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1、网络环境下的研究性学习一、 研究性学习概述 1999 年 6 月，中共中央发布的“关于深化教育改革全面推进素质教育的决定”指出“ 素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点”。江泽民总书记在第三次全教会上指出：“面对世界科技飞速发展的挑战，我们必须把增强民族创新精神提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。教育在培育创新精神和培养创造型人材方面肩负着特殊的使命” 。江总书记把“ 创新 ”与民族的兴衰，国家的存亡联系起来， “创新 ”已不再仅仅关系到我们国家的发展速度，而是决定着我们国家的生死存亡。为此，国家教育部 2000 年 1 月颁布的全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿)中决定要在普通
2、高级中学教学中开展研究性学习活动。进一步，教育部20016 号文件印发了普通高中“研究性学习” 实施指南 ，其中将研究性学习定义为：“学生在教师指导下，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。 ”这是我国高中课程改革的一项重大举措。指南中给出了研究性学习的两大类型：课题研究类和项目(活动) 设计类；三种主要组织形式：小组合作研究、个人独立研究、个人研究与全班集体讨论相结合；四个主要步骤：指导确定选题、制订研究计划、实施研究、撰写研究成果；五个主要特性：整体性、实践性、开放性、生成性、自主性；六个主要目标：获得亲身参与研究探索的体验
3、、培养发现问题和解决问题的能力、培养收集分析和利用信息的能力、学会分享与合作、培养科学态度和科学道德、培养对社会的责任心和使命感。毫无疑问，实施研究性学习对于改变学生的学习方式、促进教师教学方式的变化、培养学生的创新精神和实践能力具有重要的作用。但是，如果教师处于缺乏创造性思维的状态，要让学生形成创造性思维是不现实的。同时，如果没有一个鼓励学生发展创造性思维的社会环境，不考虑社会环境的现实特征，学生在学校学得再好，也是不可能对社会的发展起多大作用的。特别是在信息技术如此发展的今天，创新能力是与信息的获取、加工、分析、处理等方面的能力密不可分的。因此，研究信息技术背景下，特别是，探讨如何培养学生
4、在网络环境下的创新能力与实践能力尤为重要。二、网络环境下研究性学习的三要素在二十一世纪这个信息化的社会，人类的生活越来越离不开数字化、信息化，信息决定着我们的生存，这已是不争的事实。信息技术在教育领域的运用是导致教育领域彻底变革的决定性因素，它必将导致教学内容、手段、方法、模式甚至教学思想、观念、理论，乃至体制的根本变革。信息化教育最根本的特征是教育信息资源的利用和信息技术特别是多媒体网络技术在教育教学中的应用，因此，网上资源与多媒体网络环境也是实施研究性学习的重要条件：首先，因特网上的关于自然、社会、生活以及各学科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。即网上资源是研究性学习
5、的重要研究探索材料。其次，基于网络的搜索引擎、相关的计算机软件工具如几何画板等为研究性学习提供研究、探索、实践的辅助工具。即工具软件是研究性学习的辅助研究工具。第三，基于网络的教学支撑平台，特别是基于 Web的协作学习平台，为研究性学习提供了交流、协作和项目管理工具。即网络平台是研究性学习的交流管理工具。综上所述，网上资源、工具软件、网络平台是网络环境下研究性学习的三个要素。这三个要素也是教育信息化的主要内容，即信息资源的利用与信息技术的应用。因此，一方面网上资源、工具软件、网络平台三要素为实施研究性学习提供了重要条件，另一方面实施研究性学习旨在适应信息时代要求的人才，符合教育信息化与教育现代
6、化的潮流。三、创新思维培养与 “创新 ”是指能为人类社会的文明与进步创造出有价值的、前所未有的全新物质产品或精神产品。创新过程就是创造性劳动的过程，没有创造就谈不到创新。人类要生存、要发展就必须创新。因为创造了生产工具才使人类脱离动物界；因为创造了语言文字才使人类脱离原始人的蒙昧状态逐渐发展成为有高度智慧的现代人。人类与自然作斗争的每一次胜利都离不开创新。创造性思维是创新人材最基础的素质，培养创新人材的核心就是要培养创造性思维。按照何克抗教授的观点，创造性思维结构由发散思维、形象思维、逻辑思维、辨证思维和横纵思维等六个要素组成9。在创造性思维结构的六个要素中，发散思维主要解决思维目标指向，即思
7、维的方向性问题；辨证思维和横纵思维为高难度复杂问题的解决提供哲学指导思想与心理加工策略；形象思维、直觉思维和逻辑思维则是人类的三种基本思维形式，也是实现创造性思维的主要过程。在此基础上，何克抗教授又提出了培养创造性思维的五个环节，即：9 环节 1：重视发散思维的培养 环节 2：重视直觉思维的培养 环节 3：重视形象思维的培养 环节 4：重视逻辑思维的培养 环节 5：重视辨证思维的培养网上资源、工具软件与网络平台的综合应用可以更好地促进创新思维的培养。首先，在互联网环境下开展研究性学习，可以更好地促进创造性思维环节一，即发散思维的培养。发散思维也叫求异思维、逆向思维或多向思维。发散思维强调思维内
8、容和思维成果应与传统观念或原有概念不同，甚至相反，其思维目标事先不能确定，可以是一个也可以是多个。互联网的最大特点是其资源极其丰富，在互联网上可以是学生接触到各式各样、方方面面的信息，从而使学生的视野不再局限于书本的内容，这样可以培养学生在掌握了充分的知识之后，敢于大胆提出自己观点的创新精神。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主要靠形象思维或直觉思维。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
9、力和想象能力，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
10、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，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
11、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 / )，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
12、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 / ）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
13、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、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。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
14、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
15、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
16、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
