基于多媒體網(wǎng)絡的科學研究性學習模式初探

隨著多媒體網(wǎng)絡技術(shù)在教育中的廣泛應用，基于計算機網(wǎng)絡的學習模式正得到深入地研究和普遍地重視，從網(wǎng)絡技術(shù)對研究性學習的技術(shù)支持談起，根據(jù)建構(gòu)主義學習理論，論述了網(wǎng)絡環(huán)境下科學研究性學習的可行性，探討了網(wǎng)絡環(huán)境下研究性學習模式的學習過程、師生活動以及教學組織原則等要素，并給出了網(wǎng)絡環(huán)境下的研究性學習實例。

多媒體網(wǎng)絡教學研究性學習建構(gòu)主義一、問題的提出

研究性學習觀是基于人類對學習活動的不斷認識，逐步形成的一種現(xiàn)代學習觀。設置研究性學習的目的在于改變學生被動接受知識的學習方式，構(gòu)建開放的學習環(huán)境，提供多渠道獲取知識、應用知識的機會，促進他們形成積極的學習態(tài)度和良好的學習策略，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實踐能力。研究性學習強調(diào)學生在真實情境中的主動探究，然而在具體教學實踐中，由于教學條件和學習時間的限制，完全在現(xiàn)實場景中實施研究性學習是不太現(xiàn)實的。

另外，由于計算機多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，全球性網(wǎng)絡的普及，計算機輔助教學方式的出現(xiàn)，使教學手段有了新的變革。多媒體和網(wǎng)絡技術(shù)大大優(yōu)化了科學課堂教學，它對文本（Text）、圖形（Graph）、靜止圖像（Still Image）、聲音（Audio）、動畫（Animation）和視頻（Video）等信息具有集成處理的能力，為學生進行研究性學習提供一個全方位的交互環(huán)境。網(wǎng)絡技術(shù)由于它資源共享，信息全面、量大、實時、快速從而全面補充了科學教學資源的不足，尤其是與科學相關(guān)的生產(chǎn)、生活、社會和現(xiàn)代科技方面的教學素材。網(wǎng)絡化學習環(huán)境具有圖文、音像并茂的豐富多彩的人機界面，為學生提供的大量、便捷的資料，猶如一巨形圖書館，學生可以對選擇出的信息資料進行分析和加工（排序、重組、變換、存儲）；學生可以和教師或其它學生直接通訊（咨詢、輔導、討論、交流），并利用網(wǎng)絡的交互性，公布自己的觀點或想法，尋找知音、傾聽建議，不斷激發(fā)學習興趣；最終的作品或成果可以在網(wǎng)上發(fā)布，與教師或其它學生實現(xiàn)信息共享，激發(fā)成就感，增強自信心。可以說，網(wǎng)絡為研究性學習創(chuàng)造了良好的條件。

二、基于多媒體網(wǎng)絡技術(shù)開展研究性學習的優(yōu)勢

教育的信息化、信息的民主化，意味著知識傳遞方式、途徑等方面的變革。一種新的學習方式的掌握和運用，需要依托相應的載體。最初的研究性學習獲取信息的渠道是訪問信息情報中心、訪問專家學者以及調(diào)查研究，等等，隨著信息技術(shù)特別是網(wǎng)絡通信技術(shù)在教育中的不斷深入運用，人們對教育信息技術(shù)作用的認識逐步深入，“信息技術(shù)不是外在于人的思想活動的單純工具，而是思想的延伸和直接表達”。研究性學習的信息來源因此變得更加豐富快捷了。

從教與學雙方來看，教師角色中“知識來源”的作用將部分由網(wǎng)絡替代，即技術(shù)也可承擔部分的教師角色。特別是在現(xiàn)代遠程開放教育的條件下，由于教師與學生的相互分離，使得網(wǎng)絡的作用和地位變得更加突出。

第一，網(wǎng)絡的對話時間是由學生自主選擇的，學生面對網(wǎng)絡，他可以查詢資料也可以對話。選擇對話是他所需的，是內(nèi)驅(qū)力驅(qū)使他通過對話方式解決問題。

第二，網(wǎng)絡中的人物是平等的，因為在虛擬的環(huán)境里，每個人的角色是平等的。在平等的氛圍中，大家都擁有話語權(quán)，平等的話語權(quán)促進學生尊重自我，釋放自我。在對話的激勵與碰撞中，學生容易釋放出真實的想法，潛力得到激發(fā)。

第三，真實生活中，我們或因人與人之間的利害關(guān)系，不得不帶著不同的“假面”，扮演著各種角色以得到接納與認可。這樣的角色扮演固然能讓人“和諧地適應”社會生活，也容易使我們從掩飾自己開始漸漸地失去自我。虛擬的網(wǎng)絡世界，容易消除交流溝通中由于過失行為導致的人際關(guān)系損害危險，我們?nèi)菀渍凹倜妗?，展現(xiàn)真實自我。

第四，網(wǎng)絡上的資源非常豐富，一些研究性學習需要的資料和信息，可以通過網(wǎng)絡直接獲得，大大節(jié)省了研究的時間，提高了學習的效率。

可見，計算機網(wǎng)絡技術(shù)為研究性學習提供了全面、豐富的資源保障和方便、快捷的技術(shù)支持，為研究性學習在初中科學教學中的實施創(chuàng)設了良好的外部環(huán)境。因此，對具有新時代氣息的教學模式的探討和研究，是擺在我們教育工作者面前的一個重要課題。

三、科學研究性學習的多媒體網(wǎng)絡教學模式初探

1.網(wǎng)絡環(huán)境下研究性學習教學模式的理論基礎

教學模式是指在一定的教育思想和教學理論的指導下，在某種環(huán)境中展開的教學活動進程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式。新教學模式的理論基礎，是建構(gòu)主義學習理論。建構(gòu)主義學習理論是認知學習理論的一個重要分支，它認為知識不是通過教師傳授得到，而是學生在一定的情境即各種文化背景下，借助他人的幫助，利用必要的學習資料，通過建構(gòu)主義的方式而獲得。在教學過程中，師生之間是平等的、友好的。以學生為中心，教師是組織者、指導者、幫助者和促進者。教師指導學生利用情境、協(xié)作、問答、網(wǎng)上閱讀、討論等學習環(huán)境要素，充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)造精神，構(gòu)建學生自己的知識庫。研究性學習內(nèi)容是學生主動建構(gòu)意義的對象；電腦媒體則是用來創(chuàng)設情境，進行協(xié)助學習、討論、問答、閱讀、交流和寫作的媒介，即作為學生主動學習、協(xié)作式探索的認知工具。

2.網(wǎng)絡環(huán)境下指導學生進行研究性學習的可行性

上網(wǎng)的目的，不只是欣賞，更重要的是獲得信息、獲得知識、提高能力。而現(xiàn)代信息社會的一個重要特征是文字信息的迅猛增長。在“知識爆炸”的嚴重挑戰(zhàn)面前，在日益發(fā)展的網(wǎng)絡社會，自覺學習和處理信息在人們工作、學習、生活中變得越來越重要，因此培養(yǎng)網(wǎng)上研究性學習能力，對學生來說，是豐富知識適應未來社會的迫切需要。同時教學大綱要求，“培養(yǎng)和發(fā)展學生的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力，使他們能綜合應用物理、化學和其他科學知識、技能解釋和解決一些簡單的實際問題”。自學能力是四種能力的核心，包括能自覺看書，上網(wǎng)瀏覽、交流、討論、查閱資料，用工具書去獲取知識等的能力。在各種形式的研究性學習中獲取資料、信息和知識，這是學生學習與發(fā)展的主要途徑。在科學教學中，指導學生研究性學習不僅能培養(yǎng)學生獲得良好的科學意識，學習多方面知識，還能培養(yǎng)學生獲取知識、自我發(fā)展的能力。變學會為會學，為學生終身發(fā)展，打下基礎。

四、基于多媒體網(wǎng)絡的研究性學習模式

1.教學模式

網(wǎng)絡環(huán)境下的科學研究性學習教學模式是以學生為中心，教師不直接向?qū)W生傳授和灌輸知識，而是對學生的意義建構(gòu)起幫助、促進和指導作用。在一定的情境下，學生通過自由探索、自主學習及協(xié)助學習來建構(gòu)自己的知識體系。

2.教學方法

在以“學”為中心的建構(gòu)主義學習環(huán)境中常用的教學方法有“支架式教學法”“拋錨式教學法”和“隨機進入教學法”等。根據(jù)教學內(nèi)容及所選擇的教學法，對學生研究性學習的指導應有不同的設計。

五、基于網(wǎng)絡的科學研究性學習的實例

網(wǎng)絡為研究性學習創(chuàng)造了良好的條件。網(wǎng)絡化的學習環(huán)境，猶如一個巨型的圖書館，為學生提供了大量、便捷的資料，學生可以對選擇出的信息資料進行加工（排序、重組、變換、存儲）；學生可以和教師或其他學生直接在網(wǎng)上交流（咨詢、輔導、討論、交流），并利用網(wǎng)絡的交互性，公布自己的觀點或研究學習思路，尋找知音、傾聽建議，不斷增強學習興趣；最終的研究成果或?qū)W習報告可以在網(wǎng)上發(fā)布，與老師及同學實現(xiàn)資源共享。

我校八年級的研究課題《汽車尾氣對生物的影響》，就是基于網(wǎng)絡進行研究性學習的一個課例。在引導同學們圍繞“汽車尾氣對生物的影響”這個主題，我們開展了一系列的探究活動。

1.研究課題的選擇

研究性課題的選擇至關(guān)重要，它直接影響到學生探究問題的自主性及探究過程對學生創(chuàng)新精神、實踐能力的培養(yǎng)力度。對未知世界的好奇心和探險需求是青少年學生普遍具有的心理特征，在符合他們身心特點和發(fā)展水平的探究活動中，學生們興趣盎然，動機強烈，情緒高漲，綜合運用知識探究實踐的效率特別高。

在《汽車尾氣對生物的影響》的研究主題下，學生通過討論確定的分題目是：

（1）假如我們幾位同學是區(qū)林水局的總工程師，面對日益嚴重的汽車尾氣污染，我們將怎樣規(guī)劃我區(qū)的綠化體系？

（2）如果我們幾位同學是交通警察，面對尾氣污染的困擾，我們可能受到何種傷害？可以采取什么方法盡量減少這些傷害？

（3）假設我們幾位同學是校長，學校操場的位置正好在交通繁忙的公路邊。近來，很多學生抱怨說，在做操時候，操場總是煙尖滾滾，外面公路的汽車廢氣嗆人嗆得歷害。我們該怎樣解決這個問題呢？

（4）假如我們幾位同學是校園環(huán)保站成員，我們怎樣利用植物進行校園空氣的污染檢測？

2.“合作小組的建立”強調(diào)全程探究、全員參與

由研究課題相近、興趣相仿的同學自愿組成合作小組，每組3～6人。在組建小組時，老師視情況進行協(xié)調(diào)、幫助。如幫助個別因某種原因未能落實到組的同學加入到合適的課題小組。每位同學在課題合作小組中擔當一部分的研究任務，隨著研究的深入，參與程度的提高，自身潛能的“富礦”得到開發(fā)，提高了探究實踐的能力。

3.“課題實施”的過程更突出了學生的主體地位

《汽車尾氣對生物的影響》課題實施的大致過程如下：

（1）對320國道的各種汽車尾氣的分類、取樣——汽車尾氣的污染規(guī)律統(tǒng)計。

（2）利用網(wǎng)絡查找有關(guān)資料（汽車尾氣的主要成分；汽車尾氣對生物的危害；汽車尾氣與酸雨形成的關(guān)系；近年來，我市采取的降低汽車尾氣污染的方法、成果；如何通過生物手段降低汽車尾氣污染等）——與汽車尾氣污染有關(guān)的網(wǎng)絡調(diào)查數(shù)據(jù)。

（3）問卷調(diào)查。公眾（家庭、學生）對尾氣污染的態(tài)度，專家訪談，部分責任部門的態(tài)度調(diào)查。

（4）網(wǎng)絡論壇發(fā)表小組或個人意見。對我區(qū)降低汽車尾氣污染方法的評價——提出適合本地區(qū)的降低尾氣污染的可行性措施。

（5）向區(qū)環(huán)保局提出具體措施（呈交建議書）。

（6）調(diào)查成果展示（多媒體報告及小論文校內(nèi)展覽、網(wǎng)上發(fā)布；研究成果匯報展示班會；小論文答辯等）。

在研究性學習中，教師給學生設定起點，告訴他們到達終點時的要求，以及一些必要的幫助因素（如Internet網(wǎng)址和文獻檢索方法）后，就讓學生上路，老師只是探究學習過程中的指導與參與者。

4.報告的撰寫、研究成果的展示、答辯或宣傳

報告的撰寫有：

（1）制作工具，用PowerPoint制作報告。

（2）有關(guān)概念介紹（汽車尾氣、硫氧化物、PH值、氮氧化物、光化學煙霧、顆粒污染物、大氣污染指數(shù)等）。

（3）污染源分類分析結(jié)果。

（4）汽車尾氣的成分及危害。對人類呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)的影響；對植物生理的影響；對生物多樣性的影響（學生可根據(jù)不同的研究題目側(cè)重某一方面進行分析）。

（5）說明汽車尾氣與酸雨形成的關(guān)系、酸雨的破壞力及酸雨對動植物的危害（研究題目與酸雨不相關(guān)的小組此項可略去）。

（6）寫出適合本地區(qū)降低汽車尾氣污染的可行性措施的建議書問，注明引用資料的文獻及網(wǎng)址。

研究成果的展示：將各小組的成果報告在學校宣傳窗展出；在街道宣傳窗展出；在校園網(wǎng)上發(fā)布；在ENO網(wǎng)上發(fā)布（ENO的全稱是 Environment Online，是一個為環(huán)境問題而設的全球性網(wǎng)上學校，目前，全球已有40多個國家的70所學校加入了ENO組織。）隨著研究成果的網(wǎng)上發(fā)布，成功感也會在同學們的心中油然而生。

答辯或宣傳：學期末，我校八年級部分班級舉行了別開生面的學生研究成果匯報展示班會，課題組長們一個個走上講臺，向全班同學一一展示他們拍攝的照片資料；制作的成果報告。

六、多媒體網(wǎng)絡科學研究性學習的思考

1.學習資源方面

應該充分利用已有的資源，Internet是最主要的學習資源，但學習資源不能局限于Internet，還應該使用各種傳統(tǒng)的學習資源，特別應該利用好圖書。如果本校圖書館滿足不了學生的學習需要，則應充分利用大學圖書館和公共圖書館。另外，以前學生的研究成果也是現(xiàn)在學生的重要的學習資源，而現(xiàn)在學生的研究也將為以后的同學提供參考，整個資源庫是由社會、師生所共建的。

2.關(guān)于指導教師

不能夠局限于同一學科教師，而應該是多學科教師對課題小組進行指導。如《進行基因研究的科學家的合作方式》這個課題，科學教師為主來進行指導，而論文的撰寫，又需要語文教師的協(xié)作指導。我們應該尋求多學科教師的合作教學。

3.對于選題的指導

應該是在教師的指導下，學生自主選題，而不是教師包辦代替。對學生所選的題目，我們應該進行鼓勵，不能因其“幼稚”而給予否定。我們還應該引導學生避開那些成人化、功利化的題目，對《長壽能夠遺傳嗎？》《怎樣復制恐龍》這類興趣性為主的研究課題，我們應該加以鼓勵。

4.關(guān)于評價

研究性學習評價要重在學習過程而非研究的結(jié)果，重在全員參與。因此，應該從學生參與研究活動的態(tài)度、學生在研究活動中所獲得的體驗情況、學生在研究活動中所取得的成果情況和學生創(chuàng)新精神和探究實踐能力的發(fā)展情況等幾方面來進行評價?？梢圆扇〗處熢u價與學生的自評、互評相結(jié)合，對小組的評價與對組內(nèi)個人的評價相結(jié)合，對書面材料的評價與對學生口頭報告、展示活動的評價相結(jié)合的評價方法。

5.關(guān)于網(wǎng)絡

研究性學習要充分利用網(wǎng)絡技術(shù)優(yōu)勢，但不能過分依賴網(wǎng)絡。研究性學習對網(wǎng)絡的技術(shù)要求日益增加，網(wǎng)絡資源共享、及時評價反饋、信息交流展示等功能在研究性學習中的要求日趨明顯。然而，盡管網(wǎng)絡為研究性學習帶來了諸多便利，但它決不能替代現(xiàn)實情境中的學習。網(wǎng)絡技術(shù)本身的局限性以及自然科學課程自身的特點決定了并非所有的研究性學習都可以借助網(wǎng)絡實施，尤其是在那些需要實地觀察和動手操作的研究性學習中，大部分的研究工作還需要通過實際情境中的學習活動來完成。在研究性學習的具體實施中，一定要結(jié)合教學實際，靈活應用各種教學方法和媒體手段，促進學生知識的吸收和能力的培養(yǎng)。

七、結(jié)束語

20多年的應試教育，使教師隊伍的知識面越來越窄，而研究性學習涉獵的領(lǐng)域非常廣泛：天文、地理、工業(yè)化學、自然、網(wǎng)絡、電子商務……這對我們教師本身就是一種挑戰(zhàn)。在研究中學習，在合作中提高，是信息時代賦予教師的重要任務。在多媒體網(wǎng)絡教學環(huán)境下，運用新型的網(wǎng)絡教學模式，學生學習的容量不斷擴充，課外知識面不斷擴大，運用電腦網(wǎng)絡的能力逐漸增強；學生能很好地發(fā)揮想象及創(chuàng)造能力，師生關(guān)系處于平等、和諧的融洽狀態(tài)；人機互動靈活多樣，學生之間合作加強，凝聚力提高。因此，為了適應未來的網(wǎng)絡社會，教師應努力積極地創(chuàng)造真實的多媒體網(wǎng)絡環(huán)境，運用新的自然科學研究性學習教學模式，培養(yǎng)學生通過網(wǎng)絡獲取信息及使用電腦操作的能力，以擴大學生的知識面，讓學生在豐富的網(wǎng)絡資源下，在教師的指導下，結(jié)合自己實際，自由地整合和建構(gòu)自己的知識結(jié)構(gòu)。而這種教學模式也正體現(xiàn)了的以學生為主體的現(xiàn)代素質(zhì)教育觀。

基于網(wǎng)絡的研究性學習，充分體現(xiàn)了學生的自主性，拓寬了學生的視野，提高了學生的人文素質(zhì)和科學素質(zhì)。但目前，研究性學習特別是基于網(wǎng)絡的研究性學習才剛起步，應該如何為這種學習創(chuàng)造良好的條件？如何把握研究性學習與學科教學的關(guān)系？如何深入持久地開展研究性學習？是值得我們深思的問題。相信隨著新課改的深入和研究性學習的推廣，我們將迎來創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育的春天。

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