信息技术获奖论文选

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基于Internet的教育网络与21世纪的教育革新







　　一、21世纪对教育需求的特点

　　21世纪将是人类全面进入信息化社会的世纪，21世纪对教育需求的特点也就是信息化社会对教育需求的特点，下面是对这类特点的初步分析。

　　⒈ 信息社会所需要的新型人材要求全新的培养模式

　　信息社会需要什么样的人材？信息社会所需要的人材应有什么样的知识结构与能力素质？自80年代以来，国内外的许多专家学者为这类问题开过不下几百次的专题研讨会，提出了各种各样的观点，但似乎还没有得出一致的结论。这里我们想借鉴一下日本政府关于这类问题的看法。1995年5月日本文部省与通产省联合实施了一项在基础教育领域有重大影响的试验研究项目：“100所中小学校联网试验研究”(实际参与试验学校为111所)[1]。他们之所以投入大量资金实施这个项目，其目的不仅仅在于使100多所试验学校的师生能掌握应用Internet网络的技能，更重要的是要探索一种新的教育体制与教学模式，使学生在这样的体制与模式下，能培养出很强的信息获取、信息分析与信息加工的能力(通常把这几方面的能力统称为“信息能力”)。他们认为具有这样一种能力对于培养能适应21世纪激烈的国际竞争的新型人材是至关重要的，而基于Internet的教育网络则为培养这种信息能力创造了最有利的条件。很清楚，日本政府是把具有信息能力，即具有获取、分析和加工信息的能力作为信息社会所需人材的最重要的知识结构与能力素质来考虑的。我们认为这种看法是有道理的，值得借鉴。 此外，为了迎接21世纪人类将要面临的、日益严峻的种种挑战(例如能源危机、环境污染、人口压力、粮食匮乏、毒品泛滥、色情暴力……等等)，要求学校培养出的新世纪接班人应当具有更多的发散性思维、批判性思维和创造性思维，即应当是具有高度创新能力的创造型人材，而不应当是只知接受教师传授的知识、只会记忆与背诵前人经验、不善于创新也不敢于创新的知识型人材。我国当前的教育体制与教学模式很难适应信息社会所需人材的信息能力培养与创造能力培养这两方面的强烈需求。

　　 ⒉ 信息社会的经济发展要求对劳动力进行终身的教育与培训

　　在信息社会中，对劳动力不仅要求进行职前教育与培训，而且要求进行终身的教育与培训，理由很简单--信息社会中社会财富的创造与积累即信息社会的经济发展愈来愈依赖基于知识的信息产业。这可通过以下事实来说明：⑴ 据有关方面的调查统计，1993年美国就业岗位的78%是与信息服务业有关，显示出信息产业在整个国民经济中起着非常重要的作用，而且这种趋势近年来一直在持续发展。 ⑵ 据美国公布的统计资料，1992年亿万富豪的排名榜，首次由微软公司总裁比尔.盖茨以65亿美元(1997年已达到510亿美元)的个人财产荣登榜首，这是一个历史性的变化。过去美国的富豪不是钢铁大王就是汽车大王或石油大王，他们依靠钢铁、汽车或石油这类“硬件”经过整个家族几代人的努力才积累起巨大的财富。而比尔.盖茨是在人类历史上第一个依靠“软件”─信息产业的主体，在短短的十多年间通过个人奋斗坐上首富这把交椅的。盖茨的成功除了他本人的天才因素以外，还有美国所提供的、率先由工业化向信息化社会过渡的得天独厚的土壤，所以盖茨的成功是信息产业开始成为国民经济主导产业的重要标志。 ⑶ 基于知识的信息产业是竞争最激烈、变化最急剧的产业。在这一领域内，哪怕知识与信息方面只领先或落后几个星期、几天、甚至几个小时，就足以使一个企业成为暴发户或面临破产。用“白热化”和“瞬息万变”来形容信息产业的竞争和发展态势，是不过分的。

　　显然，在这种背景下教育与培训就不仅是就业前的需要，而是对信息化社会的一个合格劳动力(能适应信息化社会发展需要的劳动力)的终身要求。为了达到对社会上所有劳动力进行终身培训的目标，有关专家预测需对在岗的劳动力至少每隔5年就要轮流培训一次，培训水平应在大专以上，时间约3至6个月。怎样来满足这样一种教育需求呢？如果沿用传统的教学模式和教育体制就要成倍甚至几倍地增加当前的高等教育机构，对许多国家来说，由于财力的限制，这是做不到的。

　　⒊ 信息社会的"知识爆炸"现象要求大幅度提高教学质量与教学效率

　　目前的主要教育体制(学校教育体制)和教学模式(以教师为中心的班级授课模式)基本上是在300多年前的工业化社会初期形成的，当时的生产力水平较低，社会节奏和社会发展步伐迟缓，知识的增长较慢，教学手段落后、单一。原来的教育体制和教学模式与这种状况是比较适应的。到了工业化高度发达，甚至开始进入信息化社会以后，社会节奏与知识增长速度大大加快。据联合国教科文组织的统计：人类近30年来所积累的科学知识，占有史以来积累的科学知识总量的90%，而在此之前的几千年中所积累的科学知识只占10%。英国技术预测专家詹姆斯.马丁的测算结果也表明了同样的趋势：人类的知识在19世纪是每50年增加一倍，20世纪初是每10年增加一倍，70年代是每5年增加一倍，而近10年大约每3年增加一倍。可见，知识总量在以爆炸式的速度急剧增长，老知识很快过时，知识就象产品一样频繁更新换代。显然，低效率的传统教育体制与教学模式难以适应信息社会中知识爆炸式增长并且迅速更新换代的教育需求。按照传统的教学模式与落后的教学方法，许多知识还没等到学生把它学会，可能就已经过时了。知识爆炸式增长并且迅速更新换代这种现象，还对几百万在职教师的继续教育与培训提出了全新的、紧迫的要求。“谁来教育老师？”“怎样教育老师？”已成为全社会的强烈呼吁和摆在各级教委领导面前急待解决的艰巨任务。运用传统的分期分批短期培训方式，无异于"杯水车薪"，于事无补。

　　二、 如何迎接21世纪对教育的挑战

　　由以上分析可见，未来21世纪的信息社会对教育提出的种种需求，实际上可以归结为要求实施下述培养模式：培养目标是德智体全面发展的、具有高度创新能力和很强信息能力(包括信息获取能力、分析能力与加工能力)的新型人材；培养内容应侧重使学生学会学习的方法，使之具有自我获取知识与更新知识的能力，而不强调直接教给学生大量的知识，并确保有较高的教学质量与教学效率，以便与“知识爆炸”和知识迅速更新换代的发展趋势相适应；培养方法应灵活多样，不受时间、空间和地域的限制，能适合各种学科并能满足终身教育、全民教育的需求。

　　目前我国人材的培养主要是通过各级各类学校的多种办学形式来实现的，因而我国目前的人材培养模式基本上取决于现有的教育体制与教学模式。那末，现有的体制与模式是否能满足未来21世纪信息社会对人材培养模式的需求呢？

　　我国现有的教育体制是以各级各类学校的正规教育体制为主，电大和函授形式的成人教育体制与继续教育体制为辅。这种教育体制有利于系统知识的传授和人材培养的规范化，有其合理性的一面。其主要弊病是投资庞大、效益不高，且受场地、空间、时间的严格限制，缺乏灵活性，不能适应终身教育、全民教育的需求。目前在我国各级各类学校中占统治地位的教学模式是以教师为中心、主要靠老师讲、学生听的班级授课模式，这种教学模式的优点是有利于教师起主导作用，便于教师组织课堂教学。其最大缺点是，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于受灌输的被动地位，其主动性、积极性难以发挥，很不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维，即不利于创新能力的形成和创造型人材的成长。至于信息获取、信息分析与加工能力，由于在班级授课的条件下学生缺乏主动探索、主动发现的学习环境，并且与社会上、国际上的信息资源完全隔绝，因而在传统教学模式下这种信息能力更加难以培养。可见在目前我国现有的教育体制与教学模式下，信息社会对教育提出的三方面的培养需求是很难以满足的。出路何在？

　　⒈ 基于Internet的教育网络能较好地满足21世纪对教育的需求

　　自80年代以来，为了迎接信息化社会对教育提出的种种挑战，国内外的学者作了许多探索，从CAI、ICAI、卫星电视、多媒体到教育网络，努力运用各种最新的信息技术手段来优化教育与教学过程，并且取得了显著的成效。例如美国杨百翰大学用于一对一强化训练的多媒体辅助外语教学系统，目前已能做到：对于一般的大学生，不论任何语种均能在一个月内达到能听能说的要求，极大地提高了教学质量与效率。我国近年来在小学实施的语文"四结合"教改试验，运用建构主义的学习理论与教学理论为指导把小学语文的识字教学、阅读教学、作文教学和计算机的汉字输入编码、打字以及多媒体的情境教学、计算机网络环境下的协作学习有机地融合在一起，形成一种新型的教学模式，从而使学生的学习积极性和主动性得到较充分的发挥，显著地提高了语文教学的质量与效率。上述事例说明，在先进的教育科学理论指导下采用信息技术手段进行教学模式、教学内容和教学方法的改革，完全有可能在同样时间内甚至较短的时间内取得更大、更好的教学效果，即实现教学质量与教学效率的大幅度提高。但是，如何在更大的范围内(不是在一个教学系统或一个学校范围内，而是在全社会的范围内)，在更为理想的教学环境下(比如在图文、音像并茂的多媒体环境下)来获取最佳的教学效果，使我们的人材培养模式完全适应21世纪的需求，这就需要在理论上进行更高层次的探索，需要有更强大的信息技术的支持，从而建构出更为完善的教育体制与教学模式。

　　众所周知，自进入九十年代以来，在信息领域有两大技术迅速兴起、蓬勃发展，正以排山倒海之势、雷霆万钧之力席卷全球，把自己的应用扩展到国民经济的一切领域，并引起人类社会生产方式、工作方式、学习方式乃至生活方式的重大变革。在人类几千年的文明发展史中，还没有过任何一种其它的技术能像这两大技术那样，在这样短的时间内，以如此巨大的声势与规模把自己的影响扩展到全世界范围，并对人类社会的文明与进步打下如此深刻的烙印。这两大技术就是“多媒体”与“因特网（Internet）”。

　　在人类文明的历史上，文字的出现，印刷术的产生，曾是信息技术发展史中的两个里程碑，并引发过教育体制与教学模式的两次飞跃：前者使书面语言加入到以往只能借助口头语言和动作语言进行的教育活动中，不仅扩展了教育的内容与形式，而且大大提高了学生的抽象思维能力和自学的能力；后者使纸张印刷的书籍、课本成为知识的主要载体，由此推动了科学文化的传播和教育的普及。这两次飞跃显然都大大加速了人类社会发展的进程，把人类文明提高到前所未有的高度。如上所述，当前以多媒体和Internet为标志的新的信息技术革命，正以惊人的速度改变着人们的生产方式、工作方式、学习方式和生活方式。毫无疑问，这不仅是信息技术发展的又一个里程碑，而且必将引起教育领域的深刻变革，使教育体制与教学模式产生新的重大飞跃。换句话说，在基于Internet的教育网络的基础上进一步与多媒体相结合，将发展出一种有可能适应21世纪教育需求的全新教育体制与教学模式。

　　⒉ 基于Internet的教育网络中的教育体制

　　基于Internet的教育网络中的教育体制不受时间、空间和地域的限制，通过计算机网络可扩展至全社会的每一个角落，甚至是全世界，这是真正意义上的开放大学；在这种教育体制下，工作与学习完全溶为一体，上班工作、下班学习的界线被打破，每个人可以在任意时间、任意地点通过网络自由地学习、工作或娱乐，这是真正意义上的自主学习和毕生都可以享用的终身教育；在这种教育体制下，每一个人，不管贫富贵贱都有可能得到每个学科第一流老师的指导，都可以向世界上最权威的专家请教，都可以借阅世界上最著名图书馆(例如美国国会图书馆或英国剑桥大学图书馆)的藏书甚至拷贝下来，都可以从世界上的任何角落获取到最新的信息和资料……。在基于信息高速公路(即Internet的未来发展，也称第二代的Internet)的教育网络即多媒体教育网络中，所有这些都可以在瞬息之间完成，你所需要的老师、专家、资料和信息，都是远在天边，但又近在眼前。世界上的每一个公民，不管其家庭出身、地位、财富如何，都可以享受到这种高质量的教育，这是真正意义上的全民教育。

　　⒊ 基于Internet的教育网络中的教学模式

　　在基于Internet的教育网络环境下，可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性，既可以进行个别化教学，又可以进行协作型教学(通过各种协作式教学策略的运用而实现)，还可以将“个别化”与“协作型”二者结合起来，所以是一种全新的网络教学模式。这种教学模式可以完全按照个人的需要进行，不论是教学内容、教学时间、教学方式甚至指导教师都可以按照学习者自己的意愿或需要进行选择。学习者可以在家里或是在办公室学习(通过计算机终端)，也可以在旅途中学习(通过便携式多功能微机)。每个学习者在学习过程中均可完成下列操作功能：

　　查询和访问分布在世界各地的多种信息源(必要时可以从该信息源拷贝所需的软件或资料)；

　　对选择出的信息资料进行分析、加工(排序、重组或变换)和存储；

　　和教师或其他学习者直接通讯(进行咨询、辅导、讨论和交流)；

　　和教师或其他学习者共享或共同操纵某个软件或文档资料的内容。

　　由于在这种教学模式下，能为学习者提供图文音像并茂的、丰富多采的交互式人机界面，能为学习者提供符合人类联想思维与联想记忆特点的、按超文本结构组织的大规模知识库与信息库，因而很易于激发学习者的学习兴趣，并为学习者实现探索式、发现式学习创造有利条件。从而有可能在这种教学模式下，真正达到让学习者主动建构知识的意义、实现自己获取知识自我更新甚至创造新知识的理想目标。

　　⒋ 基于Internet的协作式教学系统的实现

　　在Internet上的所有应用系统都是基于“客户/服务器”计算模式。因而实现协作式教学系统也要采用“客户/服务器”模式。另外又考虑到Internet软件平台的多样性，以及客户端程序发布的困难性。为了不使Internet的操作过于复杂，应在现有服务平台上加载这种学习系统。由于WWW浏览器操作简单、方便，又是基于图形用户界面，所以它在Internet上非常流行，利用WWW浏览实现学习系统客户端是最佳的选择。由于目前主流浏览器均能运行Java程序，而Java语言有良好的“客户/服务器”支持性，故用Java语言实现此类系统是最理想的。该系统的核心部分是客户端和服务器。客户端是学习者与协作式教学系统的界面，而服务器则负责管理和协调学习者之间的交互与协作。

　　⑴ 客户端以Applet的方式加载到客户端运行，使用Applet的最大好处是能利用现有的WWW浏览器解释运行，无需再学一种新的软件使用方法，而且对于软硬件平台没有要求。客户端核心部分主要有：试题说明区、范例演示区、同伴进度区、应答区、对话区等五大部分。不同协作类型的学习系统对这五个部分的侧重点可能不同。

　　⑵ 协作管理服务器：它是网络协作学习系统的核心，它控制和协调协作学习的顺利进行。它的主要功能是监听客户端所提出的要求，根据客户端的请求，执行相应的管理工作。具体说，协作管理服务器有如下功能：

　　 学习者的确认：对于新的学习者可生成一份新的档案，以记录学习者的学习过程；

　　协作管理：帮助学习者形成协作关系，并维护和协调他们之间的这种关系；

　　提供学习者之间的信息转发通路；

　　给学生呈现问题情境、示例解答、测评内容及反馈信息；

　　记录所有学习者的全部合作过程。

　　基于Internet网络的协作式教学系统具有非常广泛的应用前景，将人工智能与这种协作系统相结合，将是它的未来发展方向。我们国内对这类系统的研究开发还刚刚处于起步阶段。目前在台湾和上海交通大学虽然已有一些初步的研究成果[3][4][5]，但这些都还属于试验性质，离实用还有一定距离。我们应当看到未来Internet网络教育的发展方向，加大研究力度，促使基于Internet的教育应用尽快迈上一个新的台阶。

　　三、发达国家对基于Internet的教育革新的探索
　　
　　由于基于Internet的教育网络(其进一步发展则是基于信息高速公路的多媒体教育网络)在实现全新的教育体制与教学模式方面具有其它技术手段无可比拟的优越性，因此世界各国尤其是发达国家无不对此给予高度的重视，并投入大量的资金开展这一领域的基础与应用研究。 美国总统克林顿在1996年初就向全体美国公民提出一个挑战：要求在2000年以前把每一间教室和每一个图书馆(包括所有中小学的教室和农村的图书馆)都联到Internet上。1997年2月4日，在他向国会提交的国情咨文中又进一步提出：将于98年投入510亿美元的巨额预算用于实施一项称之为"美国教育行动"的宏伟计划。实施该计划的目的是为了达到以下三个目标：

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让每一个8岁的儿童都能阅读，每一个12岁的儿童都能上Internet；

　　使每一位18岁的青年都能受到高等教育；

　　使每一位成年美国人都能进行终身学习。

　　显然，上述每一个目标的实现都离不开基于Internet的教育网络，尤其离不开广大中小学和每一个家庭的普遍联网。为此，克林顿总统发出号召：希望1997年成为美国中小学校的"网络年"。

　　美国政府为迎接21世纪而采取的重大教育革新行动，应当引起我们深深的思索，并认真加以借鉴。

　　英国在这方面采取的行动也非常令人瞩目，它从1989年开始，在全国范围的所有高等学校中实施一项称之为“计算机用于教学创新”(Computers in Teaching Initiative, 简称CTI)的庞大项目，其目标是要通过计算机、多媒体与远程通讯技术的结合(在当前就是通过Internet)，实现对高等院校所有学科(包括文科、理科、医学、环境等各个领域)从教学模式、教学内容到教学组织形式的彻底变革。该项目动员全国所有高等院校参与，从一门一门学科做起，到目前为止，在8年多的时间内，已有24门学科不同程度地实现了这种变革。该项目对传统教育的影响及其深远意义，目前还难以估计。但是"CTI"这个新术语及其相关的大量刊物(目前已有20多种)早已越出英伦三岛、在整个欧洲乃至全世界范围日益成为人们关注的焦点，则已是不争的事实。 为了具体说明如何利用基于Internet的教育网络来建构全新的教育体制与教学模式，我们再来看看前面提到的日本政府在100所中小学进行的联网试验研究项目。如上所述，该项目绝不只是为了让试验校师生了解和学会使用Internet，而是要通过一系列科学试验探索新的教育体制与教学模式。仅在1995年他们就作过以下三项试验研究：

　　⑴ 南瓜生长模式研究：所有试验学校都要同时参与种南瓜，要求学生仔细观察当地南瓜种子的生长条件与形态，并通过Internet与其他地区试验校所观察的结果随时进行比较，以便了解超出正常气侯与地理条件下南瓜的特殊生长情况，激励学生自己去寻找改善南瓜生态的办法，从而扩展学生的视野，打破书本的局限，达到培养学生的发散性思维和创造性思维的目的。

　　 ⑵ 酸雨研究：让学生了解环境污染的严重性，从小培养热爱环境、保护环境的意识。参加试验研究的学生要在老师指导下了解酸雨产生的原因、危害并寻找解决的办法。学生通过Internet可以获取有关酸雨研究的国内外最新资料，从小就接触科学研究的前沿，破除对科研的神秘感，培养敢于创新的意识。

　　⑶ 热点新闻论坛：教育网络为试验校所有学生(从小学、初中到高中)提供国内外最新消息报道，与此同时还为学生提供交流观点、发表评论的公开论坛。目的是要培养学生对现实问题的敏锐的观察分析能力和批判性思维的能力。 通过上述试验，不难看出，基于Internet的教育网络尽管目前一般还没有多媒体功能，但是已经对传统教育思想、教学观念产生巨大的冲击，并已向人们展现出未来教育体制与教学模式具有何等诱人的前景。

　　四、建设基于Internet的教育网络促进我国教育革新

　　经过几年来的努力，我国在网络基础设施的建设方面已取得较大进展。目前国内已建成四大网络，即邮电部的中国网(CHINANET)、中科院的中国科技网、国家教育部的教育科研网(CERNET)和信息产业部的“金桥”。以教育科研网为例，通过国家计委在94－97期间的投资，它的主干网己经建成，各地区网在“211工程”的支持下也已逐步建立，至于校园网则通过各高等院校或地方自筹资金解决，目前已有300多所高校利用这种方式建成校园网络，还有更多的院校正在加紧建设。通过教育系统全国上下的共同努力，一个由主干网、地区网、校园网组成的全国性网络系统正在形成。这是教育科研网的情况，其余三大网络系统的建设也与此类似。总之，目前我国在网络方面的基础设施尽管尚不完善，尤其和国外相比在信道的传输速率、带宽等方面均有很大差距，但是，从无到有，以四大网络为骨干的网络体系已逐渐覆盖国民经济的各个领域和全国的大部分地区，并且实现了与Internet的互联。这就为我国开展基于Internet的教育应用创造了必要的前提与条件。换句话说，“路”已初步修通(尽管还不很通畅、快捷)，接下来的问题就是要把“路”充分利用起来，尽快解决有“路”无“车”、无“货”的问题，否则将造成资源的极大浪费。正象邹家华副总理于97年4月在深圳召开的"全国信息化工作会议"上所指出的：当前我国的信息化建设必须把网上信息资源的开发与利用放在首位。

　　对于教育领域的应用来说，网上资源的开发与利用包括两个方面：网上的教育信息管理与各学科的网上辅助教学。教育信息管理主要面向各级教育行政主管部门的办公自动化，例如，可通过网络对教委系统所需的教育综合信息、学生情况、教工情况、教学改革情况、教育科研情况、电化教育情况、基本建设情况、财务情况以及招生录取情况等九大类信息进行高效率的综合、统计与分析。各级教委的各职能部门可根据自己特定的权限和要求，随时对有关信息进行查询、检索、修改、补充、统计并打印出指定格式的各种报表，从而改变长期以来靠发书面通知收集数据、用手工统计分析有关资料、制作各种报表费时费力且时效性差的落后管理状况。各学科辅助教学主要面向各级各类学校的课堂教学、课外自学与辅导以及成人的继续教育。网上辅助教学的应用开发包括以下几方面的内容：

　　建立CAI软件库。软件库中的CAI软件应满足学科齐全、内容丰富和形式多样等要求，以适合各级各类学校不同年级、不同学科的课堂教学的需要或个别化学习的需要。

　　建立教学资料库为各级各类学校的教师提供丰富的备课用参考资料(包括各种史料、教参、特级教师的优秀教案和优秀课例的分析等)。

　　建立电子图书馆在某些校园网上建立CD服务器，采用光盘阵列储存与教育有关的视听材料及重要的图书资料。

　　除此以外，还可将一些电子化图书馆联入网络，从而组成一个庞大的网上电子图书馆，实现一种全新的图书资料检索模式。 建立虚拟学校?/FONT>由不同学校、不同地区的一些优秀教师和教学设计专家组成教研组，负责课程规划与课件脚本的设计，再由软件编程专家负责把脚本制作成高质量的网上教学课件，然后实施网上教学；由来自不同地区的学生组成虚拟班集体，这样就可以形成一所或多所虚拟学校，从而实现某个地区乃至全国范围的远程教学。虚拟学校的教学有多种不同的模式，常用的模式有讲授型(又分同步式和异步式讲授)、个别辅导型、讨论型、探索型和协作型(又分竞争、协同、伙伴和角色扮演等4种不同形式的协作)。其中尤以讨论型、探索型和协作型更能体现网上教学的优越性，也更有利于学生高级认知能力的培养与发展。

　　为了能有效地在一个地区实现上述两个方面的的网上教育应用(即教育信息管理的应用和辅助教学的应用)，采用基于Intranet(企业内部网)的网络方案是比较科学、合理的。这是因为Intranet的结构与工作方式和Internet (国际性的互联网络)完全相同，并且很易于接入Internet，因此可以享有和Internet同样的功能及丰富资源；与此同时，由于Intranet本身属于一个部门的内部网络，所以它又具有便于实现本部门内部的信息管理、资源共享和信息安全性好等优点，可谓一举多得。为此我们建议：在有条件的地区和省市应加快启动建设基于Internet的教育网络工程。这样做不仅有利于促进我国各级各类学校的课程改革与教育革新，而且还可让我国各级教育行政领导部门的管理工作来一个飞跃，甚至迎头赶上国际先进水平。可见，当前抓紧地区、省市乃至全国范围基于Internet的教育网络建设，并积极开展网上资源的开发与利用，对于推进我国教育现代化的进程具有重大的意义。

　　我们正在经历人类历史发展的一个重要阶段(由工业化社会向信息化社会过渡的阶段)，正面临教育大变革的前夜。如果我们能顺应历史发展的趋势，抓住机遇，利用最新的信息技术手段进行大胆的探索与试验，然后站在信息化社会的高度，运用全新观点、全新视野加以审视，努力从理论上作出合乎社会发展需求、并符合人类认知规律的阐释。我们就完全有可能较快地实现由传统教育体制、教学模式向新型教育体制、教学模式的转变，实现对我国教育的重大革新，从而满足21世纪对人材培养的需求。反之，如果我们不抓住当前全人类正向信息化社会过渡的千载难逢的大好时机，继续保持原来教育领域的传统体制与模式，不愿革旧除弊，不想励精图治，则我们将会坐失良机。等世界上的大部分国家都已完成信息化社会中教育领域的深刻变革时，我们将仍处于原来的落后状况。历史的经验告诉我们：教育落后的民族是愚昧无知的民族，教育落后的国家是孱弱挨打的国家，教育落后的社会是不文明的野蛮社会，那将是一种多么令人痛心的局面！

　　国家间的竞争是综合国力的竞争，其核心是经济实力的竞争，但是经济发展的关键是科技，而科技振兴的基础在教育，所以教育是国家的根本，是一切基础的基础。没有大量高素质的人材，一切都无从说起，国家的经济更不可能搞上去，因此在抓好经济建设的同时，必须认真抓好全市、全省乃至全国范围的教育网络建设，尤其是要大力发展网上教育资源的开发与利用。让我们共同努力，为我国教育的现代化。

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当代信息技术与教育的未来



桑新民



一、教育的信息技术与未来教育方式


未来的教育中，班级授课制的形式还会有，但会发生改变。未来教室的一种模式就是计算机加1个大屏幕投影，构成一个信息化的教室。传统模式是老师1张嘴讲，加上1本教科书，1 块黑板。后来发展成投影仪，很多学校是几机一幕，或者1个屏幕1个投影仪。再现代化一点，1台计算机加1个大屏幕投影，可以投影计算机、录像机、VCD里面的内容，而且是计算机控制交互式的。


让老师利用学科工具平台和教育软件通过多媒体来写教案，这将给老师带来方便。比如，科利华的“CSC电子备课系统”为语文老师提供了语文教学一整套的教案，更是为老师们得以免掉很多案赎之苦。现在校长们抓的一项重要工作，就是抓老师的教案。老师每天都用传统模式写教案，每天的教案都是抄来抄去的，全是重复性的劳动。而科利华的“CSC电子备课系统”（中学语文版）做得特别好，老师可以拿到最好的特级教师的教案，而且还可以自己根据理解和需要通过这套系统所提供的大量素材组合出各种不同的教案。有了它，老师就可以充分选择，校长考核老师也不再是考核他有没有教案，而是看他怎么用教案，怎么吸收各家的优点，形成自己的特色。


二、21世纪信息技术的挑战


这是跨世纪的一场最严峻的挑战，也是一个千载难逢的机会。为什么说两大信息技术成了一个从工业文明向信息时代过渡的重要的技术杠杆呢？计算机出现以后，还没有带来那么大的变化，到计算机发展到多媒体的时候才发生了质的变化。因为计算机仅仅是“计算机”的时候，所用的都是计算机语言，很难掌握。其实全国的中小学都学BASIC语言，是一个大误区，学校对此应深有体会，凡是学了BASIC语言的学生对计算机都没有兴趣，所以这是一个很大的误区。现在就不同了，看看全国中小学计算机教育发展的规划，语言已降到很次要的地位，将来真正要槁计算机程序设计的人才学计算机语言，一般的人可以不学。因为计算机发展到多媒体了，现在已经是超越了单纯的计算机语言的时代。多媒体的出现就把文字、声音、图像、三维动画全部变成数字信息，融为一体。多媒体全方位拓展人的观感，是人的观感的延伸，容易让人掌握所以到了多媒体时代，特别是WIN95出现以后，学计算机就是非常容易的事。当多媒体技术成熟以后，掌握多媒体技术的人和多媒体计算机一起构成了信息时代的新细胞。这就是信息社会的新的细胞，这个时代的人如果不掌握多媒体计算机，就不会真正进入21世纪。


那网络又是什么概念？网络是把新的细胞联网了，它不是计算机的联网，不是技术的联网，而是人类智慧的联网。网上跑的是什么？是信息，是人类的智慧。而且传输之快、信息量之大，你想象不到，这就是网络文化。多媒体和信息高速公路以想象不到的惊人的速度在改变着我们的工作方式、交流方式、学习方式、思维方式、生活方式。


用多媒体计算机武装学校，武装校长和老师，是非常明智的举动，谁买得早谁就受益早。


三、信息技术与未来教育


计算机出现时，就是80年代第一台计算机进入学校时，人们就说教育要发生革命了，到现在快20年了，革命也没发生。学校买了那么多计算机，利用率却不高。计算机课倒是排得满满的，但是用它干什么？学打字、学语言。结果计算机没有对学校教育模式产生任何影响。这不是革命，买了机器都是浪费，这个现象必须改变，而且要真正迅速改变。其它领域信息革命几乎都发生了，现在办公室都是自动化。还有影视界，小时候看到的屏幕上的天空是人画出来的，现在全部是电脑三维动画。军事上，海湾战争就是电子战。各个领域几乎全部都信息化了，虽然信息化的程度不一样，但都比教育快。为什么教育落后？现行体制僵化是原因之一，另外一个最重要的原因是软件跟不上，我们拿出能吸引孩子和学习者的软件，这是最关键。 为什么教育软件不行？原因在于设计思想。以游戏软件为例，游戏软件的指导思想是把游戏研究透了，研究游戏，心理、游戏行为、游戏的社会背景等等，所以游戏软件能成功。而我们对学习心理和教育心理的研究远远落后于游戏，这就是游戏产业和教育软件业的最大差距所在。我们教育软件更多是从现有的教学模式出发的，没有探索一种新模式。之所以没有引起教育的变革，除了教育经费的不够，现行教育体制僵化以外，很重要的就是没出新东西。这要靠社会各界和教育软件产业共同努力才能实现。


科利华这几年研究教育软件的成功之处，就在于他们对教育及教育软件的理解比较深刻。他们不仅建立了自己的教育研究中心，而且还能够把各个方面的专家和第一线优秀教师的群体智慧很好地融合起来。


必须用新的观念指导计算机教育，用旧观念、传统模式来指导，这场变革不会实现，只能造成资源的浪费。所以CAI的概念要改变，以前的定义是用计算机辅助传统的教育模式，而现在的提法是创造新的信息化学习环境和教育环境，探讨新的学习模式，这个学习模式是高效的。那么这两种教学模式差异在哪？第一，传统模式是以教师授课为主，新模式是以学生探讨为主；第二，传统教学是说教式的教学，信息时代是交互式的学习；第三，传统教学是分学科的定时教学，信息时代是真实的多学科交叉的问题解决式的学习；第四，传统模式是集体化无个性的个体学习行为，信息化时代是多样化个性化的多种学习行为；第五，教师的地位不一样了，传统教学下老师是知识的垄断者和传播者，而现在不是；第六，教育组织形式变了，传统教学是按年龄成绩分组，新模式是按意愿分组；第七，教育评价也变了，传统教学是对分科知识和分离的技能的评价，新模式是以行为为基础的综合性评价。


四、教育信息化是大势所趋


这是整个教育将发生的一个变革，信息化的时代是世界发展的大趋势。整个世界的发展趋势就是：世界越来越步人信息时代，国家越来越走向国民经济信息化。科利华在这一点作了一件非常好的事，她集中很多的特级教师，把语文教育资源全部输进去，编成适合老师用的内容，现在就是怎么把它用好的问题。还有胡启立的一篇报告——《我国信息化建设的几个问题》，标题前面一句话是，信息化是当今世界经济与社会发展的大趋势，信息化程度的高低已成为当今世界衡量国家综合国力的一个重要标志。这句话放到教育上来就可以理解为：在未来十年的教育评价体系当中，一个地区和学校教育信息化的程度将是评价这个地区、这个学校综合实力和质量水平的重要标志之一。将来怎么评价一个学校的好坏？信息化程度是非常重要的指标，机器的多少不是衡量的标准，应关注如何提高效益，怎么创造新的环境和新的模式。


我国教育信息化已启动了！有两个标志：第一，去年国家教委在上海开了一个大会，这个会对全国的推动相当大。许多本来对校园网认识不足的校长到了上海一看大吃一惊，感到收获很大。第二，教育部启动一个重要的工程，就是全国现代教育技术实验学校，各省中小学学校的校长都要参加培训，这项工程已启动了，但目前全国很不平衡。教育信息化，最根本的是改变我们的教育观念。从教育观念、课程结构到教学模式，从教育评价、考试模式到师资培训模式、学校管理模式，是一个全方位的变化。现在的教育是在印刷时代的模式下进行的。读、写、算；这是印刷时代的三大支柱，中学教师忙的就是这三件事。信息时代的到来恰恰把读、写、算改变了。先看一下“读”的变化。在印刷时代的阅读就是看书、看文章，阅读的是文本。而现在阅读方式的变革表现为三点：第一，从“文本阅读”走向“超文本阅读”；第二，从单纯阅读文字，发展至到“多媒体电子读物”；第三，出现了一个全新的阅读方式，即在和电子资料对话中的高效率的“检索式阅读”。


超文本阅读能力是每一个信息时代的公民必不可少的基本能力，这种阅读能力要从小培养，从幼儿园就可以培养，现在深圳办的学前班，大班的孩子就有电子阅读。


五、教育如何步人信息时代


教育如何步入信息时代？有四条：第一，首先要在高科技和教育改革的结合部加强对世界前沿的跟踪研究。我们国家在高科技上跟踪世界前沿不落后，计算机技术、网络技术，现在都跟得很快，但是我们缺的是在高科技和教育改革的结合点部上对教育的跟踪研究。结合部最主要体现在对教育软件的研究上和对新的学习模式的研究上。我觉得科利华做的事恰恰就是体现在对结合部上的跟踪，而这件事是需要全体教育工作者都关注和参与的，只有在这方面跟得上，中国的教育才有希望。第二，应该尽快在广大教师和教育干部中普及现代教育技术，尤其要注重传播信息时代的教育意识和教育观念，更新教育意识和教育观念。第三，应该尽量建立教育软件资料库。教育软件太少，好的教育软件尤其少。怎么让老师看到最好的教育软件？要建立教育软件资料库，减少低水平、重复性开发教育软件造成的大量浪费。让老师自己编软件这个绝对不可取。老师们费了很大劲编出来的软件只有他自己能用，既浪费时间，又浪费精力。开发教育软件应该是一个国家的行为，企业的行为。第四，应该有计划和有选择地逐渐在全国建立一批教育现代化实验学校，抓出样板来。


  

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信息技术与数学教学整合的思考







　　[内容提要]：随着社会科学技术的进步、学校教育技术的不断更新和家庭电脑的普及，整个社会进入了信息时代的一个崭新阶段，教育走信息化之路已成必然。在学校开设计算机课程的同时，很多学校开始开设信息技术基础课程，并逐步探索信息技术与各学科教学的整合。数学作为一门基础学科，在与计算机结合的同时，其研究领域、研究方式和应用范畴等方面得到了空前的拓展。数学教学也因与信息技术逐步实现整合而得到优化。

　　本文就是在这一背景下，经过实践探索和相关理论研究。试图从树立新的教育理念、遵循新的教学原则、构建新的教学模式、创设新的教学环境、提倡新的教学策略等方面，阐明对信息技术与数学教学整合的实践认识和理性思考。

　　[关键词]：信息技术、数学教学、整合。

　　21世纪中叶以来，数学自身发生了巨大变化，特别是与计算机的结合，使得数学在研究领域、研究方式和应用范畴等方面得到空前的拓展。随着计算机网络通讯等技术在教育教学中的作用日益增强，广大教育工作者已逐步认识到：数学有其自身的规律和特点，但出发点是人的发展，如果将信息技术变成学生手中的认知工具，不仅会实现教学改革上的进步，而且可以真正增强学生终身学习和可持续性发展的能力，真正适应未来社会的需要。笔者从事小学数学教学十余年，有过多年的电化教学的经验和CAI教学的实践，目前，正从事数学教学和信息技术基础课程的教学，因此，有着一定的开展“整合”研究的条件。在经历了大量的“整合”实践和一定的相关理论研究的同时，对信息技术与数学教学的整合有了一点看法，与同仁共同探讨。

　　一、树立新的教学理念

　　教育技术经历了传统技术（口语、文字、黑板、粉笔、图片、模型和实物）；媒体技术（摄影、幻灯、投影、电影、电视、录音及语言实验室等。）；现代进入了以计算机技术以及网络通讯技术为基础的信息技术阶段。信息技术在教育中的应用，使其自然成为一种现代的教育技术，这种技术本身不仅代表物化形态的信息技术，如计算机、网络、通讯等技术，也包括智能形态的教育思想观念的转变，如教师的思想观念、教育艺术等。由此，可以看出，信息技术应用到数学教学中，不仅改变了物化形态的教育技术，而且改变了智能形态的教育技术，使数学教学融入了现代的教育思想观念与教育艺术。使数学教学真正实现改革。

　　“整合”，不是简单地将信息技术作为一种教学手段与传统的数学教学手段叠加，旨在通过信息技术的介入，达到数学教学各要素的丰富和谐，使信息技术融入教学过程之中，通过改变教与学的方式，改变信息资源与传播渠道等实现数学教学的突破与发展。

　　2000年修订的《国家数学课程标准》制定过程中，有这样一个重要理念：“现代信息技术的发展将对数学教育的价值、目标、内容以及学习和教学的方式产生重大影响。数学课程要重视运用现代技术手段，特别是要充分考虑计算机（计算器）对数学学习的影响，把现代技术作为学生学习数学和解决问题的强有力的工具，使学生从大量繁杂、重复的运算中解放出来，将更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。”这不仅是数学课程改革的一个理念，也为今天的数学教学改革指明了一个方向。

　　现代教育思想指导下的数学课堂教学，应是以学生发展为本，以思维训练为核心，以丰富的信息资源为基础，以现代信息技术为支撑，通过学生自主探究，合作研讨，主动创新，获得知识技能上的提高，满足兴趣、情感等方面的需要，提高数学素质和信息素养。信息技术在数学教学中的合理运用，由于其自身具有传输的网络化，信息呈现的多样化，信息存储的光盘化等特点，使得数学课堂教学的改革获得了生机，使得我们许多美好的愿望得以实现。而信息技术与数学教学的整合，使得我们对信息技术的运用更加科学合理，使得我们有机会觅得更好的数学教学改革的最佳方案。

　　二、遵循新的教学设计原则

　　“整合”实践表明，信息技术给数学教学带来的绝不仅仅是手段的先进、效率的提高，它改变了教与学的方式，实现了学生的主体地位的确定与主体作用的真正发挥；它拓展的不仅仅是学习的空间，更打开了学习思维的闸门，它为学生提供的不仅仅是接触电脑网络的机会，更使学生在21世纪激烈竞争的今天，掌握了一种学习的工具，增强了学习的能力。

　　任何教学都离不开教师的教学设计，区别就在于你的教学设计是开放的还是程序化的，是如何摆正教学各要素之间的关系的。信息技术与数学教学整合教学设计要把握好以下几个原则：

　　1．目的性原则：信息技术的选择与运用，其目的是为了完成教学目标服务。不能为形式上的多样化而失去教学的方向。信息技术与数学教学整合最终目标是为了提高学生数学素养和信息素养。

　　2．主体性原则：这是信息技术与数学教学整合的基本原则，也是现代教育思想下师生关系的重要转变，在教学中真正做到学生根据自己的需要，自己选择认知工具，自己选择学习内容、学习方法、学习伙伴。这样，才能在学习中体验、感悟、发展，而这种活动是出于学生自身的需要，是积极的主动的，而不是被动的无耐的。

　　3．活动性原则：从数学教学改革的趋势来看，传统的课堂教学正向着数学活动课的形式转变。数学教学应该让学生做数学，这是新的课程标准中的重要理念。教学中学生更喜欢听故事、做游戏、做实验、搞课题研究以及上网查资料、上机操练等形式。教学只有从学生的学习特点、学习规律出发，采取多种形式、方法，展开丰富的教学活动，让学生在活动中学习，才能取得较好的教学效果。

　　4．开放性原则：这是现代数学课堂教学的一个显著特点。是“整合”应该很好遵循的一个原则。开放有教学思想的开放，教学过程的开放，也包括教学内容的开放。这种开放是相对于传统、封闭而言的开放，不是无限制的开放。这种开放可以表现为教师不一定是知识的唯一拥有者，不一定是权威，教师不是课堂的主宰，教师与学生可以是合作伙伴式的关系。教学内容来源不局限于教材，更不局限于教师，渠道可以更多，范围可以更广。题目本身将趋向于开放题，条件不确定、方法多样化、答案不唯一。这样可以充分调动学生的积极因素，实现学生自身知识的更新与能力的形成。

　　5．大信息量的原则：大信息量是“整合”的物质基础。学生只有在力所能及的情况下，处理大量的复杂的信息时，才能真正培养能力。只有大信息的情况下，才方便于使所有学生有所选择，才能实现不同的学生学不同的数学，有不同的提高，有不同的成功体验。

　　三、构建新的数学教学模式

　　信息技术应用到数学教学中，不同时期、在不同教育思想观念指导下，对信息技术有不同的定位，对信息技术与教学其它各要素之间的关系有不同的想法，由此也产生了不同的教学模式。常见的有多媒体组合课堂教学模式和多媒体计算机辅助教学模式（CAI）。

　　其中计算机辅助教学（CAI）的出现，给数学教学带来了勃勃生机，它以超媒体非线性方式组织教学信息，学生可以根据自身的特点和需要主动地、个性化的学习，从而克服了以教师为中心的传统教学弊病。另外，面对信息时代知识的迅猛更新，如何使人在有限的时间学到更多的知识，如何使教育对象自觉且合理地利用信息技术来学习，成为教育面临的一个重要问题，而计算机、网络通讯等技术的发展，使之具有快速准确的信息处理能力、灵活方便的信息控制性能和非常大的信息存储功能。采用它来辅助教学不仅能实现资源的共享，而且可以促进教学向自动化个性化的方向发展，从而有助于人们在有限的时间，按自己的能力去学习不同的知识。

　　计算机辅助教学是将计算机作为教学媒体，教师和学生通过计算机的交互作用进行教学的一种教学形式。构成了人—机—人的教学系统。其中，根据教师、学生和计算机在教学过程中的角色和任务的不同，形成了不同的教学模式。常见的有课堂示教模式、计算机网络教学模式、个别化学习模式、虚拟现实教学模式等几种模式。

　　信息技术与数学教学的整合教学模式，在某种意义上来说并不是完全脱离以上CAI教学的几种模式而独立存在。而是对CAI教学中，尤其是以网络教学模式为基础的教学模式的进一步深化、发展。“整合”应该有以下几个特点：
　　（1） 确立了以学生发展为本的思想，以培养学生的数学素养和信息素养为目标；
　　（2） 学生真正成为学习的主人；
　　（3） 信息技术成为学生认知工具；
　　（4） 学习的方式多采用研究性、协作性、探索性学习；
　　（5） 数学和信息技术既是学习的对象与工具，又是学习的工具与对象；
　　（6） 教学中经常采用嵌入式教学，即在数学教学过程中插入信息技术教育的内容
　　（7） 教学全过程不仅局限于课堂40分钟内。要做到课前收集信息、筛选信息；课上交流信息、处理信息；课后整理、存储信息。

　　四、创设新的教学环境

　　1．技术环境：开展信息技术与数学教学整合的实践，前提是要有一个现代化的硬软件设备作支撑。相对充足且配备先进的硬件设备是开展“整合”教学的保障，而科学合理的硬件装备所建立起来的教室则为教学提供了良好的课堂环境；一般来说，一所学校要有一个多媒体的网络教室（联上Internet）。充足的软件资源为“整合”提供强大的信息基础，保证教学中信息的方便获取，当然更多的资源可以来自网上。作为学校也是可以通过购买系列教学软件来丰富教学资源。

　　2．心理环境：教师和学生面对信息化环境要有一个心理适应过程。教师是“整合”能否顺利进行且取得良好效果的关键。其中信息技术操作能力是基本保障。事实表明，在同样面对信息化浪潮时，孩子们显得如鱼得水，应付自如，而大人们则显得笨手笨脚，在计算机操作等方面，大人们的确应该向孩子们学习了，这已经成为当今社会的一种文化现象，有人将它称之为文化“反哺”现象。教师同样也要接受这一事实，不断提高自己的信息技术操作能力；另外，“整合”的效果如何与教师的教育思想方法更是分不开的，如果教师的信息技术操作能力提高了，而教学思想仍然是因循守旧、墨守成规，那么，信息技术只能成为传统教学的附属物，不能很好的发挥信息技术的作用。如果，教师在提高信息技术操作能力的同时，又具备了现代的教育思想，那么，他就能正确摆正教师、学生、信息技术等教学要素的关系，选择科学合理的教学方法，有效地组织教学。最后，要有较高的数学教学专业知识，一个数学教师，只有正确摆正数学学科在学生成长过程中的作用，明确数学学科与其它学科的关系以及数学教学的目的和任务，掌握基本的数学教学原则和方法，了解数学教学改革的动态，才能做到居高临下、有的放矢，准确把握每一节课的教学。

　　“整合”的明显标志之一便是信息技术成为学生认知工具。“整合”的效果最终要取决于学生。学生的知识基础、学习动机、学习方式、基本的计算机应用水平都将影响最终的学习效果。相比之下，低年级的学生，由于知识积累少，计算机应用能力较低，在低年级进行“整合“教学会比较困难。同时，学生对“整合”课的兴趣虽然很高，但有的是对计算机本身感兴趣，有的是对“整合”课感兴趣。无论是哪种动机，学生在学习过程中，都有这样一种现象：对计算机的好奇心强于对数学知识本身。通过信息技术这一工具来学习数学往往变成了纯技术层面上的操作，学生的兴趣点更多的在操作本身。同教师一样，学生要想自如地拿起信息技术这一学习的工具去学习，首先要提高自己的信息技术操作水平，可以通过计算机课、信息技术基础课，或由家长辅导提高操作水平，当然，在运用信息技术学习数学过程中，有意识地提高水平也是一个非常好的办法，这也恰恰是“整合”的一个基本理念之一。

　　另外，针对网上及现有教学资源中小学数学资源不足的问题，教师和学生要学会创造性的工作，去丰富信息资源。当然，教师要把握基本方向层次，既考虑学生的需要又照顾到学生的可接受性，既开阔学生视野、开拓学生思路、激发学习兴趣、培养信息意识又不偏离数学学习的重心、加重学生负担。

　　五、提倡新的教学策略

　　1．现代信息技术的使用不排斥传统的教学手段。

　　信息技术作为一种现代教育技术时，对传统教学手段来说是一场革命，由于其自身具有的巨大功能，使得它与传统教学手段相比具有很多优势。但传统教学手段，无论是物质形态的手段，还是智能形态的手段，之所以可以延续至今，是因为有它巨大的教育功能。信息技术不可能简单地、完全地取代传统教学手段。因此，教学中，只有注意使用信息技术的同时，又合理吸收传统教学手段中合理的东西，才能做到优势互补，协同发挥其教学功能。

　　2．信息技术作为学生的认知工具，同时也是认知的对象。

　　学习就是这样，不可能完全掌握一种工具的所有功能才去实践，往往需要了解其基本特性和使用方法后，在实践中应用、学习、完善。学生的信息技术操作技术也是这样，根据小学生的年龄特点和知识基础，计算机课以及信息技术基础课教学只是为学生应用打下一个基础，在应用信息技术进行学习的过程中，往往会遇到新的技术上的问题，需要在数学教学过程中，帮助学生扫清障。有人将这种方式称为嵌入式教学。这样，会更实际，也更能体现信息技术与数学教学的融合。

　　3．以思维训练为核心，处理好过程与结论的关系。

　　数学教学，其核心是培养学生的思维，而思维能力的培养，需要有一个实践——认识——再实践——再认识的过程。信息技术介入到数学教学中，提供的不仅是超大的信息量、多媒体的信息传递方式，从学生的认知过程来分析，由于学生对计算机的依赖，往往使数学知识变得更直接，由形象到抽象的过程被计算机替代。不禁使我们担心学生的思维停留在形象直观上，产生思维惰性。这恰恰与素质教育对数学教学的要求相悖。因此，“整合”一定要把握好信息技术使用的度，注意时机和时间，注意为学生提供观察比较、分析综合、归纳概括的机会，让学生做数学，在做数学过程中，体验感受数学，深入理解数学知识的生成过程。

　　4．注意引用开放题。

　　学生学习的数学内容应该是现实的、有趣的、富有挑占性的。而有意义的学习应是建立在学生主观愿望和知识基础上的，有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。相对于传统的条件充足、答案确定的封闭题而言，开放题由于自身的特点，使其更易实现上述的教育理念。同时，由于学生可以上网查找相关资料，使得开放题的来源更加广泛。

　　5．信息技术与数学教学的整合不是未来数学教学的唯一模式。

　　无论哪一个时代，无论哪一门学科，没在固定不变的哪一种模式可以供我们去套用。“整合”也是如此，它是现阶段信息技术应用数学教学中比较好的一种模式，我们在数学教学中，只有领会其基本的思想和原则方法，不必过多地去考虑哪一节课是不是“整合课”，其它的教学模式也是对整合的一种补充，不要以为，“整合”提出了，其它的就全落后了，它们之间不存在完全替代的问题。数学教学同其它教学一样，采取哪一种教学模式方法，要视教育对象、教学内容以及现有的教学条件而定。

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充分认识多媒体技术加快教育现代化进程



克拉玛依第四中学 刘红强



摘要：二十一世纪即将到来，培养什么样的人来迎接和面对二十一世纪，这是全世界共同面临的重大课题。通过教育革新，运用现代教育技术，培养高素质的一代，寻求在末来的发展中，掌握人才的最佳途径，这是各国教育面对的紧迫任务，而多媒体技术作为现代教育技术的组成部分，是完全可以肩负这一重任的，因此，充分认识多媒体技术，是加快教育现代化进程的必由之路。


在当今的中国，电视机已经普及，电脑学习机和个人计算机开始进入家庭，多媒体技术发展迅速，成为现今计算机和教学领域里最热门的话题。而多媒体技术在教育领域中的应用已是教育现代化的组成部分和重要标志。随着教育事业的进一步改革和发展，多媒体技术在教育领域中的应用将越来越普遍，将会放射出其特有的异彩。充分开发多媒体计算机，对中小学各科教育，特别是提高教学效率，激发学生学习兴趣极为有利。


所谓多媒体是相对单媒体而言的，多媒体技术不是多种信息媒体的简单复合，而是计算机交互式地综合处理文字、图形、图像、声音等多种信息，使它们建立起逻辑连接，集成为一个系统，多媒体技术具有两大特点：一是综合性，它将计算机、声像，通信技术合为一体，实际上是计算机，电视机、录像机、游戏机、传真机、个人电脑的综合，可谓一机多用，二是交互性，客观存在可以形成人机互动，互相交流的操作环境形成一种身临其境的情景。人可以通过输入指令，加工，选择需要的信息，个人可根据自己的喜好改变画面的图像和颜色，调谐音乐旋律和曲调，甚至可以选择剧情的发展，使人有强烈的参与感。这是多媒体技术与一般电脑的不同的。


多媒体技术应用于教学，可以使得各种多媒体互补传递信息具有很强的真实感和表现力，能引起学生的兴趣和注意，使学生在情感上和行为上积极参与媒体活动，调动视、听、说、手、脑等多种感官，使学生积极思维，主动记忆，通过联想、问询、操作、探讨发现、总结、不断反馈、不断修正、从而达到传递知识，开发智力，培养能力的目的，使教学形式更加活泼，教学质量也能进一步提高。


一、 多媒体教学系统的特点


在传统模式的教学中，教师上课也是一种"多媒体"，上课，有声音，有形象，有板书，文字，挂图，实物等，整个教学过程中，有老师的提问，也有学生的寻问。


而现在的多媒体教学，则指用计算机来处理数字信号的一种人工多媒体系统，在整个多媒体的教学活动中，他具有整体性，交互性，集成性等特点。


1． 整体性


多媒体计算机能使声音，图像和文字融为一体，使视听一体化。这对发挥思维的整体功能有着重要的作用。心理学家吉布森认为，学习中起重大作用的是五种不同知觉系统的作用，在通常课堂教学中听觉通常占70%，其作用是收集知识，但是听觉的感知效率只有11%，而视觉的效率则高达30%，学生应尽可能通过多种感觉系统收集多方面的知识。


人类不仅接受信息是通过听觉，视觉的感知系统，而且人类思维的方式也须依赖感知系统，除了语言符号以外，还可以用声音，视觉形象等，我们学习英语，在熟记和回忆英语单词时，脑海中会出现英文单词的视觉形象，人脑思维或学习是将感官获得的信息输入到大脑，进行整理组织，从而形成一个整体性的认识，多媒体教学系统就可以充分达到这种认识的整体性要求。


2、 交互性


多媒体计算机与使用者之间有频繁的直接沟通，即人机对话，使人们能控制媒体信息的内容及方式，国外有学者对人类感官获得信息的记忆效率统计如下：


从以上统计表明，光读印象不深，听老师讲一遍印象深一点，一边听，一边看，印象较深，学生理解后能表达出来，记忆效果更好，若学生自己动手操作，那记忆效果最佳，正如"眼过千遍，不如手动一遍"，这是视觉和运动觉整体作用的效果，而用多媒体教学系统可提供学生和电脑之间一个极为有效的沟通渠道，形成人机互动，互相交流的操作环境及身临其境的场境，学生通过视、听、触、运动等方式将全部知觉系统调动起来，形成教学双向互动、互促互补，通过大小互补、动静互补、快慢互补调动学生的感受知能力，使学生更好的发挥创造性思维，有效的调节、选取、组织、传递、反馈各种信息，这样可以激发学生的学习兴趣，成倍地提高学习效率。


3、集成性


多媒体系统是通过计算机庞大的信息处理能力，把多媒体结合起来，集电视、录像、光盘存储、电视机、录像机、游戏机、个人电脑的功能，这种多媒体系统的核心部分是靠现代计算机来控制进行调节的可储存和处理的信息非常大，1.2M的软盘存储量可达50万字。在多媒体教学系统中，信息不仅可以通过语言、文字、图像和动作、背景传输，而且对信息进行判断、选择、整理、它可按人的联想思维把相关的信息联系起来，学生能自由选择各种不同的学习途径和学习进度，使教学更具有灵活性。


二、 多媒体教学系统的效应


1． 给学生创造一个丰富的学习环境


在整个教学过程中，多媒体技术充分利用了图形、声音、文字、动画的有机结合，使教学内容表现手法形声化、多样化、对学生的感官进行多路刺激、从而创设一种学生喜闻乐见的、生动活泼的教学氛围，从一定程度上消除了听课造成的疲劳和紧张，学生能在良好的环境下，能够积极主动的学习。如：在角的教学中，角的大小与边的长短对于学生来说是一个难点，学生往往错误的理解为边越长角越大，反之角就越注，为了帮助学生初步建立关于角的空间概念，可以充分利用微机的动画图像，指导学生进行观察分析：


首先，在屏幕上，显示一个直角图形，先让这两条直角边延长，再缩短，让学生分析这两条边在延长和缩短的过程中，角的大小有没有变化，有的同学说，直角的两条边延长后，这个角就变大了，当两条边缩短时，这个角也随着变小了，有的则认为，两条边延长或缩短，角的大小并没有改变等等。于是我们可以重复上述实验，要求学生仔细观察，同时，在直角的右边再显示一把直角三角尺，在两条直角边延长与缩短时，这个角并没有改变，从而引导学生得出边的长短与角的大小无关这一结论，


接着，我们可以把直角的终边先向左移动，然后再向右移动，使原来那个直角的两条边分开的距离大小发生变化，学生通过观察，很快就可以领悟到角的大小是跟它的两条边分开的距离大小有关，即角的两条边分开的距离越大角就越大，反之角就越小。


2、拓宽学生获得信息的渠道，提高学生的认识能力


这不仅限于听取教师讲授和阅读教科书，也可以根据需要通过多媒体系统计算机搜集各种信息和数据，从而获得广泛的知识。多媒体系统还可以帮助学生分析和综合，促进形成较高的知识识结构和较强的认识能力。


3、打破学生认识中的时空限制


在传统的教学条件下，学生在认识客观事物时往往会受到自身认知器官的限制，只能观察到此时、此地的情景，只能观察到肉眼看见的客观物体。对于微观现象，却无法观察和体验。却可以运用多媒体技术，通过模拟显示，使学生观察那些经过缩微的客观现象，以及在实际生活中无法重演的历史事件，并把具体图景生动地再现学生眼前，甚至可以预示未来将发生怎样的变化。总之，借助于多媒体教学系统和教学技术，学生可超越时空的限制去遨游知识的海洋。


4、有助于理论与实践相结合


教学同实验脱节一直是传统教学模式的一个通病。多媒体教学系统就可以创造条件较好地解决这个问题，在教学过程中，可设计各种实际操作的程序，并输入多媒体教学系统供学生观察模仿和实习，由于多媒体教学系统是交互式的，故还可创设各种临场发挥或实验室情景，有利于理论与实践的结合。


5、有助于教学的个别化


应用多媒体教学系统，为个别教学提供了有利条件，我们可根据各门学科林纲的分级要求，制成不同程度的多媒体教学系统软件，学生可以根据自己的程序，选择合适的教学软件，并可随时按照自己的意愿调节和控制学习程序和学习进程。这种教学过程，学生可以不完全依赖于教师，因此，不仅在学校里，而且可以在家庭里，学生独立地通过多媒体系统计算机进行学习，教师还可以根据不同学生的特殊需要进行特殊教学指导。


6、有助于开发远距离教育


多媒体计算机通过联网能远距离传输，实现远 距离教育，解决边远地区学生不能入学，没有教师，没有校舍等具体困难，使边远地区的学生能听到看到大城市著名科学家，教师有讲课，而且可以不受电台或电视台规定课程表的限制，在自己合适的时间随时选择自己想学的课程，利用多媒体教学系统还可以从网络中得到来自世界各地的教育信息，并可与世界各地进行教学讨论和交流。


三、 多媒体教学系统中教师的主导作用


人们常将教师比喻为辛勤培育花朵的"园丁"，所以有这些充分说明教师在教学过程中所起的主导作用，教师的责任首先在于教会学生学习方法，指导学生怎样学习、培养学生的学习能力。


在多媒体教学系统中，既要以学生为主体，同时又要发挥教师的主导作用，多媒体教学系统的教学过程不单纯是一个从外向内的传导过程，也是一个从内向外的能力作用过程，是学生同多媒体系统计算机的相互作用中表现出来的主体性。因此，在多媒体系统的教学过程中，教师不仅要授之?quot;鱼"，更重要的是授之以"渔"。


四、 总结


多媒体计算机是一种新型的教学媒体，在它诞生之日起已经表现出强大的生命力，多媒体技术是一项夸世纪的新技术，在我们的应用过程中，应注意：


1．要更新观念，善于打破传统的旧格式，旧格局，要善于探索、勤于实践。


2．要注意师资培训、提高教师素质。要在教师中普及计算机知识，逐步掌握多媒体技术。


3．注意软件的研制，组织开发内容丰富、实用性强的软件，切实做好教学经验的总结和教材资料的收集、与积累。

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信息技术与科学课的整合







　　信息技术以其色彩鲜艳的图像、动画、音像效果和灵活多变的特点深深吸引着学生，采用幻灯、投影、计算机等多媒体，能使《科学》课的教学更形象生动，更富感染力，更能激发学生的学习兴趣和求知欲。

　　一、变静态为动态，变被动为主动

　　小学生好动，对动画较感兴趣，因此，在教学中，要依照学生的年龄特点，紧紧抓住学生，想尽办法让静止的教材动起来，让学生动起来，变被动学习为主动学习。

　　在《水的变化》一课，通过自制的课件来模拟水的三态变化，远比用教材上静止的图片，效果要好得多。学生的每一台电脑上都会出现“水的变化？”几个字。“你想知道水到底是怎么变化的吗？”我适时地发问。“那么随便移动一下鼠标，它会告诉你该怎么做。”学生很好奇地移动一下鼠标，发现鼠标无论走到哪儿，后面都紧紧跟随一句话：“点击我，你就会明白一切。”孩子们的好奇心被提到了极点。他们按鼠标的提示去做，发现画面一下变了。北方寒冷的冬季，北风呼呼地刮着，大片大片的雪花纷纷飘下来，河里的水渐渐地结成了冰。孩子们被色彩鲜艳的动画深深的吸引住了，他们的眼睛睁得大大的，生怕错过一个镜头。屏幕中心出现一个大大的“水”字，这个字闪呀闪地变成了“冰”字；在学生们正看得兴致勃勃的时候，鼠标提示：“想继续看，再点击我啊！”寒冬腊月过后，春天来临，气温逐步上升，天气开始转暖，河里的冰慢慢地融化了，变成了哗哗流淌着的河水。屏幕中心大大的“冰”字，又慢慢地变成了“水”字；鼠标再提示：“后面有更精彩的，继续点击我啊！”就这样孩子们在鼠标的提示下，一步步进入情节。到了炎热的夏季，太阳火辣辣地照向大地，地上的一小滩水，经过太阳的暴晒，变成丝丝的水气飘向天空。屏幕中心的“水”字，闪呀闪地变成了“水蒸汽”三个字；水蒸汽继续上升，越到高空，温度越低，遇见了冷空气，变成云，云和云相互碰撞，形成了雨，撒向大地。屏幕中心的 “水蒸汽”三个字，闪呀闪地合成“云”字，又慢慢地变成“水”字。至此，完成了冰←→水←→水蒸汽的演变过程。学生们似乎意犹未尽，思绪还没有从动画中回来。这时，屏幕中心出现“我到底是什么”几个大字并慢慢地合拢成一个大问号组织学生们围绕这个“？”进行讨论。把孩子们拉回到课堂中来。讨论也相当激烈，有的同学说：“我就是水。”有的同学说：水遇冷转化成冰，冰遇热转化成水，水再加热转化成水蒸汽，水蒸汽遇冷又转化成水。”甚至有的同学还提出了疑问：“冰能化成水，水能结成冰，那么冰能不能直接转化成水蒸汽呢？”于是大家又围绕这个问题开始了新的讨论。学生在激烈地讨论过后，很快得出结论：水有液体、固体、气体三种状态，这三种状态在一定条件下是可以相互转化的。利用多媒体演示，不仅克服了条件的限制，而且能让学生更好地集中注意力，学生们都说跟看动画片似的，既好看，又能增长知识，兴趣特别高。这是传统教学方法所不具备的。

　　二、变抽象为具体，变难为易

　　科学教材中，有些内容比较抽象，小学生不容易理解，成为教师教学中一个突出的难点。信息技术的介入可使抽象事物具体化，对难点的化解有积极作用，达到变难为易的目的，让学生学起来更轻松一些，使学生愿意去学，有兴趣去学。如果说《水的变化》一课，是通过学生单纯点击鼠标使他们一步步进入情节的话，那么《环境对生物的影响》一课就是让学生自己去找你已设计好的内容。

　　在教学《环境对生物的影响》这一课时，我用FrontPage自己制作课件（内含大量图片、文字、和录相资料）把整节课分为四块。⑴先以色彩鲜艳的图片切入，来激发学生学习兴趣。以学生熟悉的猫眼瞳孔的变化为例，用电脑出示一组图片，我提示学生：“你动一动鼠标，看能看到什么？”学生很好奇地动了一下鼠标，鼠标提示：“点击我可以放大图片呦！”放大了的图片看起来更清晰，有的同学很快反应过来是光线对猫眼产生了影响。⑵学生有了小小的成功后，鼓励他们继续讨论和探索其他图片，对于学生能自己解答出来的，鼓励他们说出自己的想法，对于他们不知道的，追问：“你们想知道吗？你们可以自己来查查‘文字资料’。”学生在老师的鼓励下，带着疑问动手操作鼠标点击第二部分‘文字介绍’。⑶学生了解了基本知识后，接着再问：“你们还想知道更多的有关这方面的知识吗？那么自己试试点击‘录像资料’吧。”电脑出示2个录相片，（分别是环境对动物的影响、环境对植物的影响）扩展知识，加深印象。通过动画让学生了解自然界中环境会对很多生物产生影响。然后组织学生进行讨论。看了上面那些文字、图片、录像资料，最后的总结学生基本上能自己说出来了。有的学生说：“环境的变化会对生物产生影响。”有的学生说：“生物要在变化了的环境下继续生存下去，就必须去适应环境，如果不适应，就会灭绝，就像恐龙一样。”还有的学生说：“如果世界上的生物都灭绝了，那势必要影响到我们人类。”在学生讨论出这些结果以后，因势利导地问：“我们要怎样保护生物呢？”学生们会很快说出：“我们要保护生物，就要保护它们的生存环境。”教师再问：“看看咱们讨论的结果是否和科学家们总结的一样呢？你们点击‘课上总结’看看。”学生们看到自己总结出来的结果和科学家的一样，别提多高兴了。这样既提高了学生兴趣，又增强了学生的自信心。

　　三、变教师的“讲”为学生的“动”，自己寻求答案

　　我认为信息技术和科学课的整合，不应该只停留在教师做做课件，学生动动鼠标。而应该让学生真正学会怎样运用信息技术去搜集想要的资料，到哪里去找资料。

　　我在讲《水资源》一课时，事先做了充分的准备，找了很多关于水资源这方面的网址，讲课时，先问学生：“你们听过‘三人行，必有我师’这句话吗？”大部分学生都说听过，继续问：“谁能给大家说说这句话的意思？”世界上到处都有我们的老师，书是我们的老师、报纸是我们的老师、电视是我们的老师、网络也是我们的老师。希望大家以各种方式，用各种途径获取知识。网上的天空很大，不光只有你们爱玩的游戏，还有很多科学知识。今天咱们就来学一学如何从网络上找你要的资料。一会儿你找到资料，你来给大家上《水资源》这一课。学生一听说可以自己上网找资料，还可以当老师都来了精神。瞪大眼睛，生怕落下一步，耽误自己的操作。我把事先准备好的关于水的网址都出示在黑板上，告诉他们如何上网。然后分小组上网找资料，比一比看看哪个小组找到的资料最好。打破了以往的方式（给现成的资料，让他们读一读，看一看。）放手让孩子们自己上网。最初很乱，一会儿这个学生这儿不会操作了，一会儿那个学生那儿出问题了。我都是采取小组同学互帮互助，会的同学帮不会的同学解决问题。这样过了没一会儿，教室里逐渐安静下来了。我细看之下，所有的同学都在认真地盯着电脑，小手控制着鼠标，不停的在网页上搜寻。一会儿这个学生说找到“水污染”了；一会儿那个学生说找到“水的用途了”；还有的学生找到了“水的循环”；有的学生找到了“海水淡化”……孩子们找到的资料是多种多样的，由学生来给大家讲解新课，我还是头一次尝试，尽管时间拿捏的不很准，尽管后来孩子们有点偏离了教材的重点，但我还是认为这样的尝试是值得的。学生在本节课中不光是学会了有关《水资源》的知识，还学会了本课以外的相关知识。最重要的是学生学会了把网络作为一种工具和手段来搜集资料。我们是要教会学生怎样去学习，而不是学习了什么。是信息技术帮我达到了这一点。

　　实践证明信息技术是一种现代化辅助教学手段，具有生动、形象、色彩鲜艳、灵活多变、效果逼真等特点，有助于突破重点难点，有助于巩固所学知识，有助于培养学生的能力等。

　　科学课所包含的知识面比较广，尤其是在当今这个时代，很多学生家里都购置了电脑，他们从报纸、电视、互联网等众多媒体上都能得到各方面的知识。根据这个特点，我在完成本节课任务以后，如果时间富裕，就让学生来给大家介绍他所知道的这方面的知识，并且告诉大家你是从哪儿搜集资料的？一方面，可以扩充全班学生的知识面。另一方面可以教会其他人怎么搜集资料、从哪儿搜集资料。最大的目的是增强学生的自豪感、自信心和对这门学科的兴趣。

　　小学生的“学习动力主要来自对学习对象的浓厚兴趣。只要对学习对象产生了兴趣，爱上了，他们不吃饭不睡觉也乐意去学。” 我们作为新时代的教师要转变观念，变过去的传统教学为现代的信息技术教学，尽量在课前做一些信息量大、画面生动、色彩鲜艳、内容丰富、问题多样的课件，为学生创造一个良好的学习氛围，使学生逐渐融入到学习中去，如见其人，如闻其声，如临其境。从而达到预期的教学目的。

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计算机辅助教学在物理实验教学中的应用



福建省永春第三中学 高德辉



摘要：本文着重阐述计算机辅助教学在物理实验教学中应用的问题，围绕计算机模拟实验使物理实验更为清晰直观；在分组实验中，通过人机交互检查使学生增强对原理、操作的理解和掌握；可利用计算机进行实验考查等方面进行论证。最后提出教师要不断更新自我，掌握计算机辅助教学这一现代化教育技术。


关键词：计算机辅助教学，模拟实验、分组实验、模拟功能、交互功能、人机交互检查、实验考查、教学课件、更新自我、优势、变革。


随着计算机技术的迅猛发展和教育教学现代化的需要，计算机正逐渐走进学校，走进课堂。计算机辅助教学以其灵活、生动、形象、鲜明的文字、声音、图形和动画等丰富多彩的表现形式，使物理实验教学内容化难为易，化静为动，化抽象为具体，化微观为宏观，有助于学生掌握重点、突破难点，启迪思维，引发兴趣，进而巩固知识，发展能力和提高素质。计算机辅助教学的出现改变了传统的实验教学的模式，促进教师教育观念的转变，通过人机交互、信息共享，拓展了学生的视野，很好地培养了学生创造性思维能力。计算机这种优势，已被应用于教学中，而在中学物理实验教学中独具特色。


一、利用计算机辅助教学演示物理实验


物理是以实验为基础的自然科学，在物理教学中，实验是让学生获得感性认识的基本手段，是必不可少的。但是演示实验不可能十全十美的。有的实验现象发生时间短暂，无法看清，许多实验使用仪器设备较多，需要进行解释，分散了学生注意力，冲淡了主题；不少物理情景无法在物理实验室里完成；还有一些实验由于实验器材等条件的限制学生无法自己动手。而借助计算机是可以观察这些现象的。如充分利用计算机模拟一些无法进行的实验，突出实验重点，模拟物理情景，就能使课堂教学内容形象化，表现手段多样化，创造一个生动活泼的学习氛围，促使教学过程从静态描述向动态描述发展。如在演示实验的教学中，我们充分利用计算机辅助教学软件的强大模拟功能、动画功能及大屏幕显示器、液晶投影仪等外部设备，解决了许多常规手段难以表现、难于再现或可见度低的实验。如采用微观放大的方法演示物体的微小形变、波的独立传播、布郎运动、α粒子散射实验、原子弹爆炸现象等；用宏观缩小的办法模拟日食、月食的形成，人造卫星的运行，同步卫星的定点等；还可以采用?quot;慢镜头"来模拟平抛运动、碰撞过程中的形变和恢复、波的形成、电容器充放电过程等。这些模拟过程画面清晰直观，并且可以暂停、重放，既减少了教师的劳动强度，又使学生理解迅速、印象深刻，增加记忆，因而教学效果和学生反应都比较好。


有一点要指出的是，计算机模拟是建立在实验事实的基础上的，它并不能完全取代实验本身，如有条件做的实验还是一定要真刀真枪地做。


二、利用计算机辅助教学进行分组实验


学生通过实验操作，不但可以培养动手能力，而且可以通过实验巩固所学知识，提高思维能力、想象创造能力和理论联系实际能力。但传统的实验课，教学效果却跟上述目的相差甚远，造成这种状况的原因在于，许多同学对实验的"兴趣"在于"玩"实验，因此他们对实验预习漫不经心，对实验原理和目的不甚明确，在方法上不求甚解，到实验操作时只是对照实验步骤，机械模仿，按部就班?quot;完成"实验，未能充分调动思维，少数同学甚至为达实验结果不惜拼凑数据。


针对上述情况，要充分运用计算机的模拟功能和交互功能，对传统实验教学进行了一些改进。首先，把违反操作