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网络环境下的研究性学习

2013-02-09

其次,在互联网环境下开展研究性学习,有利于培养学生创造性思维环节二和环节三,即直觉思维和形象思维。人类思维的基本形式通常就有逻辑思维、形象思维和直觉思维三类。事实上,创造性活动中的关键性突破(即灵感或顿悟的形成)主要靠形象思维(尤其是创造想象)或直觉思维。直觉思维具有整体把握、直观透视与空间整合、快速判断的特点,形象思维的基础是观察能力、联想能力和想象能力(包括再造想象和创造想象),在这方面工具软件,典型的如几何画板可以辅助学生对一些几何问题和力学问题进行研究与探索,电子表格软件可以帮助学生从大量的数据中发现问题、研究问题并寻找结论;此外,网络虚拟实验环境也可以提供一些学生在现实中无法体验的情景,通过网络进行一些虚拟的科学实验,辅助学生进行探索与思考,使学生通过亲身体验培养直觉思维和形象思维。

最后,在互联网环境下开展研究性学习,有利于培养学生创造性思维环节五,即辩证思维。辨证思维(即辩证逻辑思维)是指“能运用唯物辩证观点来观察、分析事物尊重客观规律,重视调查研究,一切从实际出发,实事求是;能用对立统一观点看问题,既看到事物之间的对立,也看到事物之间的统一,还要看到不同事物在一定条件下可以互相转化,即既要看到事物的正面,也要看到反面,能从有利因素中看到不利因素,也能从不利因素中看到有利因素,总之是两点论不是一点论”。网络平台使得学生与学生之间、学生与教师之间、学生与相关专业人事进行交流,互相从问题的不同侧面进行辩论与探讨,可以使学生进行充分的调查研究、探索事物的来龙去脉,更加全面的认识问题。

另外,需要提到的一点是,在网络环境下开展研究性学习并不排斥非网络环境下的研究性学习,而是网络环境下研究性学习能更好地培养学生的创新精神,并适应信息时代的人才要求。

四、  研究性学习网络环境

1.网上资源是研究性学习的重要知识源泉

《指南》中关于研究性学习内容的选择和设计,要因地制宜,发掘资源。“选择研究性学习的内容,要注意把对文献资料的利用和对现实生活中‘活’资料的利用结合起来。要引导学生充分关注当地自然环境、人文环境以及现实的生产、生活,关注其赖以生存与发展的乡土和自己的生活环境,从中发现需要研究和解决的问题。”

这些需要研究的问题从哪里来?文献资料从哪里来?解决问题的思路从哪里来?当然,它们可以来自于书本、图书馆、博物馆等。但决不可放弃网上资源。目前国内的科普网站有科普之窗、伊文科普、中国科普、北京科普、科普社团、大科普网、趣味科普站、中国科普城、中国科普博览、前沿科学科普网等近百个。它们均含有丰富的资源。比如:中国科普城 (http://www.stcity.net.cn/),内容上分为交通运输、环境保护、军事天地、电脑时代、地球科学、空间科学、海洋科学、生命科学、风土人情和文学艺术等十大类,近千个小类。已收录了近百册图书500万字的文字资料,图片近3000张,文章近1万篇,并且每天以100-200篇文章的速度增加。中国科普 (http://www.cpus.gov.cn/)由科学技术部政策法规与体制改革司主办,旨在让公众理解科学。栏目有政策法规、科普动态、科普基地、科技前沿、科普论坛、科学与生活、科技史话、科学人物、少年科技乐园等。

国际上也有许多科普资料,如位于硅谷的San Jose现代技术革新博物馆,由旧金山市政府投资1亿美元、博物馆自筹5000万美元而建成。博物馆中的计算机可用于设计自行车、机器人、电子软件、人体科学、自然科学、计算机实验室,绝大部分是参与式设计,还专门设计了竞赛项目。馆长认为,这本身就是博物馆的精神。博物馆设有学习中心,有计划地组织学校教师来中心接受培训,全力为提高教师的科技素养服务。给学生安排的观摩活动更是丰富多彩,各专题的活动月月更新。洛杉矶市郊Getty艺术博物馆于1995年开馆,藏品都输进可以互动查询的联网计算机。每年有4万名学生、1.5万名教师前来参观学习。博物馆介绍了各种活动和计划,其议题都提供给教师参考。这些高质量的博物馆为启发学生的创造性思维与学习、帮助教师在职进修提供了很多便利条件。

2.工具软件是研究性学习的重要辅助工具

研究型学习可分为文献研究、实验或观测、调查研究、建摸概括、畅想论证、思辩探究等,都是在教师的指导帮助下学生独立从事某项课题研究,包括学生自己提出问题,确定研究课题,独立开展研究,最后提交研究报告,其一般程序分为指导确定选题、制订研究计划、实施研究、撰写研究成果等四个步骤。其中每一个步骤都可以用计算机辅助完成。比如,在实施研究阶段,“学生在教师的指导下,对收集到的资料、信息、数据等进行分析、整理、加工,提取有用的信息进行课题研究,得出结论。”此时字处理软件(如:MS Word 97/2000和WPS 2000等)与电子表格软件(如:MS Excel 2000等)就是最好的辅助工具。在撰写研究成果,“学生将研究结果以报告或论文的形式展示出来,通过交流研讨,分享成果,进行思维碰撞,使认识和情感得到提升。研究成果的展示方式可以是大字、模型、小品、漫画、图片、声像、多媒体等丰富多彩的形式,此时字处理软件(如:MS Word 97/2000和WPS 2000等)与电子简报软件(如:MS Powerpoint 97/2000等)就是最好的辅助工具。”

有一些工具软件可以直接辅助学生进行探索和研究,典型的有“几何画板”。几何画板是人民教育出版社和全国中小学计算机教育研究中心(以下简称“中心”)于1995年联合从国外引进的工具平台类优秀教学软件。自93年“中心”推出几何画板的汉化版以来,很快受到数学教师的欢迎,经过“中心”近几年举办多期有关几何画板的应用培训班及部分学校的积极试验,目前运用几何画板进行数学教学革新的思想已开始为教师们所接受,并已逐渐在全国不少中学的教学中应用和推广。几何画板可以帮助学生从动态中去观察、探索和发现对象之间的数量变化关系与空间结构关系。例如,为了让学生较深刻地理解两个直角三角形全等的条件,可以让学生利用几何画板做一次这样的数学实验:在该实验中,学生可通过任意改变线段的长短和通过鼠标拖动端点来观察两个三角形的形态变化,学生从中可以直观而自然地概括出直角三角形全等的判定公理。目前几何画板可以用作数学和物理相关研究性学习内容的重要辅助研究性工具。

网络虚拟实验环境也可以提供一些学生在现实中无法体验的情景,可以帮助学生就一些需要进行实验而缺少实验条件和实验环境的研究性学习内容提供帮助。网络虚拟实验是在Web中创建出一个可视化的三维环境,其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。通过鼠标的点击以及拖曳操作,用户可以进行虚拟的实验。网络虚拟实验室实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与仪器技术的结合。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征,无论是学生还是教师,都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器,进行各种实验。不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持,还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。通过网络虚拟实验室,能够通过计算机在网络中模拟一些实验现象。它不仅仅能够提高远程教育的教学效果,更加重要的是对一些缺乏实验条件的学生,通过网络同样能够 “身临其境”的观察实验现象,甚至和异地的学生合作进行实验。[10]