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基于现代信息技术的高中研究性学习的实践研究


基于现代信息技术的高中研究性学习的实践研究
舟山中学课题组
(课题主持人:唐华;课题组成员:陈秋萍、厉敏、任闻斌、吴涛)

一、研究缘起与探索过程 (一)研究缘起与意义 作为综合实践活动的重要组成部分, 研究性学习是由素质教育和 创新思维观念催生出的一种全新的学习方式, 它不但有效地改变了学 生的学习方式,也相应地改变了教师的教学观念和教学方式。研究性 学习着重于在专题性与综合性的探究过程中培养学生的创新精神、 创 造能力和实践能力;在内容的选择上,它充分注重体现专题性、综合 性与开放性, 强调让学生更身临其境地参与到知识的形成和发展中去 发现、探索,从而形成和发展自身的能力。 现代信息技术的发展, 尤其是以网络技术为核心的现代信息技术 的发展,使我们享受到丰富的信息资源的同时,也使学习手段、学习 过程和学习方式发生了极大的改变。 作为浙江省现代教育技术实验学 校, 我校的现代信息技术无论是在硬件上还是在软件上都具有诸多优 势,从而使信息技术成为开展研究性学习的有力支撑成为可能。这种 现代信息技术与研究性学习的整合, 有效地促进了教师教学策略及学 生学习方式的改变,为综合实践活动课探索出一条切实有效的道路。 (二)我们的探索过程 我校 2004 年立项的教育部规划课题《新课程改革与学校效能研 究》的开展,使我们的目光较早地投向“探索有效能的教学”和“开
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发有效能的校本课程” ,并为此开展了一系列有关现代信息技术应用 的课题研究,如《运用现代教育技术优化教学过程提高教学质量的研 究》(省实验学校课题)、 《学科教学中应用现代信息技术的教学策略 研究》(教育部中小学现代信息技术教育实验区研究课题)、 《史地教 学中 CAI 辅助教学手段运用对课堂教学质量提高的研究》(省实验学 校课题) , 为我们后来开展现代信息技术应用于研究性学习的研究积 累了经验,提供了范本。 2006 年,基于现代现代信息技术的高中研究性学习的实践研究》 《 正式开题,2008 年取得阶段性成果,2009 年开始在全校进一步实施, 并通过市教育局、 教研室组织的各种教研活动及与省内兄弟学校的交 流活动推广研究成果。这些研究经验的总结与推广,使我们的课题落 到了实处,并使之得以进一步完善。 (三)研究理念与构想 教育部颁发的《普通高中“研究性学习”实施指南(试行)》 ,将 研究性学习定义为“学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选 择和确定专题进行研究, 并在研究过程中主动地获取知识、 应用知识、 解决问题的学习活动。 ”因此,我们在综合实践活动课程中,将现代 信息技术与研究性学习有机整合,力求通过对非良构问题的解决,为 学生构建开放的学习环境,提供多渠道获取知识、并将学到的知识综 合应用于实践的机会, 促进学生形成积极的学习态度和良好的学习策 略,培养创新精神和解决实际问题的能力。我们认为,现代信息技术 对研究性学习的支持作用主要体现在如下几个方面:
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1.情境性支持。网络能够缩小时空差异,为研究性学习提供模拟 /真实情境, 这些模拟/真实情境有助于学生产生强烈的认知冲动和研 究欲望,为研究性学习的有效开展创造条件。 2.资源性支持。因特网上关于自然、社会、生活中各学科丰富的 教育教学资源为研究性学习提供了研究、探索、实践的材料。 3.交互性支持。 网络技术可创建协作学习环境, 实现学习者之间、 学习者与教师之间的交流与合作。 基于此,我们以研究性学习作为推动综合实践活动课程的突破 口,并构建了现代信息技术在研究性学习各个阶段的工作框架,根据 研究性学习的三阶段六步骤, 有效利用三模式指导学生开展有效的综 合实践活动:

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二、成果的主要内容:探索基于现代信息技术的三种研究性学习 模式 研究性学习中的问题大都为非良构问题, 它强调学生的参与和体 验,在实践活动中以问题为载体,创设一种类似科学研究的情境和途 径,让学生自己通过收集、分析和处理信息来亲身感受和体验知识的 产生过程,进而了解社会,学会学习,培养分析问题、解决问题的能 力。把现代信息技术特别是网络技术应用于研究性学习,可以使研究 性学习的信息来源变得更加丰富,使信息的加工流转变得更加快捷, 有效提高学生获取、鉴别、加工、处理和交流信息的能力,高质量地 解决非良构问题。 (一)“主题设计”模式 主题设计模式是指: 针对当下某一热点社会现象或以社会实践中 的某种事实为基点,以调查、探究、收集、整理、分析、综合等方式, 寻求并揭示出这一现象的本质和客观规律。 该模式为研究性学习的基 本模式,它更注重研究过程中所产生的“冲突”与“碰撞” ,而非确 定的结果或最终的问题解决。一般说来研究性学习分为三阶段、六步 骤:即选定课题阶段(选择课题、确定课题) 、实施课题阶段(设计 方案、研究课题、、评价课题阶段(结题答辩、评价反思) ) 。 选题准备:主要是信息的采集和技术的准备,与选择课题同属一 个步骤。如,有关文献和理论性知识的学习、相关重点网站搜集; 选择课题: 引导学生浏览相关主题网页; 教师利用现代信息技术, 创设各种具有逼真效果的虚拟真实情境,促使学生从中发现问题、提
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出问题; 将自己的课题信息上传到校园网上或者在校园网上收集其他 学校同学的研究课题供参考,以分析其实用性与可行性; 确定课题:在发现和提出问题的基础上,运用现代信息技术选择 有意义的课题; 设计方案:包括搜集和分析信息资料,调查研究,初步的交流。 现代信息技术可以为学生提供丰富的资料,研究的工具和交流的平 台。 研究课题:网络是学生合作与交流的重要平台,在这一过程中鼓 励合作学习, 促进学生之间相互交流、 共同发展。 可供利用的平台有: 电子邮件、BBS 和聊天室等; 结题答辩:研究性学习成果的展示,可以利用现代信息技术有效 地展示、交流与修改; 评价反思:研究性学习的评价要体现形成性评价的特点,使用现 代信息技术创造电子“档案袋” ,可以很好地克服传统纸质“档案袋” 的不足,并方便学生将自己“档案袋”中的资料随时上传到校园网的 指定区域,供他人浏览、评价和学习。 【案例一】 《西游记》是学生喜爱的电视剧,孙悟空的?七十二变?最让学 生感到新奇。为此,我们安排学生上网搜集相关的信息进行讨论,出 乎料的是,不少学生提到了?克隆?一词。于是,教师确定了一个传 统知识与时代性相结合的研究课题------ ?克隆,离我们有多远? , 试图引导学生形成科学的世界观。在播放电视剧《西游记》片段后讲
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解:《西游记》中孙悟空有个绝活让我们羡慕不已——它经常在紧要 ? 关头从身上拔一把猴毛变成一大群和自己一模一样的猴子; 假如你是 球迷,肯定希望世上再多一个罗纳尔多;假如你是一个音乐爱好者, 当然愿意再有一个帕瓦罗蒂; 再有一个爱迪生和爱因斯坦也是许多人 的梦想,当然以上的想法都只能是幻想,但是现在,有一种新兴技术 ‘克隆’ ,或许可以做到这一点。 ?接着,教师陆续提出几个能引导学 生去思考并能加深对该课题的感知与理解的问题。然后,学生分成若 干小组,小组成员分别承担网络知识搜集、科普知识收集,小组讨论 摘记员、网络 QQ 群讨论员、结论 PPT 制作员、主题发言人等,同时, 也布置了几个确定目标和几个非确定目标。如?什么是克隆???我 、 们身边有哪些植物和动物先天具有克隆本领?? 、 ?克隆技术目前有哪 些研究成果?? ?克隆技术造福人类主要体现在什么地方?? ?如果你 是孙悟空,你想克隆谁?为什么??等等,最后规定了课题的结题时 间。到了结题时间,由各小组的主题发言人把本组的结论通过音像、 文字等形式展示给大家, 同时, 该小组接受其他小组的提问进行答辩。 最后,教师在学生讨论发言的基础上进行适当地概括和补充。 在这一学习过程中, 我们应用信息技术创设一些图文并茂的问题 情景:一个待探究的问题、一段与学习主题密切相关的视频录像、一 个生动的小故事、一个典型的案例、演示专门制作的课件??将音、 形、像、色融为一体,极大的引发学生开展研究性学习的兴趣。学生 一旦进入教师创设的情境就可在情境的感染与作用下形成学习的心 理准备,并产生探究的兴趣。
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【案例二】 ?加碘食盐与甲状腺疾病有没有关联?是一个较为热门的话题, 为了能正确了解相关知识,教师让学生收集相关知识,确定了在?XX 地区还有必要推广加碘食盐吗? 研究课题。课题设计的方案是想让 学生通过各种渠道,了解一些信息如碘盐评价标准、碘与人类健康、 碘含量的测定方法、碘含量计算方法,同时,学习小组还申请了群组 博客,随时将研究进展情况放在上面,进行讨论。在研究过程中,有 的资料在网络上很容易找到,有的却找不到。如碘含量计算方法学生 们跑遍了图书馆、在网络上搜索均未找到。后来有学生把问题发到了 ?百度知道?上,很快就有网民发来了计算方法,困难迎刃而解。而 群组博客中,同学们及时地把研究成果展示在上面,成员在博客平台 上热烈地交流讨论, 使研究工作不断完善, 使研究工作更加科学合理。 老师也在上面发表意见,给学生作一些学习方法的指导,指导学生如 何去思考,如何去设计调查表、如何设计实验方案、如何撰写实验报 告。 信息技术具备良好的同步和异步交互的优良特性, 跨越了课堂时 间和空间的限制,在无法实现当面交流的时候,为师生、生生轻松地 搭建好双方或多方实时交互及异步交流的平台, 学生之间随时可以互 相交流学习体会,教师也可以对每一个学生进行单独指导。通过及时 的信息反馈和双向交流,在师生、生生之间建立指导与交流的桥梁。 (二) “任务驱动”模式 任务驱动模式是指在整个研究性学习过程中, 以完成一些具体的
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任务为线索,巧妙地把学习内容穿插在每个任务中,学生在这些“任 务”的“驱动”下,运用现代信息技术,采用导师制、小组合作式或 个别探索式,自主展开学习活动,并在任务过程中,掌握现代信息技 术知识,提高信息处理能力。与主题设计模式不同的是, “任务驱动” 模式不追求热点或时尚话题,而是以任务为趋向,具有较为明确的目 标, 针对的对象, 研究的步骤。 其旨在任务的完成, 强调目标的达成, 形成确定的结果,其由以下若干环节组成: 创设情境:需要创设与当前学习任务相关的、尽可能真实的学习 情景,引导学生带着任务进入学习情境,使学习直观形象化; 确定任务:在创设的情境下,选择与当前学习任务密切相关的真 实性具体的分任务,让学生面临现实需要去解决的现实问题; 自主、协作学习:由教师向学生提供解决该问题的有关线索和资 料,强调发展学生的自主学习能力。同时,倡导学生之间的讨论和交 流,通过不同观点和方法的交锋、补充、修正加深每个学生对解决当 前问题的认识; 效果评价:对学习效果的评价主要包括两部分内容,一是对学生 解决当前问题的过程和结果的评价, 二是学生自主学习和协作学习能 力的评价。 【案例三】 近几年我校兴起了 ?模联? 热潮。 现实的联合国包括联合国大会、 安全理事会、经济及社会理事会、托管理事会、国际法院、秘书处、 人权理事会等 7 个承担不同职能的主要机构。 为了解每个机构所承担
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的具体任务,我校针对不同机构开展了模拟活动:由高一、高二各班 级组队,抽签决定形成各个国家的代表团,由大会确定本次?模联? 的主题,由组员扮演各国外交官,提前收集各国在此主题上的相关观 点,同时结合各小组自己的认识,以联合国大会的形式,阐述观点、 政策辩论、投票表决、做出决议等。如 2009 年我校模拟联合国大会 的议题是?联合国安理会改革? ,其中?土耳其?代表团成员就通过 英文电子邮件与土耳其驻中国大使馆进行了联系, 询问土耳其官方对 ?联合国安理会改革?这一议题的观点,得到了大使馆工作人员的回 复和鼓励。2010 年的模联大会上,除了 131 名同学组成的 44 个国家 代表团外,还有 33 名同学组成的新华社、美联社、路透社等 8 个媒 体代表团到场,并模拟了?媒体发布会? ,由?各国大使?现场回答 ?媒体记者?提出的各种问题,部分国家代表团还尝试使用英语陈述 自己的立场文件。 (三) “专题网站”模式 专题网站模式是指运用网络平台, 通过人才资源库和知识库的建 立,为学生提供研究性学习的各种前沿性信息和交流互动平台的模 式。研究性学习专题网站是一个集学生研究、教师指导、课题评价等 于一体的网络系统。在校园网中建立研究性学习专题网站,是实现现 代信息技术与研究性学习整合的重要保证。为此,我校在现代信息技 术教师、学科教师、网络管理员、教学管理人员共同努力下,组建了 研究性学习专题网站,经过近长时期的运行,效果良好。该网站由课 程概述、学习资源、指导教师、过程记录、网上交流、课程管理、课
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程评价、成绩管理、成果展示等模块组成。 【案例四】 在?生物工程产业发展调查?研究性学习过程中,我们首先根据 学生的兴趣,确定若干个子课题,如图:
子课题 1:克隆技术 子课题 2:人类基因组计划 单元课题:生 物工程产业发 展调查 子课题 3:转基因技术 子课题 4:酶工程 子课题 5:发酵工程 子课题 6:单克隆抗体技术

学生根据自己的兴趣选择一个子课题, 教师根据选题情况把同一 子课题的学生分为一个课题小组, 每组选择一名能熟练操作计算机的 学生担任组长,以他的计算机作为主机。然后在每组的主机上,创建 一个文件夹。如图:

各组学生根据自己的课题,从报刊、书籍、教学录像、互联网等 媒体收集相关资料,获取多媒体素材,并对素材进行处理,保存在相 应的文件夹。将收集到的材料集中拷贝到主机上加以整理,比较它们 在及时性、准确性、通俗性和权威性等方面的差异,进行筛选。学生
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再根据收集得到的多媒体素材,使用 powerpoint 等软件,创建一个 多媒体演示文稿,用于同伙之间的交流学习。 除了搜集网站上的文字、图片资料外,应用录音、录像、照相等 现代信息技术搜集、纪录实际生活中富有价值的材料也是十分必要 的。例如在“XX 古城文化研究”活动中,学生们分头行动,到大街 小巷,拿起照相机、摄像机即时“捕捉”信息,获取研究素材。 三、实践成效与研究特色 (一)实践成效 1.激发兴趣,提升思维,减负增效 在研究性学习中, 现代信息技术的引入提升了学生的学习兴趣和 探究的欲望。对于具有时代感的主题(如“XX 地区还有必要推广加 碘食盐吗”“克隆离我们有多远”等) 、 ,效果尤其明显。下图是我校 学生研究性学习参加人数及研究所涉及的内容范围, 从中可以看出以 现代信息技术为支撑的研究性学习的发展情况。
400 350 300 250 200 150 100 50 0 研究内容 参加人数

2008年

2009年

2010年

实践表明,现代信息技术与研究性学习的整合,还有益于促进学 生的有意义学习,促使学生在思维方式、学习方法、学习途径、学习 效果等方面产生了深刻的变化。
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表(1)现代信息技术在实践运用中的实效性问卷调查表: (%)

评价 项目 直观易懂 眼耳并用 提高兴趣 知识联系 提升思维 利用效率 解决问题 减轻负担 好 77.3 69.5 61.8 55.2 68.1 74.7 77.8 86.3 较好 10.6 13.8 16.9 14.3 16.6 15.8 14.6 10.4 一般 8.4 11.2 15.6 20.7 13.7 15.8 14.6 2.0 差 4.7 5.5 6.7 9.8 1.6 9.5 7.6 1.3

表(2)近 4 年我校考入名校人数统计表

学校 年份 2007 2008 2009 2010

清华 5 7 6 8

北大 3 5 7 7

复旦 交大 13 10 8 11 3 3 11 3

同济 13 14 17 17

人大 1 3 1 4

科大 1 2 3

浙大 26 35 31 39

合计 65 77 83 92

2.丰富学习手段,整合信息资源,变革学习方式 现代信息技术的介入,丰富了学生的学习手段,使学生在研究性 学习中深刻理解自然、社会、自我之间的种种联系,提高了学生综合 实践活动的能力;也改变了传统的教学环境和教学模式,促进了教育 观念和教育思想的更新,使师生之间的信息交流变得丰富而生动,从

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而对教学内容和教学方法带来了革命性的影响。在计算机网络环境 下,教师、课程、学习场所等都可以成为变量,学生可以根据自己的 需要选择学习内容和求教对象(老师或同学),在适合自己的时间、 地点,以自己喜欢的方式进行学习,多渠道获取学习资料。在整个学 习过程中,学生可以获得较充分的自由和便利,体现自己的意愿。 3.完成角色转换,强化专业技能,实现科研强校 在以现代信息技术为主要学习工具的学习环境下, 教师和学生的 地位与传统教学相比发生很大变化。 教师的作用更主要地体现于创设 情境、激发兴趣、引领校正,努力促使学生将当前学习内容尽量和原 有知识结构产生关联, 通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧 知识之间的联系线索,帮助学生建构并完善新的知识系统,教师角色 由传统的知识灌输者转换为学习的协调者, 在新知识系统构建的过程 中,组织协调学习者之间、学习者与学习环境、学习者与学习内容之 间的关系, 对整个学习过程进行引导, 与学生建立起和谐的伙伴关系。 在这样的研究性学习中, 教师学会了运用现代信息技术进行综合 实践活动的设计和开发, 把主要精力投入到引领知识系统的构建过程 中去;根据现代信息技术认知理论的认知加工过程和认知负担原理, 减轻认知负担,提高学生参与综合实践活动的能力。在此,教师的专 业技能得到了全面提升。 近年来,我校教师在全国及省市级刊物发表论文 219 篇,在全国 及省市级获奖 103 项,课题成果也屡次获奖,其中《 “四步五环单元 纠错法”的实践与研究》课题获省政府奖二等奖,其他还有省优秀成
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果奖 3 项,市一等奖 2 项,二等奖 3 项,获省优秀实验奖一二等奖的 3 项。 学校多次获得浙江省教科研先进集体、 浙江省教科研百强学校、 浙江省现代教育技术实验学校、全国中小学优秀图书馆、XX 市首届 “书香校园”等荣誉称号。 (二)研究特色与创新 1.构建起研究性学习的完整模式,实现了现代信息技术的有效 运用 现代信息技术作为一种新颖的教学工具已在我校得到普及性的 应用。但在过去较长的一段时间里,大多数教师在运用现代信息技术 时,更多地是在课堂教学中通过多媒体呈现教学内容、知识结构,或 展示媒体音像等辅助教学材料。 虽然这也在一定程度上对学生的学习 起到了辅助作用,但是教师常常并不明白其运用原理,也不了解同样 的内容稍作调整可以收到更好的效果。通过本课题的研究,教师们清 楚地认识到在现代信息技术的运用过程中,不能只是书本搬家,把屏 幕当成电子黑板,不能只是单纯地把各种现代信息技术简单地叠加, 忽视信息运用对综合实践活动的影响, 忽视各种媒体工具的不同特性 和功能,忽视学习者;只有突显学生的主体地位,只有明确现代信息 技术运用的目的,只有以培养学生能力为最高目标,才能使现代信息 技术的运用更有实效性,更符合意义学习的本质,也更符合新课改的 要求。 2.走出了有特色的新课改之道路,使有意义的学习成为现实 一般认为, 现代信息技术中只是方便教师讲解呈现教学内容的一
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种工具,然而学习的认知理论在一开始就认为,在现代信息技术的实 施设计取向中应该是以学习者为中心,应该关注人的发展。教育的最 终目的是为了促进人的发展, 我们在运用现代信息技术开展研究性学 习时更应该注意到这一点。要从学生的学习需求、学习特色出发,使 现代信息技术的设计与运用真正做到以人为本,真正为学生服务。如 果能将现代信息技术变成学生认知工具,这不仅会提升学习效果,而 且可以提高学生的自主学习能力,使之适应未来社会的需要。 (1)现代信息技术在“研究性学习”中把关注学生的学习放在 首位 以学生主动学习为中心的“研究性学习” ,关键在于其设计与实 施过程从以学习内容、 工具技术为中心向以知识系统的建构过程为中 心转变,所关注的是怎样运用现代信息技术作为人们认知的辅助工 具,最终实现有意义的学习。在课题研究中,我校教师逐步树立起了 以学生为中心而不是以内容、技术为中心的核心理念,把学习看作是 一个知识系统不断建构的过程。 (2)现代信息技术在“研究性学习”中注重学生的意义学习 有意义的学习的发生需要学生选择相关信息, 并将已经选择的信 息组织成一个有内在联系的整体,再将之与已有知识进行整合,把新 知识融入到旧有知识结构中来。综合我们的研究实践可以看出,我校 基于现代信息技术的“研究性学习”最终是落实到学生的有意义学 习上。 (3)现代信息技术在学生“非良构问题”解决中地位突显
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在综合实践活动过程的研究性学习中,通过对非良构问题的解 决,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和 处理信息、 分析和解决问题以及交流与合作的能力, 有着重要的意 义。本课题的特点之一就是在学生“非良构问题”解决中突显了 现代信息技术的地位,使其作用教学中实现了最大化。 (责编:於藏国)

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