信息技术对中学学科教学的作用

" 摘要：教学理论是指导中学学科教学模式的依据，本文通过论述教学理论对信息技术的需求，来说明中学各种教学模式对信息技术的需求。在先进教学理论指导下、在信息技术的支持下产生出来的CAI教学模式、教育卫星、远程教学模式、多媒体教学模式、任务驱动教学模式、信息技术与学科整合的模式、网络教学模式等，可以在中学教学中体现WTO所强调的人本位观念，促进学生的后续发展能力，提高中学生的信息素养，全面推进素质教育。同时，列举了一些具体案例，提出无论信息技术作用于哪种教学模式，或创造出哪种新的教学模式，都应本着实事求是的精神去探索和总结，扬长避短。并且根据中学的具体情况，提出要保证信息技术对学科教学的作用，必须有现代化的管理方法和管理手段。

关键词：信息技术，教学理论，教学模式，信息素养，现代化管理。

一、信息技术、教学、教学模式、信息素养的含义信息技术包括了计算机技术、微电子技术、光电子技术、通讯技术和信息处理（传感）技术。在中学，信息技术在学科教学中所用到的技术，大多数是计算机技术和与微电子、光电子传感等技术有关的媒体技术。计算机技术包含的领域博大精深，在中学所用到的有计算机网络技术、计算机硬件技术、计算机软件技术等。教学，在本文将其定义成一个联合词，指由教和学两方面组成的活动。

教学模式，是一种可以用来设置课程、设计教学材料、指导课堂或是其他场合教学的计划或范型。信息素养是一种高级的认知技能，它包括了：

（1）高效获取信息的能力；

（2）熟练批判地评价信息的能力；

（3）有效地吸收、存储、快速提取信息的能力；

（4）运用多媒体形式传达信息、创造性使用信息的能力；

（5）将以上一整套驾御信息的能力转化为自主高效地学习与交流的能力；

（6）学习、培养和提高信息时代公民的道德、法律意识与社会责任。

二、教学理论对信息技术的需求从16世纪西方教育史上第一个倡导教学理论的拉特克到20世纪的建构主义学习理论的创造者皮亚杰，从中国古代的教育家孔子到当今认为信息技术与学科整合将会成为信息技术教育今后发展的必然趋势的何克抗等，他们的教学理论和教学方法，都在呼唤信息技术的支持。德国的拉特克说：“教师必须懂得教授的技术。”他当时所说的技术，当然可能不是信息技术，但是是“……要懂得怎样教，才能使学生最容易、最牢固地掌握”的技术。17世纪捷克的教育学家夸美纽斯写《大教学论（Didactica Magna）》的目的是：“寻求并找出一种教学的方法，使教员因此可以少教，但是学生可以多学；使学校因此可以少些喧嚣、厌恶和无益的劳苦，多具闲暇、快乐和坚实的进步。

”

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8、19世纪，德国的教育家赫尔巴特在把道德教育作为每个人都必须达到必要目的的同时，提出了教育可能达到的目的，即主张为成长着的一代将来能从事某种职业实施一定教育，帮助他们发展能力与兴趣。他针对多方面的兴趣，安排不同的学科，并认识到同一学科可以培养多种兴趣。20世纪初，行为主义教学理论把刺激→反应作为行为的基本单位，学习即刺激→反应之间联结的加强，教学的艺术在于如何安排强化。这种理论在教学上的应用是程序教学、计算机辅助教学、自我教学单元、个别学习法和视听教学等多种教学模式或方法。

20世纪40～50年代认知主义教学理论认为学习的基础是学习者内部心理结构的形成和改组，而不是刺激→反应联结的形成或行为习惯的加强或改变，教学就是促进学习者内部心理结构的形成或改组。凯洛夫的五段教学（激发动机→复习旧课→讲授新课→运用巩固→检查效果）。布鲁纳极力提倡学习使用发现法，发现法有四个特征：①强调学习过程，②强调直觉思维，③强调内在动机，④强调信息提取。建构主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助学习是获取知识的过程其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得,认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。

从以上教学理论流派所提出的理论和学习方法，很希望有信息技术来帮助他们创建激发动机的情境和发现规律的诱因，都对技术、环境、情景、信息、学习兴趣提出了需求，如果有什么物质和方法实现这些需求，都不会使理论家们去拒绝它。就象69%的诺贝尔奖获得者在诺贝尔奖百年庆典之际认为的那样：如果自己当年从事研究的时候就有互联网的话，可能会更早作出成果。我们说，信息技术可以从很多角度（不是全方位）来加快速度实现他们的教学理论。中国古代的教育家孔子55岁了还周游列国说教，实现他的“行道”。

王安石派遣人员到全国各地考察农田水利赋税，制定新法在全国推广。康有为的“派游学，译西书、变法维新”，要学生关心时事，互相启发，反对“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”的学习方法。陶行知在《中华教育改进社改造全国乡村教育宣言书》中号召“筹募100万元资金，征集100万个同志，创办100万所学校，改造100万个乡村”，以改变农民没有文化，不懂科学，得不到教育的状况，他还倡导社会大学运动。叶圣陶对教材的编写提出的重要意见中指出：“从内容讲，中小学课本要剔去陈旧材料，补充必要的最新知识，并注意各科之间的联系和配合，避免重复和累赘；从方法讲。

要灵活地运用启发式，避免呆板的注入式；从效果讲，做到老师便于教，让学生乐于学。还有教学理论“中国化”的理论家们董远骞、张定章、裴文敏的《教学论》揭示的教学法六条规律是：教学相长；循序渐进；知识技能与认识能力；教学的教育性；教学与学生生理；因材施教。可想而知，孔子渴望在Internet上发布他的说教，以避免“行道”失败。王安石也想把制定的新法用电视系统在几秒钟向全国发布。

康有为需要开设远程教学，安装卫星接收系统让农民接受教育。叶圣陶觉得非常需要多媒体的支持来活跃教学方法。董远骞、张定章、裴文敏更希望有丰富的教学软件来对学生因材施教。李克东和谢幼如的多媒体组合教学设计理论则是直接提出，需要信息技术多媒体的支持。

三、中学里信息技术在学科教学的作用在我国中学里，由于实行的是班级授课制，所以信息技术对学科教学的作用，实质上是通过信息技术作用下产生出的教学模式体现出来的。由于各种教学模式，是各种教学理论的产物，所以我们对以下的各种教学模式，结合一些具体的案例，来说明他们有哪些好处，有哪些弊端，怎样使用才能达到提高中学老师和学生信息素养的目的。

（1） CAI教学模式CAI教学模式一般有两种趋势，一种是用“教师为主导，学生为主体，计算机是辅助手段”，这种理论指导下的教学是利用计算机辅助教学软件的展示直观、创设情境、调动情感、引发情趣、拓展思路、有利于培养学生的发散思维（求异思维、逆向思维、多向思维）和辨证思维、增大教学容量等优势进行课堂教学。但是，CAI的优势如果应用不当，会转为劣势，比如我们帮助初一编制的生物课件《呼吸系统》，虽然获得全国一等奖，但是在高中，我们就不会把植物在白天和晚上呼吸二氧化碳的过程编制为动画，因为学生完全有能力去想象这种过程。所以这种趋势，在小学可以多用，在中学要培养中学生的逻辑思维，只能慎用，因为老把抽象变为直观，会使学生的抽象思维萎缩；另外无限制地加大教学容量，会由人灌变为机灌。另一种趋势是ICAI，即具有智能的CAI。

目标是可以进行个别化教学，因材施教，把CAI软件当做完全适应个性化智能化的人机交互学习、自己控制进度和内容的难易、并有检测功能的、可以替代老师的工具，它非常有利于培养学生的逻辑思维，有利于自主学习和发现学习。这种趋势，在班级授课制的中学最好用于课后、和研究性学习活动或某种公开的测试、考核、评选等。因为中学生是发展中人，具有不成熟性，行为目标的持久性与行为方向的自我控制能力比成年人差，没有老师组织的学习将会有一些人不主动学，浪费了宝贵的时间，况且各科老师已经发了大量的不同层次的练习给同学，并公布了答案，如果再在计算机上做题的话，会伤害眼睛，并且如果完全与计算机交互学习，人会变得孤僻等等。"

（2） 教育卫星、远程教学模式支持远程教学模式的理论有霍姆伯格的两大功能要素即课程设计开发和学习支助服务理论和有指导性的教学会谈和非连续双向交互通信的理论；穆尔的学生与学习内容、学生与教师、学生与学生三种基本相互作用理论和独立学习理论；以及丹尼尔的学生自治独立学习和支助服务交互作用均衡发展理论等。这种教学模式是为了教师和学生的行为活动处于时空相对分离的情境下，利用教育卫星把优秀的教学资源通过相对少的投资而实现共享而特别设计的一种教学模式。远程教学模式的核心，是在远程教与学中应用的信息技术和以教学媒体为核心的教育资源的利用方式及其与学生学习和教师教学的交互作用关系。远程教学的关键在于媒体教学模式的确定，课程系统、面对学生的系统的设计与开发、课程材料的创作、生产和发送、课程教学质量控制和保证体系、课程的维护、评估和更新等。

在中学，这种教学模式使用的机会比较少，通常把卫星接受下来的优秀资料在局域网上作成网站或用文件共享的方式，让老师和同学们在学到相应课程内容的时候作为拓展式的参考资料，或作为老师备课时的参考资料，基本没有用其原版课程来上课。因为中学的老师在备课时要根据学生的具体问题来启发和引导学生，如果用卫星上的现有课程上课，老师会觉得不是这里就是那里跟自己和学生的具体情况不相符。另外卫星接收系统会受到天气的影响而接收不正常。

（3） 多媒体教学模式本文把多媒体教学模式定义在利用多媒体教室（只有一台计算机、一台实物投影仪、一台数字投影和音响设备）、语音室、幻灯投影仪、录象进行课堂展示的教学模式上。这种教学模式一般强调爱因斯坦的“兴趣是最好的老师”，激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥；利用多媒体的直观性，形象生动的情境和语言环境以及和语言交际情景，设境启思。跟CAI教学模式的第一种模式有共同的地方，只是媒体多样化了，资源的来源也就广泛了许多。可以用在大规模教学活动，比如整个学校或年级的政治思想教育、安全、卫生教育可以用录象教学实现；外语、历史、地理、政治教学可以用以上媒体调动学生的多种感官，身临其境，加深印象、强化记忆以及思想教育的延伸；数学几何、物理、有机化学中老师可以使用媒体功能免除重复画图、大量的板书之苦；化学、物理的实验，可以把一些难以做到、不容易观察、有毒的实验拍成录象，比如物理的云室实验，有时要做很多次才能得到一次理想的云雾，而且还会一瞬间就化为乌有，所以对其拍摄后把实验做得好的片段剪辑出来，通过非线性编辑进行放慢放大配音等，供以后重复使用。

上课时结合自己做的结果和录象对比，同学们可以有正确的信息加入到头脑，形成自己判断实验是否作成功的标准，教学效果就好了许多，达到教是为了不教的目的。但是这样这种教学模式如果使用不当，比如取材不好，教学资源老化，图象质量不高，用不到最精彩的地方，都会使其优势得不到发挥，使教学变为以媒体为中心，使学生产生疲倦、厌烦情绪等。

（4） 任务驱动教学模式任务驱动教学模式应该建立在建构主义抛锚式教学模式的理论之上，抛锚式教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”，因为一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进程也就被确定了(就像轮船被锚固定一样)。建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验(即通过获取直接经验来学习)，而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。由于抛锚式教学要以真实事例或问题为基础(作为“锚”)，所以有时也被称为“实例式教学”或“基于问题的教学”。

抛锚式教学由这样几个环节组成：创设情境、确定问题、自主学习、协作学习、效果评价。任务驱动教学模式中的情境创设可以依赖信息技术，也可以不依赖信息技术，所以这种教学模式用不用信息技术支持，要根据任务而定。这种教学模式对信息技术学科、美术学科、音乐学科或研究性学习等非常适用，比如信息技术中的网页制作，可以一边开始从书本、网络或老师处掌握网页制作软件的使用，一边让学生制定创意，寻找素材，目的在于完成个人网页、班级网页的制作。这对水平不同的学生，都可以充分发挥他们的主观能动性。

在使用这种教学模式过程中，要注意任务目标不要出现太难或太易、任务形式化或者单一化。

（5） 信息技术与学科整合的模式信息技术与学科教学整合是要淡化独立的信息技术学科，将信息技术有机地融合在各学科中。这种教学模式是一种全新的教学理念，目前在美国、加拿大、日本等少数国家在进行实验，我们国家也处正在探索和实验阶段，是当今探讨的热点。根据学科教学的需要，充分发挥信息技术的工具性功能，使信息技术融入学科教学中，从而提高各学科的教学质量，促进教学改革，培养具有信息素养和创新思维的一代新人。北京师范大学现代教育技术研究所的何克抗教授提出了信息技术与各学科课程的整合对深化教学改革的重大意义，不仅是某种教学模式的探讨，而是新型教学结构的创建问题。

他认为在中国比在前苏联还要信奉的凯洛夫的五段教学的优点是有利于教师的主导作用的发挥、教师对课堂教学的组织、管理与控制，但是它存在一个很大的缺陷，就是忽视学生的主动性、创造性，不能把学生的主体作用很好地体现出来。他提出克服这种弊端，应以建构主义理论为指导来创建新型的教学结构，更多地强调发挥学生的主动性，要充分体现学生的主体作用，“要实现这样的教学改革目标就决然离不开信息技术与各学科课程的整合”，他可以肯定信息技术与学科整合将会成为信息技术教育今后发展的必然趋势。目前在中学，用网络技术，信息技术来进行语文、政治、数学、物理、化学、生物、美术、音乐信息技术等学科的教学，都有不同范围的使用。比如语文《庖丁解牛》的学习，我们按照人脑的联想思维方式及网状结构的超文本方式作成了自学课件，学生们可以自己在课件中一边阅读古文，一边点击不认识的字词，就有读音、解释的窗口弹出，可以按自己的思维联想去学习和做练习，和阅读课外资料，而不用按照课本顺序去学习。

生物老师在让同学们学习某个知识点的时候，把有关的知识放在服务器上，用文件共享的方式让学生自己学习，还让同学们在网上搜索相关的知识，将搜索到的网页保在服务器上等等。这样的课例应该说属于信息技术与学科整合的课例。可是这只能说是进行了这种模式的教学，怎样才能实现教学结构的改革，其整合的具体措施和方案及其目标，目前都没有明确的说法和做法，是不是每间教室都是网络教室，还是有足够多的计算机教室才能保证实现信息技术与学科的整合？是不是学科界限都模糊了、教材、课本都改成了与信息技术融合的版本才算信息技术与学科整合了？……这些都是我们应该去探索、实践和关注的东西。我们在中学所作的这些实践，都不同程度地使学生的学习观念发生了变化，他们有些可以在这种学习模式中学到了比传统教学更多的知识，而有些却得以轻松了一把。

究竟应该怎样把握，我们正在研究，并与专家和同行们共同探讨。

（6） 网络教学模式网络教学模式可以用建构主义学习理论、建构主义的支架式教学(Scaffolding Instruction)、抛锚式教学(Anchored Instruction)、 随机进入教学(Random Access Instruction)的教学模式和布鲁纳的发现学习理论以及奥苏伯尔的从一般到具体的教学序列等各种理论作为依据，并且所有的教学理论都可以在网络教学上体现。这种教学模式适应基础知识、广而全的知识、没有一个固定说法或论点知识、老师可以不用教的知识以及以上教学模式所涉及的教学，还有以上所有教学模式的优点，网络教学模式都具备，所有教学模式能实现的功能，网络教学也都能实现。并且可以体现WTO所强调的人本位观念，尊重学生的兴趣爱好和个性特点，创造个性化的教学情境。情境的创设，它可以比任何一种模式的教学都好创设，可以把全世界的情境都尽收眼底；可以与大洋彼岸交流信息；可以在网上使用各种CAI软件，还可以用虚拟技术实现真实再现；网络教学还可以做到资源共享，把全世界的资源搜索完毕。

比如物理教学，老师们把原子结构这节课作成了程序控制的flash课件，并且用IIS在局域网上建立了网站，学生们在网络教室用浏览器就可以按自己的速度学习。又比如在信息技术基础知识的学习中，信息就没有一个绝对的定义，可以利用网络学习模式，把各种关于信息的定义放在网上，让同学们根据自己的知识背景去理解，并用ASP和Access数据库结合做成不同层次的网上练习。还有语文红楼梦节选的学习，把曹雪芹的各种典型人物特征都放在网上，在课堂上及时地拓宽同学们的知识面，让同学们到自己设计的BBS上讨论对各种人物的看法。化学的炼钢、石油、煤的勘探开采。

性格的测试等等都非常适合用网络教学模式。这种教学如果网络课件设计的好，它可以很好地实现协作学习，它要求教师组织得当，如果在规定的时间内完成某种任务，就需要适当地控制信息的搜索范围，支架搭得适度，抛锚不能抛的太远，随机的维度也很讲究。我国的中学，基本上采用班级授课形式，有时放开网络让学生自己去搜寻知识，由于Internet上的知识广博而零散，同学们会在网上瞎逛，还有的学生自控力不够，不能掌握应学的知识，因此比较多的学科老师把某个教学单元的知识极其拓展的知识设计成网页，在局域网服务器上发布网站，通过设置局域网的防火墙，在一段时间断开与Internet的连接，控制在适当的时候才开通Internet。"

除了硬件的管理，还有信息资源即软件的管理。根据管理学信息管理理论，信息是组织的一种资源，无论是从改进计划工作、组织工作、人员配备、指导与领导工作的角度，还是从直接利用信息资源的角度，都必须加强对信息的管理。虽然管理信息要支出费用，并且可能还会很高，但对信息管理不善而付出的代价也许更高。信息资源从获取、存储、到发布，管理人员要有资源共享的意识，更要有“四心”。

留心关注，用高度的信息嗅觉，发现新的资源；细心收集，对Internet上的教学信息和各学科老师自己制作的教学资源，要仔细地去收集起来，集中管理；精心挑选，把收集来的信息资源，精心地挑选，把好的存储在服务器上，以免浪费硬盘；费心学习各种发布技术，如果收集到的信息资源是超文本方式的，就要利用服务器的IIS来发布，如果收集到的信息资源是视频格式的，就要考虑要怎样将其放到网上，客户机安装什么播放器来播放，如果收集到是书本上、录象带上、数码相机上的信息资源，则还要经过扫描仪、视频捕捉卡先转换成计算机能接受的格式，再转换成能在网上发布的格式等等。如果没有好的教学信息资源，同样信息技术对教学也起不了作用，因此对管理者的素质要求非常之高。也许有人会认为只要有钱，可以请网络公司的技术人员来做这些技术工作，但是，网络公司的人员不是教学人员，不懂得教学理论在具体的教学中怎样发挥。比如课件制作没有老师的参与是绝对不行的，设备的维护是一个长期的过程，网络公司管得了初一，管不了十五，对软件的管理，网络公司的人员基本无法胜任。

何况，我国是一个发展中国家，每个学校的教育经费都要考虑如何放到刀刃上。所以，中学信息技术的管理好坏，决定了学信息技术作用于学科教学水平。随着中国信息化进程加快，我们很高兴地看到和预料到，信息技术对中学学科的教学作用将会越来越广泛，“教育部决定从2001年起用5年的时间在全国中小学普及中小学信息技术教育”的规划一定会实现。

参考文献施方良 崔允漷主编，教学理论：课堂教学的原理、策略与研究 1999年8月第一版2001年3月第4次印刷华东师范大学出版社。何克抗，现代教育技术与创新人才培养（网上资料）。何克抗，关于信息技术与学科整合的理论思考， 北京师范大学现代技术研究所，2001年第1期中小学电教。李 芒，努力开创华人网络教学的新一代──第五届全球华人学习科技研讨会之思考，2001年第10期中国电化教育。

丁兴富，教学设计理论和远程教学系统开发 2001年第5期中国电化教育。杨文士 张 雁主编，管理学原理，1994年第一版，1999年第5次印刷。