生要及時總結協作過程的心得，獲取的新知識和方法如何在以后的學習里運用。

3.3 有助于學生知識主動構建的問題探究式教學模式

問題探究式教學以“問題解決”為中心，以主體教育和建構主義教育理論為基礎，以學生的學為主體，通過學生主動探索問題的科學真相，學生在學習中理解并開展科學研究。主要工具有網絡教學平臺、在線課堂、教學博客、數字化資源庫、移動學習等。

（1）創設與要解決的問題相關的情境，提供生活實例或相關資料，可以激發學生的學習興趣，建立良好的學習心理傾向。

（2）學生通過分析問題，查找有助解決問題的知識點，確定解決問題的辦法。

（3）小組成員通過相互合作，共享有關信息，共同分析問題得出結論，有助于培養自主思維能力，認識到交流與合作對解決問題的有益幫助。

（4）教師在學生總結的基礎上開展強化練習，鞏固學習成果。

3.3 有助于學生學會學習的“自主型”教學模式

該教學模式依托信息技術，尊重學生獨立人格，發展學生個性，發揮學生在學習過程中的積極性和主動性，以學生更好地學會學習為目標的一種學習思想和學習形式。高校教學尤其研究生教學，以教為輔，自學為主，強調學生在教師的指導輔助下，以自主學習作為獲取知識的主要途徑。

（1）教師從不同角度、類型和觀點設計不同的與主題相關的問題情境。該問題情境真實、適應性強，有利于學習的網絡化學習環境。

（2）與主題相關的知識構成呈現在學生的學習網頁，有利于學生獲取。

（3）學習網頁具有學生交流、討論、展示等功能，學生可以開展協作學習。教師要引導、啟發學生，引導學生達成共識，促進學生理解和深化學習內容，激發學生的自主創造思維和合作學習能力。

（4）網上教學評價時效性高，達到調控、反饋、矯正的功能。主要分為學生自評、小組評價、學生互評等形式。

（5）教師要及時分析學生的匯報、總結，提出合適的建議，引導學生回憶、反思學習過程，比如同伴值得自己學習的地方，如何發現規律，學到了哪些新的知識、技能、方法，如何應用到后面的學習中，怎樣才能有效的提取知識的要素，怎樣有效快速的查找信息。

3.5 有助于培養獨立思考能力的“主題探究式”教學模式

大學教育以培養學生“學會學習”為目標，主題探究式教學模式最大的特點是學生不僅在“做中學”，更要在“研究中學”。培養學生獨立思考與解決問題的能力，學生不僅僅簡單的解決問題，還要學會推敲問題的性質，達到意義構建的目的。通過信息技術，為學生提供教育技術手段，開展主題探究學習，培養探究能力。

（1）導入情境激發學生研究的興趣，向學生明確主題學習的要求和重點。

（2）引導學生分析任務，總結已知條件、目標，鼓勵學生開展猜想，大膽提出解決問題的方案。

（3）學生分組后，向小組成員分配任務，提供信息資源，力求學生能夠獨立操作，最后進行協作學習。

（4）小組間交流信息以及解決問題的思路想法，提出解決方案再加以驗證。

（5）對研究結果進行討論、評價，整合分析，撰寫學習報告，確定最佳方案。

（6）要求學生對研究的過程加以回憶和思考，總結主題學習收獲，及解決問題的基本思想與方法等。

參考文獻：

[1] 馮克誠.田曉娜.最新教學模式全書.國際文化出版公司.

[2] 錢小莉.關于信息技術環境下探究式教學模式的研究.時代教育（教育教學版）， 2009年08期.

[3] 何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報（社會科學版），1997，（5）.

基金項目：南京信息工程大學教學改革課題（11jy055）；江蘇省現代教育技術研究2015年度課題（2015-r-44935）。