第一篇:利用信息技術 促進小學數學探究性學習
利用信息技術 促進小學數學探究性學習
山東省淄博市淄川區趙瓦小學 宋家強
當前,信息技術與課程整合已廣泛進入到中小學,這方面的探索可謂如火如荼,凡這方面有所實踐的學校或教師都感到信息技術與課程整合真是太有必要了,它對于更新教育觀念,推動改革帶來的影響也是巨大的。同時,信息技術將廣泛地應用于小學數學探究學習過程中,有助于更好地完成小學數學課程的目標,達到培養學生創新精神與實踐能力的目的.
下面是從信息技術在小學數學探究學習中的優勢所在入手,結合具體教學闡述如何把信息技術作為學生探究學習的工具來促進學習方式和教學方式的轉變。有關概念的界定:
信息技術:廣義上的信息技術是指對知識進行信息編碼和解碼的技術,狹義上的信息技術主要是指多媒體技術和網絡技術,是一門對信息進行編碼、解碼、壓縮、編輯、存儲、傳遞的數字化技術,這里所談的信息技術是指后者。
探究性學習:一種學習方式,在教師的指導下,從學習生活和社會生活中選擇探究專題,主要以個人或小組合作的方式進行,通過親身實踐獲取經驗,養成科學精神和科學態度,掌握基本的科學方法,提高綜合運用所學知識解決實際問題的能力。探究性學習的主體是學生,其開展方式并不僅僅限于研究性課程中。
一、運用現代信息技術,創設問題情境,激發學生探究興趣 在小學數學教學中,要改變學生由被動的接受學習轉變牟探究學習,教師要實行教學民主,營造平等、民主、和諧、輕松的課堂氛圍.給學生更多的自主權,使每個學生敢于提問,敢于發表敢于展示.從而最大限度地激活學生潛在的探究欲望,激發他們的探究興趣。
教師在數學教學中,要善于運用現代信息技術手段:創設生動具體的學習情境,選用學生能接受到的實際例子來引課.創設有利于學生發現、探究的學習心境.激發學生學習熱情,喚起學生的參與欲望,引發學生的好奇心,使學生產生興趣.自主探索,積極參與到學習活動中去,樹立學習信心,引發學生積極思維。
二、運用現代信息技術,呈現過程,發展學生的思維
把現代信息技術應用于教育教學過程中,進行教學再設計,對發展學生的思維有著重要的作用。如多媒體顯示技術及應用軟件輔助教學,多媒體網絡教室等教學設備的投入使用,呈現教學過程,能激發新異感的學習情境,充分利用學生的好奇心,引導他們從不同的角度、不同途徑去思考問題,研究問題,解決問題,誘發學生的學習情緒,發展學生的思維。
三、運用現代信息技術,實現教學方式的變革
現代信息技術已廣泛地用于教育教學過程,如多媒體顯示技術及應用軟件輔助教學等,這些更多地改善了原有的教學模式。
教師是學生學習活動的組織者、引導者與合作者,教師要抓住教材中蘊涵的創造性因素,運用現代信息技術,創造富有變化、能激發新異感的學習情境,充分利用學生的好奇心,引導他們從不同的角度、不同途徑去思考問題,研究問題,解決問題,實現教學方式的變革。
四、運用現代信息技術,改變學生的學習方式 我們過去教學的一大問題是過于注重知識的傳授、過于強調接受學習、死記硬背.機械訓練,過于重視書面知識而輕視日常生活中的知識。
新課程倡導學生主動分析、樂于探究、勤于動手,強調在掌握基本知識和基本技能.同時形成積極主動的學習態度、學會學習、形成正確的價值觀。在傳統教育中,教師教教材、學生學教材、考試考教材,教師和教材自然就成為信息的載體,除此之外很少有別的信息來源。這在一定程度上就造成了教師是知識的權威,教師的話都是對的,學生對教師的講解總是言聽計從.缺少質疑,創造性自然差。而在信息條件下,學生可以通過信息技術獲得大量的相關信息,教師和教材再也不是唯一的知識來源,他們的知識廣了,視野寬了,自然疑問也多了.對教師的話他們開始思考、辯別、考證和質疑。
在這種情況下,教師應正確對待,及時轉變觀念.充分利用信息技術提供的豐富資源,引導學生主動學習。教師可根據教學需要,提出教學要求和問題.讓學生利用信息技術去搜集信息、處理信息,然后進行討論、總結交流。通過這種方式,學生既學到了知識,又鍛煉了搜集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。運用現代信息技術,建立探究性學習方式,能更有效地使學生領悟教學思想和教學方法,啟發學生更積極的思維活動.引導學生自己發現和探索,把課堂教學過程轉變為學生在學習中自主發現問題、探索問題、解決問題的探究過程.培養探究精神和創新能力,促進學生良好的學習習慣和良好的個性品質形成。
總之,信息技術與小學數學教學的整合,是培養和提高學生探究性學習的有效途徑,小學數學課程改革正在將變革學習方式、倡導探究性學習放在突出地位,信息技術的應用將加速這一變革的實現,在培養學生科學素質、創新精神和實踐能力的同時提高學生的信息素養,使得每一個學生都有嘗試成功、學會創新的機會。
第二篇:淺談小學數學探究性學習
淺談小學數學探究性學習
張克信
小學數學探究性學習主要是指學生以自己已有知識經驗和生活經驗為基礎,在教師指導下面對具有一定挑戰性的問題或任務通過獨立自主學習和合作討論而獲取知識、應用知識、解決問題的學習方式。通過探究活動,學生不僅獲取數學知識,達到對知識的深層理解,而且掌握了發現、認識并理解數學的一般方法。在探究的過程中學習研究問題的方法,培養敢于探索、勇于創新的精神
小學數學探究性學習教學模式在具體實施過程中,應該由下面四個階段進行:
第一階段:問題導入階段--創設情境,誘發好奇心,提出探究主題。
第二階段:嘗試探究階段--選擇合理探究形式和方法,組織探究活動,使學生經歷學習過程,揭示學習規律。
第三階段:明理內化階段--指導將知識轉化為能力,培養學生的判斷、推理等學習能力,開發創新思維。
第四階段:評價、實踐階段--反思評價過程,嘗試運用知識,獲得實踐體驗,提升數學思想方法。
操作----發現----應用。猜想----驗證。觀察----歸納-----反思。類比-----聯想。
第三篇:淺談如何利用信息技術促進小學數學教學質量(共)
淺談如何利用信息技術促進小學數學教學質量
【摘要】隨著新課程改革的推進和信息技術的飛速發展,信息技術與教學的整合成為必然趨勢。在小學數學課堂教學中,多媒體的恰當使用,有利于激發學生學習的興趣,使教學由靜態變成動態、由抽象變為具體,從而降低學生學習知識的難度,能較好吸引學生的注意力,有效提高教學效率。為學生營造出輕松愉悅的課堂氛圍,讓課堂真正成為孩子成長的樂園。
關鍵詞:信息技術 小學數學 課堂效率 主動學習
信息技術在小學數學教學中有非常重要的地位和作用,為有效輔助數學教學、促進數學教學的進步與發展提供了便利的平臺。對于小學數學學科而言,信息技術不但能夠為學生呈現逼真生動的生活情境,而且還能啟發和引導學生主動思考,拓展他們的數學思維,從而實現小學數學的高效教學。在小學數學教學中,恰當運用現代信息技術融入學科教學,以形象具體的“圖、文、聲、像”來創造教學的人文情景,使抽象的教學內容具體化、清晰化,使學生的思維活躍地參與教學活動,并且有助于學生發揮學習的主動性,積極思考,主動探究,使教師以教為主變成學生以學為主,從而提高教學質量,優化教學過程,增強教學效果。現就如何利用信息技術促進小學數學的教學質量談幾點簡單的看法。
一、利用信息技術激發學生興趣,使學生主動學習
傳統教學模式的一大弊端就是忽視教學情境在數學教學中的作用。在以往的教學中,往往漠視各種知識產生的歷史背景和具體的應用情境,直接進行孤立的知識教學。心理學告訴我們“興趣是人們對事物的選擇性的態度,是積極認識事物或參與某種活動的傾向,它是學生積極獲取知識形成技能的重要動力”。信息技術提供的外部刺激是多種感官的綜合刺激,它既能看得見(視覺),聽得著(聽覺),還能用手操作(觸覺),這種多樣性的刺激,比單一地聽老師講強得多。[1]優美的音樂,色彩斑斕的圖片,好看的動畫視頻這些充分激發學生濃厚的興趣,使學生在輕松快樂的情境中學習。
例如,在應用計算機課件教學《乘法的初步認識》這一課時,就可以用鮮艷的色彩,優秀的圖案,直觀形象地向學生展示游樂場的動態圖,貼近生活實際,引發學生興趣,伴隨教師的提問:有幾架小飛機?每架飛機上有幾個小朋友?一共有多少人?通過學生列出連加算式,引導學生加數太多時寫加法算式不方便,提出加數相同的加法可以改寫成乘法。學生的學習興趣被生動的畫面完全調動起來了,他們積極主動地進入學習活動中去。
又如教學《圓的認識》時,運用多媒體演示,先讓學生看到畫面中自行車、三輪車、汽車的車輪都是圓的,接著將它們的輪子換成三角形或正方形等形狀,學生觀察后議論紛紛,個個笑得前俯后仰,最后畫面又把輪子換成橢圓的,同學們看完后都說:“這也不行,坐上去誰受得了?”此時,教師提出問題:“為什么圓形的輪子就行,其它形狀的輪子都不行呢?”教師啟發了學生參與學習的動機。這樣,學生在積極的狀態下,弄清了道理,深刻地認識了圓的特征。
二、利用信息技術突破重難點,使學生輕松學習
小學生的記憶能力很強,但理解能力欠佳。如果我們的課堂教學只滿足于讓學生“記”一些知識點,而不關注他們是否真正掌握了其內涵,學生們就會只知其然不知其所以然,尤其對那些比較抽象的學習內容。小學生的思維以形象思維為主,這與數學學科內容的抽象性形成矛盾。這就要求小學數學教學必須在知識的抽象性和思維的形象性之間架起一座橋,利用信息技術能將抽象的數學知識具體化、形象化。[2]計算機能進行動態的演示,彌補了傳統教學方式在直觀感、立體感和動態感等方面的不足,利用這個特點可處理其他教學手段難以處理的問題,并能引起學生的興趣,增強他們的直觀印象,為教師化解教學難點、突破教學重點、提高課堂效率和教學效果提供了一種現代化的教學手段。
例如,在教學小學六年級數學《圓的面積》時,為了讓學生更好的理解和掌握圓的面積計算方法這一難點,一般要把圓分成若干等分再交錯拼好,不管是實踐操作還是借助道具,最多也只能把圓分成16份,然而拼成的近似的長方形的長是波浪形的,寬還是斜的,怎么能說它是長方形的呢?理解能力好的學生可以從教師的演示過程中想到變化的趨勢,把它想象成一個長方形,可是還有部分理解能力不強的學生很難想象出這個變化的過程及趨勢。那么借助課件我們就可以把圓等分成32份、64份、128份……再把這些過程連貫起來,重復演示,學生可以直觀的感受到圓是怎么轉化成長方形的,使這節課的難點被攻破,大大提高了教學效率,培養了學生的空間想象能力。又如在學習《圓錐的體積》時,我設計了等底等高的圓柱體和圓錐體體積比較圖,先在圓柱體里倒滿水,然后在轉倒入圓錐體里,整整倒了三次才倒完。學生通過觀察形象化的視頻演示,很快理解并表述了數量關系,“等底等高的圓柱體的體積是圓錐體的三倍”或“等底等高的圓錐體的體積是圓柱體的三分之一”。
三、利用信息技術節約課堂時間,提高課堂教學的效率
在數學課上總需要作圖,課堂教學時間對于學生和老師來說都是寶貴的,充分利用課堂的每一分鐘,可以大大提高課堂教學的效率。信息技術中的多媒體技術可以讓老師節省出大量的板書時間,使學生在有限的時間內,獲取最大的信息量,從而爭取到更多的思考時間。由此大大地提高了數學課堂容量和學生的學習效率。
在信息技術沒有被認知和使用的年代,練習課幾乎是教師在黑板上寫,學生在下面抄,枯燥乏味,效率極低。如今,信息技術的普及,大大提高了課堂教學效率。[3]
例如在練習中編制各種形式的選擇題、填空題、判斷題等,用Authorware編制軟件來判斷學生解答的正確與否,根據練習的情況,給予必要表揚、鼓勵或重復練習等,可以使教學評價和反饋更加科學、及時、有效。還可以舉行各種競賽訓練等,培養學生的自制力、自覺性和良好的學習習慣。當然還可以減輕教師重復的教學和輔導,讓教師有更多的時間與學生交流。
四、利用信息技術拓展學生思維,培養學生的創新意識
信息技術的豐富資源,能為數學教學提供并展示各種所需的資料,能創設、模擬各種與教學內容相適應的情境,為所有學生提供探索復雜問題、多角度理解數學思想的機會,開闊學生數學探索的視野。
如教學圓的周長和面積計算的知識后,設計了這樣一道練習題,出示三條等長的線段,動畫演示一條圍成長方形、一條圍成正方形、一條圍成圓。如果長方形的長4米,寬2.28米,這三個圖形的周長各是多少?哪一個圖形的面積最大?哪一個圖形的面積最小?學生面對這樣新穎有趣的題目都為之精神振奮,開動腦筋,通過獨立計算、小組討論證明了周長相等的長方形、正方形和圓,圓的面積最大、長方形的面積最小。這樣,溝通了幾何知識與現實生活的聯系,進一步明白了茶杯、水桶等物體的底面為什么做成圓的,也使學生們懂得了今后在實際生活中要用最少的材料做一個容量最大的物體必須用圓的知識去思考,培養了學生的實踐能力與創新能力。
結束語
總之,信息技術在數學教學中越來越凸顯其重要作用,它的發展給我們的數學教學注入了新的活力與源泉,它突破了時空的限制,讓數學知識貼近生活、無限延伸,并成為課堂教學中的一道亮麗的風景。它為學生提供自主學習、自主探究和師生互動的平臺。但信息技術也不可改變其工具性,應服務于教學。在數學課堂教學中使用信息技術要把握好“度”,不可濫用,過多地使用圖像、聲音,會影響學生的深入思維,如果使用信息技術不當,還會分散學生的注意力。新模式下的學習雖然存在很多優勢,但是也需要逐步的過渡,傳統模式雖然枯燥乏味,影響學生認知性差,但是在傳統模式下培養的學生更加勤奮好學,認真刻苦。兩種模式各有利弊,所以需要更有效的結合。[4]
參考文獻
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第四篇:運用現代信息技術促進物理探究性學習
運用現代信息技術促進物理探究性學習
蔣衛山(武進遭橋初級中學,江蘇武進213171)第20卷常州師專學報2002年第4期
近年來,隨著我國基礎教育改革的不斷深人,探究教學受到了前所未有的重視。教育部頒布的《全日制義務教育物理課程標準(實驗稿)》不僅將探究作為一種學習方式,而且將科學探究作為課程的內容標準。與此同時,《國家基礎教育課程改革綱要(試行)》中明確指出:“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用,促進信息技術與學科課程的整合,逐步實現教學內容的呈現方式,學生的學習方式、教師的教學方式和師生的互動方式的變革,充分發揮信息技術的優勢,為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。”很顯然,現代信息技術對中學物理教學改革具有重要意義,特別是對促進學生探究性學習具有重要作用。
一、理論思考
探究性學習指的是學生在科學學習中用以獲取科學知識,領悟科學思想觀念,了解科學家們研究自然界所用的方法和發展科學探究能力而進行的各種活動。探究性學習是學生自主學習的一種重要方式,它有利于學生獲取科學知識,掌握科學技能,體驗科學過程與方法,理解科學本質,形成科學態度、情感與價值,發展創新精神和實踐能力。探究性學習過程一般可分成以下幾個環節:問題~假設~事實(證據)一檢驗與評價~發表與交流。
探究性學習基本是以建構主義學習理論為指導的學習方式。該理論認為學習活動是學生通過一定的情境,借助教師與學生的幫助,通過協作和會話的方式,達到對知識的意義建構。在這個過程中,學生是認知活動的主體,教師是學生學習的幫助者、促進者、引導者,而“情境創設”、“協作會話”和“信息資源提供”是建構主義學習理論所要求的學習環境必須具備的基本屬性和要素。
以計算機、網絡為核心的信息技術為探究性學習的開展、為學生創新能力和信息能力的培養營造了最理想的教學環境。(1)多媒體計算機的交互性有利于激發學生的學習興趣和認知主體作用的發揮;(2)多媒體計算機提供外部刺激的多樣性有利于知識的獲取和保持;(3)多媒體系統的超文本特性可實現對教學信息最有效的組織與管理;(4)計算機網絡特性有利于實現培養合作精神并促進高級認知能力發展的協作式學習;(5)超文本特性與網絡特性的結合有利于實現培養創新精神和促進信息能力發展的探究性學習。
二、應用現代信息技術促進物理探究性學習的教學模式(一)必要條件
1.硬件。學校為探究性學習提供:①演播式多媒體教室(配有高配置電腦、液晶投影儀、錄像機、高性能DVD機等);②交互式多媒體計算機房(配有服務器TOP200()交互教學系統);③千兆主干校園網;另外學校還需為探究性學習提供一間物理實驗室及所需的儀器。
2.軟件。構建新一代高中物理教學軟件系統—主題知識庫(或網站),即圍繞學習主題把豐富的知識資源組織起來,它可由以下幾部分組成:①高中物理教學素材積件庫;②高中物理教學課件庫;③高中物理教學資料庫;④多媒體軟件庫(Flash, PowerPoint, FrontPage、幾何圖板、仿真物理實驗室等)。
3.潛件。教師以自學為主,學習現代教育理論特別是構建主義理論,更新教學觀念和思想,掌握教育科研方法,學習現代信息技術,掌握多媒體與網絡教學和多媒體與網絡教學軟件開發方法。學生由物理和計算機教師共同進行培訓,計算機教師負責培訓學生電腦基本作、輸人法、多媒體演示文稿的制作、網頁的制作,物理教師負責培訓學生幾何畫板、仿真物理實驗室等軟件的使用。(二)具體操作
1.運用信息技術,創設情景,啟發學生提出問題
提出問題是探究性學習中的首要環節,對于誘發探究動機、引導學生進人主動探究狀態具有重要作用。平時教師可利用信息技術,創設直觀、生動、富有啟發性的問題情境,喚起學生發現問題的欲望和解決問題的熱情。如在《平拋運動》的教學中,教師先給學生播放作水平勻速飛行的飛機空投炸彈的錄像片段,生動的畫面、真實的場景使學生提出了許多問題;炸彈運動的軌跡是怎樣的?炸彈在空中為什么排在一直線上? 2.運用信息技術,收集事實(證據)在提出問題基礎上,學生根據已有的知識和經驗作出假說和猜想,然后要制定出較詳細的探究計劃,計劃中應明確所要收集的事實(證據)以及收集事實的方法。在收集事實的過程中,除了物理實驗外,信息技術可以幫助學生更方便、快捷、高質量地完成某些探究任務。
學生可從主題知識庫以及互聯網中查找、評價、收集有關信息。例如,探究“噪聲污染”、“太陽能的利用”等STS類課題時,學生可從網站上搜集物理學史、生活中的物理知識、最新的物理科學研究進展等資料;學生也可以通過網上調查來獲得所要收集的事實,還可利用仿真物理實驗軟件進行模擬實驗研究。3.運用信息技術,實施檢驗與評價
學生可運用信息技術相應軟件對所收集的證據進行篩選、歸類、統計和列表分析等綜合處理,運用已有科學的知識,采用近似、抽象化、模型化等方法得出符合證據的解釋,并且收集更多證據支持解釋,檢查解釋及探究過程、方法上是否存在問題,必要時提出改進措施。
4.運用信息技術,發表與交流
在檢查和思考探究計劃的嚴密性,收集證據的周密性,以及解釋的科學性,并對結論的可靠性作出評價后,學生可應用信息技術進行發表與交流。學生可利用文字處理交流撰寫論文或調查報告在網上發表,利用PowerPoint制作多媒體演示文稿,在課內外進行展示,與班級的其他同學共享,教師同時可引導學生學會自我評價與評價他人。還可利用網絡技術的BBS和電子郵件開展合作學習,實現網上交流,與其他師生就感興趣的探究問題做更深人、廣泛的交流。
三、應用現代信息技術促進物理探究性學習的教學實踐及效果
近兩年,我們在高
一、高二年級的部分班級先后進行了現代信息技術環境下物理探究性學習的教學實踐,我們發現信息技術全面引人物理探究性學習,使之成為學生學習、教師教學、師生互動的重要工具和手段,促進了物理教學過程的根本性變革。
(一)學生的學習方式由接受變為探究。學生有更大的空間和時間可以自主地選擇適合自己的學習內容,并可通過上網查詢、模擬實驗、交流研討等手段解決某些物理問題。信息技術成為學生自主探究學習的重要工具和手段。
(二)發展了學習的信息素養。通過探究性學習不僅發展了初步的科學探究能力;而且他們學會了信息技術,更為重要的是他們具有了應用信息技術的意識和能力,他們能用計算機制作值日表、課程表等來管理班級,甚至上網瀏覽、查閱信息、交流、討論熱點問題。
(三)師生的角色發生了轉變。教師的教學方式由講授變為輔助,變成促進學生探究性學習的組織者、協助者,學生成為信息加工的主體,是知識的主動探究者。教學形式從面對面的教師講、學生聽的單一教學方式變為建構主義理想中的個別學習和合作學習,使師生、生生都能平等交流、和諧共處。
(四)促進了學生認知結構形成與發展。作為學習的重要知識資源之一的主題知識網站,它反映了教師頭腦里組織知識而形成的某種結構。這種具有結構性的網站、有自身的組織特征,即非線性結構,幫助學生圍繞主題建立一個個相互關聯的概念框架。優化了學生的認識結構,有利于學生掌握最基礎、最具有發展性的知識,為終身學習打下基礎。
四、教學實踐的進一步思考
(一)選定適宜的探究性學習內容
運用現代信息技術進行物理探究性學習是一種讓學生理解科學知識的重要學習方式,但不是唯一的學習形式,探究需要較多的時間和較大空間,不可能將所學的知識都用探究的方式來獲得。選擇適宜的學習內容是教學設計的首要工作,探究性學習內容首先必須是基于探究的、能自然地整合各種探究工具,其中包括利用信息技術;此外還應根據學生的心理特點,從學生熟悉的事物出發,設計學生喜愛的探究活動。(二)及時向學生提供使用信息技術的指導
既然信息技術是促進學生探究性學習的重要手段,學生對其掌握的水平就是決定探究性學習成敗的重要因素之一。這種技術上的支持和指導是探究性學習過程中自然組成部分,教師應采取循序漸進的原則向全班引人某種新技術,既可采用信息技術講授的辦法,也可在學生需要的時候提供個別化的輔導。總之,要逐步培養學生成為更熟練的信息處理者、常用工具軟件的使用者。(三)幫助學生明確探究任務和及時評價 使學生時刻感受到有形的探究任務帶來的壓力及來自實現某個具體目標的動力是保持探究性動機和興趣的有效策略。首先,教師要幫助學生明確每一項探究活動的任務,讓學生體驗到探究的成就感;此外,可以將探究任務預先呈現在電子文檔中,方便學生查閱;還可以實現及時的反饋與評價,讓每個學生的探究成果都記錄在電子檔案上,可以隨時、隨地進行交流和補充。
第五篇:利用信息技術促進實驗教學
運用現代信息技術提高實驗教學水平
■ 中國人民大學信息學院 陳禹
在教育信息化中,利用現代信息技術大力提高實驗教學的水平,是一個值得注意的方面。
在各類學校的教學活動中,實驗教學和課堂教學、考試考核、圖書資料、學籍管理等工作一樣,是培養人才的一個重要的環節。它對于全面提高人才素質,對于現代社會所需要的全面發展的、既能動腦又能動手的新型人才的培養具有不可替代的作用。
在教育信息化的全局中,實驗教學的改造和提高是體現現代信息技術作用的一個重要方面。因為現代信息技術在創造新型的學習和訓練環境方面,具有特別突出的作用。與課堂教學、考試考核等環節相比,實驗教學環節利用現代信息技術的效果和作用將會更為突出和顯著。正是在這個環節上,現代信息技術使得一些原來做不到的事情變得可以實現,使得原來需要高昂費用的事情,可以用更低的代價完成,從而迅速而直接地體現出教育信息化的作用和效益。在這里,我們希望提請教育領域的同行們對于這個重要方面給予更多的關注。
實驗教學是現代教育體系的重要環節
常言說得好,“聽十遍不如動手做一遍”。國外教育專家的調查表明,一般來說,聽一遍課能夠掌握內容的30%,讀一遍書可以掌握內容的50%,而動手做一遍則可以掌握有關內容的80%。這都表明,動手實踐是掌握知識、培養能力的一條非常重要的途徑。在學校教育的階段,由于種種客觀條件的限制,學生的學習主要是在校內進行的,社會實踐和調查體驗終究是局部的、短期的,不可能成為主要的學習方式。在這種情況下,在學校里面建立的、模擬的實踐環境——實驗室就成為學生動手訓練的主要場所。這就是我們所說的實驗教學。
重視實驗歷來是科學精神的基本內容之一。近代科學的開山鼻祖——弗朗西斯.培根就非常重視實驗,把它作為科學研究的基本方法加以強調。根據史料記載,他還身體力行,親自動手做實驗、觀察自然現象、記錄實驗數據。在這種思想的引導下,伽里略用一系列開創性的實驗揭開了近代科學的序幕,至今為人們所稱道。這種理念體現到教育中,就是利用各種類型的實驗引導學生學習知識和掌握技能,就是把實驗教學作為教學的基本環節之一。正因為這樣,許多專業,特別是理工科專業,已經把實驗室作為學科建設的基地。物理系、化學系的學生都不會忘記實驗室中的日日夜夜,工科的學生更會終身銘記著趴在繪圖板上的時光。所以,實驗教學在近代教育中,已經占有重要的地位,這是眾所周知的事情。
然而,一直到現代信息技術產生之前,由于技術的限制,實驗教學基本上是自然科學和技術學科的事情。理由很簡單,社會現象太復雜,無法在實驗室里加以模擬。在沒有現代信息技術之前,確實是如此。然而,現代信息技術的迅速發展已經改變了這種狀況。從管理到經濟、社會、環境以至心理學,許多方面的現象和復雜系統,已經可以在不同程度上,在實驗室條件下重建或模擬,有關的軟件或系統已經出現,并且在實際的研究工作和教學工作中得到應用。同時,由于計算機模擬的越來越方便和越來越便宜,即使是技術領域的一些重大實驗,如化工廠的流程、核武器的爆炸等,也已經可以用便宜得多的代價和少得多的時間在計算機中重現。這就使得在信息時代的教育中,實驗教學可以發揮更大的作用,有了更加廣闊的發展余地。這就是我們所強調的,在教育信息化的進程中,應當把實驗教學放在重要位置的原因和背景。
現代信息技術對于實驗教學的推動作用
由于上述的背景和情況,實驗室和實驗教學在教育信息化的進程中處于一個投入產出比高、效益顯著、影響深遠的特殊位置。具體地說,現代信息技術和注重實驗的科學理念相結合,給教育領域帶來了如下四個方面的新景象。
第一,實驗室和實驗教學的概念已經從自然科學和技術領域擴展到了經濟與其他社會科學的學科。從上世紀50年代開始,國外就出現了最早的“經濟科學實驗室”(例如美國Arizona大學的經濟科學實驗室),用現代信息技術對于經濟管理中的復雜課題進行模擬和實驗,對于市場行為、拍賣過程等經濟領域的基礎課題,從新的角度進行了研究和考察。經過幾十年的探索,2002年,這一方向的首創者之一,Arizona大學經濟科學實驗室的創建者,Vernon Smith教授獲得了諾貝爾經濟學獎。這表明實驗方法在經濟科學領域已經被接受和認可。
我國自從中國人民大學在1994年建立國內第一個經濟科學實驗室以來,高校中的面向經濟和其他社會科學的實驗室已經發展到了近百個。實驗教學與社會科學不搭界的局面已經在改變之中。這一變革將對于我國教育的發展,特別是社會科學學科的現代化產生深遠的、積極的影響。再如,我國的法學教育領域也已經開始設立模擬法庭,作為培養法律人才的一個實踐環節。至于電子商務、電子政務、會計實務、進出口貿易實務等實驗環境,也已經相當普遍。再廣泛一點,對于社會科學來說至關重要的文獻資料的查詢,現在也和計算機結合在一起,形成了數字圖書館和世界范圍的查詢網絡的新格局。以計算機和網絡為技術基礎的圖書館,在某種意義也已經成為廣義的實踐基地,和實驗室融合在一起。
第二,實驗教學的地位和作用已經從主要為培養技能服務擴展到了對于研究和思想方法的培養。有一種看法認為: 實驗教學只是培養人的動手能力,因而只適用于低層次的、操作人員級的教育。然而事實證明,今天的情況已經不再是這樣的了。美國學者G.Klir把計算機稱為“系統科學的實驗室”,強調它對于培養人的思維能力的作用。著名的Santa Fe研究所把計算機作為主要的研究工具,并且利用暑假時間對中學師生進行建立模型的方法的普及,它所講授的軟件Starlogo是麻省理工學院開發的基于主體的建模平臺。大家都知道,著名的物理學家丁肇中對于實驗非常重視,認為物理學的發展和創新離不開實驗,對于他的學生在這方面要求十分嚴格。這些都表明,建立在現代信息技術基礎上的實驗室不只是培養動手能力的場所,同時也是培養思維能力的場所,認為實驗教學只是低層次教育的事情是不對的。(當然,以培養動手能力為主的實驗室也很多,也需要發展,如培訓駕駛員的系統、培訓大型設備操作工人的系統等;實驗教學在這方面作用也是非常重要的。我們這里只是強調它在所有層次上的普遍作用。)
第三,現代息技術的應用,使實驗教學的成本大大降低,許多以前不可能做的實驗今天已經有實施的可能。由于現代信息技術的飛速發展和普及,一些以前限于條件無法進行的實驗變得可以實現了。通過建立計算機里的虛擬世界,諸如核爆炸、生物進化、環境保護、疾病傳播、社會**等不可能真做的實驗能夠在實驗室反復進行。這些事件的真實進行也許需要成千上萬年的時間,也許會造成巨大的損失或付出高昂的代價。然而,通過建立在現代信息技術基礎之上、在新型實驗室里實現的虛擬世界,這些就成為普通學校都可以實施的事情了。考慮到我國教育規模迅速發展中所面臨的許多困難,這一方面無疑提供了非常值得注意的應用可能性。
第四,建立在現代信息技術基礎上的實驗教學已經成為開發教育資源、提高教育資源利用效率、支持后進地區的有力工具。現代信息技術的一大特點是為資源的共享開辟了廣闊的天地。在我國教育規模迅速擴大的情況下,教育資源的短缺是一個突出的問題。新型的實驗室恰恰為解決這個問題提供了有利條件。無論是文科需要的海量資料,還是理工科需要的高速運算能力,當它們被組織到互相連接的、共享的實驗平臺或數字圖書館網絡中的時候,這些資源的利用效率就可以成百倍地提高。特別是對于教育資源嚴重缺乏的西部地區和新辦學校,利用不斷降低價格的信息技術設備來彌補難以解決的教育資源短缺,應當是一種投入少、效益大、收效快的捷徑。
總之,我們認為,實驗教學是在教育信息化進程中值得大力投入、努力改進的一個重要環節。抓緊抓好這方面的開發和普及工作,將有利于盡快地體現出信息化的效益,解決西部地區和后進學校的教育資源短缺的問題,而且從長遠來看,也是對于進一步深入的學科改造的有力推動。
大力開發和建設各種類型的實驗環境
那么,如何推進實驗環節的教育信息化呢?我們認為,當前需要從以下三個方面去入手。
第一,把新型的實驗室建設作為教育信息化的一項任務。實驗室是實驗教學的基地。教育信息化在學校里也要有基地。目前在各級各類學校里,教育信息化的投入往往集中在三個方面:校園網絡中心,數字圖書館或者是在課件的制作上。這三方面的工作無疑都是非常重要的。前者是建立信息化校園的必要的基礎設施,后兩者則從不同的方面提供教育信息資源。然而,在一些單位這幾件事情是分割開的,缺乏有機的聯系。比如,一些課件的制作脫離不開傳統的教學內容,成為“課本搬家”;一些校園網的建設偏重于硬件,而與學科建設脫離甚遠;而圖書館則往往限于現有資料的簡單查詢。針對這樣的情況,如果我們能夠緊緊圍繞學科建設這個教育信息化的核心,以實驗教學為突破點,在校園網和數字圖書館的基礎上(前者提供網絡通道,后者提供基礎資料),建立起面對特定學科的新型的實驗室,把用來“聽一遍”、“讀一遍”的課件提升到“動手做一遍”的教學模擬環境,那么我們的工作就能夠向前邁進一大步,使得有關的學科在信息化的條件下真正升級,從內容到形式跟上時代的步伐,從而符合既能動腦又能動手的新型人才培養的需要。應當說,到目前為止,許多地方對于實驗室建設的理解和認識還停留在幾十年前的舊思路之中,還沒有從信息化建設的基地的高度去看待這件事。如果我們能夠有針對性地集中投入,在較短的時間內建立起一批這樣的新型實驗室,并且通過網絡使它們的資源(模擬系統、課件、資源庫)能夠為各校共享,那么,信息化的效益就能夠迅速地、充分地顯示出來。
第二,研制和開發一批重點課程的教學模擬環境。要建成這樣的一批實驗室,在目前校園網絡已經普遍建立的情況下,當務之急是研制和開發重點課程的教學模擬環境。我們所說的教學模擬環境,是指能夠讓學生動手做實驗的軟件系統。它們不同于只用于課堂教學的課件。這里所說的實驗既包括實際操作層次的,也包括理論研究層次的。以經濟管理類的專業為例,學生們既需要在實驗室學習和體驗會計實務等操作過程,也需要在實驗室建立和運行經濟模型。這樣的軟件平臺將是一種專門的、把專業理論和信息技術有機地結合在一起的、集中了各種信息技術手段的、人機交互的應用軟件。需要說明的一點是,相應的產業所用的實際系統是不能直接作為教學模擬環境的。因為教學要求的知識和能力更加一般,不應當局限于特定的廠家和軟件產品上。而且,教學還有教學自身的規律。可以預見,這類軟件的開發將成為一個專門的產業。有遠見的IT廠家,應當關注這個領域。
第三,培養和形成一支新型的實驗教學的骨干教師隊伍。教改的關鍵是教師,實驗室建設的關鍵當然也在于實施的骨干隊伍。我們之所以強調建立實驗室這樣一個基地,也正是希望通過這樣一個基地,集中一批人員,形成一支隊伍。目前,從事這方面工作的積極分子分散在各個學科之中。大家總感到力量分散、勢單力薄,在實際工作中常常遇到在信息交流、資金投入、成果認定等種種方面的制約,而貽誤了事業的發展。如果在學校里有這樣一個基地,從領導上給予關注和支持,事情就能夠進展得更快一點、更好一點。應當看到,十幾年來,在教育領域已經逐步涌現出一大批熱心于教育信息化的積極分子,現在需要的是從各個方面創造條件把這樣一支隊伍組織起來,進一步提高,為教育信息化的深入創造更有利的環境。
我們相信,在整個社會和經濟的信息化的新高潮的大環境推動下,教育的信息化也必將走向更加務實、更加深入的新的階段。我們希望,在現代信息技術的基礎上的新型實驗室的建設,將在體現教育信息化的效益方面發揮積極的作用。
實驗經濟學與經濟管理實驗室專業委員會主任陳禹教授、專委會委員方美琪教授
實驗經濟學與經濟管理實驗專業委員會于2007年1月6日成立,是由從事經濟學管理學科研、教學的人員與從事經濟學管理學的實際工作者組成的全國高等院校實驗實踐教育技術領域的群眾性、學術性的社會團體,隸屬于中國信息經濟學會,受學會和教育部相關部門的直接領導和管理。
陳禹
男,1944年生,工學碩士,教授,博士生導師,經濟科學實驗室主任,曾任信息學院院長,信息系主任。電話: 62511183 教材與專著編寫:目前在寫的有《CAS理論及其應用》《信息經濟學教程》等。
國外有關領域的經典著作翻譯:目前在進行的有《社會網絡分析》、《實驗經濟學經典論文集》等五本。
參加學術交流:近一年內有國際、國內學術交流會議三個。主要研究方向:計算機應用,信息管理,系統科學等;
對學生的培養要求參加研究項目:包括設計模型,編制軟件,研究理論,在此基礎上撰寫論文。近期主持和參與的科研項目:
資源運營的模式與支持技術研究(國務院發展研究中心項目)國家電子商務白皮書的編寫(商務部項目)
教學數字化環境研究(教育部項目)
代表著作譯著:
《信息系統的分析與設計》,1986出版(電子工業出版社),2005最新版(高等教育出版社)。
《軟件開發工具》2002新版,經濟科學出版社。《信息時代的應知應會》2001,高等教育出版社。
《關于系統的對話》1988,中國人民大學出版社。《系統科學概論》2005,中國人民大學出版社。
《信息系統與信息管理概論》2005,中國人民大學出版社。主要工作經歷:
1981年開始從事本專業的教學與科研工作,現為中國人民大學信息學 院教授、博士生導師;
社會兼職:
中國信息經濟學會理事長,國際信息系統學會中國分會副理事長
研究成果與獲獎情況:
1987年,獲教育部教學成果二等獎
企業信息化是引爆經濟社會信息化的燃點 CIO需要博弈
陳禹,中國人民大學信息學院教授、博士生導師,經濟信息管理系主任兼任經濟科學實驗室主任。從1978年開始研究信息技術在經濟管理領域的運用。1981年,從事具體項目開發和教學研究,完成了大量科研與教學任務。1988年至2003年,先后擔任國際信息處理聯合會(IFIP)信息系統專業委員會(TC8和WG8.1)委員,兼任國家電子政務標準化總體組成員、中國信息經濟學會理事長等。
以信息化帶動實驗教學