学生思维发展视角下的信息技术与课堂教学

杨　宁　包正委

摘 要 详细阐述学生思维发展的几个条件——课堂变革、信息技术、课堂管理，给出有效整合各个因素的信息技术应用模型。

关键词学生思维发展；课堂变革；信息技术；课堂管理

中图分类号 G40-057 文献标识码 B 文章编号 1671-489X（2008）18-0008-04

自信息技术出现之日起，人们就意识到信息技术将给教学和学习带来积极影响，但至今尚未看到信息技术从根本上改变教学方式和学习方式的预期结果。现实的研究已经无数次地表明，学生从信息技术那里接受知识的效果未必优于从教师那里获得知识的效果。那么，究竟信息技术的教育应用价值何在？教师应如何更加有效地运用信息技术进行课堂教学？

美国哈佛大学校长普西曾经说过：“一个人是否具有创造力，是一流人才和三流人才的分水岭。”教育改革应该朝着学生创造性思维能力发展这个方向，始终把教会学生思维作为自己肩负的最终使命。课堂是学生在学校活动的基本场所，教育教学的改革离不开课堂教学的改造。有效的课堂教学不仅要完成学生知识的积累，更要促进学生知识的迁移，学会问题解决，从而促进学生思维能力的发展。促进学生思维能力发展的课堂是学生主动参与问题探究的课堂，是学生主动建构知识的课堂，是学生积极协作与对话的课堂。信息技术的出现要在学生生活的课堂上促进课堂的深刻变革，促进学生的主动参与、合作探究与知识建构，为学生思维发展创造环境，提供工具。它的实效性应该体现在促进学生思维发展方面，为学生的问题解决构建问题情境、提供学习支架（图1）。同时，学习既是学，也是习。信息技术要为学生提供形式多样的练习与及时准确的反馈。

1 课堂变革——促进学生思维发展的核心要素

任何教育教学改革如果没有真正触动课堂的话，那么这种改革就不能说是彻底的，不能说是真正改变了学校生活[1]。过去常常把教师的课堂行为类比成表演的艺术，把课堂当作教师表演的舞台，学生没有或是甚少参与课堂活动，仅有的参与只是知识和技能的重复训练。久而久之，学生在课堂中失去了独特的个性，失去了独立判断是非的能力，学生思维的灵活性渐渐在降低，想象力和创造力逐渐消失。为了培养学生的发散思维、创造思维，课堂应该为学生营造一个安全、自由的空间，鼓励学生进行探索和创造。在这样一种思维教学观的支配下，中小学课堂至少应该出现以下一些变化。

1.1 关注学生的问题探究与主动参与创新总是在问题解决中发展起来的，问题解决是创新的土壤。人们往往在面对自己有意解决的，而且是能够解决的问题面前，才能产生最有效的学习。学生需要在真实的问题情境中，通过积极地处理事物、使用情境中的工具以及观察他们操作的结果，解决问题，探究知识，进行更加高级的思维活动，获得主动的、有意义的学习。在课堂教学中，教师应注意根据学生的认知特点和智慧特征将知识点转化为学生探究的问题，精心设计各种活动，给学生以自主支配的时间和空间（如至少把课堂上1/3的时间交给学生），使学生最大限度地处于主动激活状态，积极地动手、动脑、动口，主动探究外部信息，获取知识。

1.2 关注学生的对话协作与多维互动在真实世界中，人们自然地寻找他人帮助自己解决问题、完成任务。学校中的活动也并非是独立学习和完成任务的过程，学生的学习需要对话与协作，仅仅依赖独立学习难以使学生形成更自然、更具生产力的（productive）思维模式。而且，学生所持有的行为方式和思想观念一方面表现出与成人相异的特点，另一方面又受着成人的引导和影响，表现出认同成人价值观的特点。学生的这种特性也要求学校各群体间的多维互动，缩小各群体间文化的差异。这种多维互动不仅仅是教师与学生的双边互动，还应该包括学生与学生之间，学生与文本之间，学生与计算机之间的互动。有时，在群体中活动的学生还需要有机会在不同文化、不同地域、不同知识背景中，与他人产生对话与协作，协商出关于任务的一致性理解，在完成任务所使用的方法、策略方面达成共识。

1.3 关注学生的练习反馈与知识迁移学生在课堂上的学习既包括学也包括习。课堂练习是学生课堂独立活动中的一项重要活动，它一方面能使学生将刚刚理解的知识加以应用，在应用中加深对新知识的理解；另一方面，能即时暴露学生对新知识理解应用上的不足，以使师生双方及时订正、改正错误和不足。练习与反馈是课堂教学的重要环节，是提高课堂教学质量的重要保证[2]。

课堂教学虽然要“破”知识为本，“立”思维为本，但必要的知识仍然是思维发挥作用的基础性要素。思维能力的高低部分地取决于记忆贮存中相关信息在量上的多少。正如杜威所说：“我们可以有事实而没有思维，但我们不可能有思维而没有事实。”因此，及时、准确的练习与反馈在课堂活动中仍有一席之地，但这样的练习与反馈要以学生的知识运用与迁移为本。

1.4 关注学生的心理自由和心理安全当创造者感受到别人能够容忍或尊重他的异常行为时，就会在心理上产生一种安全感，更进一步的，赋予创建的思维就会得到鼓励。课堂中为学生创造“心理安全”和“心理自由”的条件，对于学生思维能力发展具有重要意义。拆除教师与学生之间壁垒森严的藩篱，用平等、民主来对待学生，也许是课堂教学改革的必由之路。学生只有在宽松的氛围中才能畅所欲言，他们的个性才能得到张扬，创新也才能应运而生。

2 信息技术——构建学生思维发展的支撑环境

为了促进学生思维发展，为学生的终身学习打下知识的基础和学习能力的基础，教师需要为学生在课堂学习中构建一种能够“给养”知识和学习能力的环境。信息技术的发展推动了这种学习给养环境的构建，它经常被用来支持学生的实验、操作和观念的产生。近年来，教学领域出现了大量以建构主义学习观为指导的新型教学模式，如基于问题的学习、抛锚式学习、认知学徒制和基于项目的学习、网络主题探究学习等，这些学习方式都离不开开放的学习环境，信息技术为这种开放的、提供学习给养的环境构建提供了支持。

2.1 信息技术创设富有挑战性的问题情境问题解决是学生思维发展的有效路径，信息技术需要为学生的有意义学习构建具有挑战性的问题情境。问题情境的创设成为信息技术支撑学生问题解决的关键。这种问题情境中的问题与传统教学中的问题有着本质区别。传统教学中的问题更多的是作为已经学习过的概念和原理的强化物；而信息技术构建的问题情境中，学生学习问题的目的是要学习问题情境中隐含的知识、概念和原理。信息技术构建的问题情境需要包括3个要素。

1)问题境脉，即问题产生的背景，涉及的人物、事件，问题界定和解决所需的资源，包括文本的、声音的、图像的、视频的，等等。信息技术构建了与问题相关的信息库，学生可以在问题解决实践中获取和利用信息，为学生的实践和知识获得提供支持。信息库的组织方式应能支持他们参与各种类型的活动，提供给学生活动过程中所需的文本、图表、声音、视频等信息资源。

2）问题，学生要学习的知识和技能隐含其中，问题的提出需要以学生愿意接受的方式完成，有趣、吸引人，调动起学生学习的动机。Rob Foshay & Jamie Kirkley在美国教学设计专家乔纳森（Jonassen）对问题类型研究的基础上给出良构问题、适构问题（Moderately Structured）和劣构问题的特性[3]。良构问题依靠陈述性知识，缺乏迁移，通过实践，任务通常变得自动化；适构问题需要在情境中智力建模、问题呈示和类比、抽象推理、评价等技能，产生强迁移；劣构问题需要更加广泛的知识经验，大量使用抽象、类比、符号推理及认知弹性。劣构问题教学必须帮助学习者界定问题的情境和目的，提供多样化实践的机会，迁移最强[4]。

①良构问题举例。一块长方形的台布，长5分米，宽4分米，在它的四周绣上花边，花边长多少分米？

②适构问题举例。王大爷2007年12月把10 000元存入银行，定期三年，眼看就要到期了，但王大爷老伴突然生病住院，急需这10 000元。不到期取款一律按活期利率计算，王大爷正左右为难，怎样能够降低损失？

③劣构问题举例。某塑料化工厂是某市重点企业，但近年来该化工厂的污染问题严重危害了该市人民的生活环境，怎样解决生产和环境之间的矛盾？

3）问题操纵空间。学生需要对界定的问题产生问题解决方案的假设，信息技术的出现可以使学生通过操作变量，直接看到变量变化后的结果，以论证他们的假设。学生在此过程中可以体验一个真正的科学研究者的问题解决过程，训练自己的分析、评价、综合等能力。同时，信息技术为学生提供了思维外化的工具，使学生的隐性知识变为显性知识。例如，直接操作界面使学生能够用图形表征系统模型，学生可以用数码照片或自制图形来说明他们所研究的系统，用概念图（Concept maps）工具表征系统各元素之间的关系，用电子图表工具表明现象与原因之间的因果关系。

2.2 信息技术搭建学生思维发展的脚手架维果茨基提出的“最近发展区”理论指出，学习者的问题解决能力在教师和专家、同伴的共同作用下，会达到一个更高的发展水平。在信息技术发展的今天，教师、专家和同伴已不再局限于“人类范畴”，信息技术也可以充当个体认知发展的“伙伴”，与教师、学习同伴等共同发挥作用，帮助学生发展思维能力。

1）信息技术作为认知工具，拓展学生的心智。学生在问题环境中，把一些认知工作转卸到信息技术上，使学生有更多机会进行更加高级的信息处理。如，学生在遇到复杂数字计算时，就可以把这种任务交给计算机，自己只需要考虑采用何种计算算法，测试结果，得出结论。因为计算机负责的计算工作比学生用手工计算更有效率，同时也把更加高水平的算法决策留给学生，使学生有机会训练自己的高级思维能力。在课堂教学中，任何一种计算机和网络技术如果使用得当，都可以成为学生的认知工具，帮助学生完成认知操作，促进学生思考。

2）信息技术使学生产生认知留存现象，发展学生的认知结构。20世纪70年代末，Salomon提出证据表明，利用媒介作为思维的工具是人类将这些媒介的符号系统内化[5]。他认为，偶尔接触媒介，有意地模拟媒介的符号系统，对于认知有直接的、可以预见的效果。例如，有一个软件叫“写作伙伴”，它可以对学生进行写作能力的元认知指导，当学生用过一段时间后，可以不用这个软件而把这种写作思想内化到自己的知识结构中，变成一种自动化的行为。学者陈琦对此也做了一个实证研究，表明概念图导航可以促进学生知识的建构[5]。

3）信息技术作为认知伙伴，减少学生的认知负荷。信息爆炸的时代，任何人也不可能在有限的生命中掌握所有的知识，信息技术作为分布式认知的一个元素，可以充当学生的记忆系统，庞大的信息资源库为学生提供了丰富的信息资源，当学生需要用到某种信息时，只需要从信息库中查询出相应内容即可，减少了学生的认知负荷。在课堂教学中，教师也可以利用信息技术，如电子演示文稿，根据学生的认知特点，利用多媒体元素（如图形、图表、声音、动画等）帮助学生建构意义。

4）信息技术作为交流协作工具，拓展了学生的认知空间。每个学习者都有个体的知识经验，不同的学习者可以对问题形成不同的假设和推论，如果让他们在协同工作中，相互交流、互动、争辩和讨论，共同解决问题，那么每个个体的认知空间将被加大，促进个体间的对话，完善个体的意义建构，提高学生的思维能力。信息技术的发展使得学习者之间的交往空间不再局限于课堂上的教师、学生，它将与认知对象相关的所有元素调动起来，无论是交流工具（Blog）、内容获取工具（RSS），还是协同共创工具（Wiki）等都在不断增加开放与参与程度，为每个用户提供多维度的交际网络。

2.3 运用信息技术展开反馈和评价，促进知识的保持和迁移练习与反馈是课堂教学的重要环节，是提高课堂教学质量的重要保证。即使在信息技术发展的今天，课堂教学中及时、准确的反馈信息仍然是学生达成某一预定目标所必要的强化因素。在问题解决过程中，学生通过问题情境所学到的知识和技能可以由教师或信息技术向学生提供练习与反馈，反馈可以有多种类型，有时学生在完成了任务、解决了问题以后，其问题解决结果会使学生获得自然反馈。

3 课堂管理——创造学生思维发展的和谐氛围

和谐的课堂氛围是学生创造性思维发展不可或缺的环境因素，但“和谐”并不意味着学生在课堂中可以自由散漫，以往在信息技术环境下失控的课堂其实并不利于学生思维的发展。应该说，无论是传统课堂还是信息技术参与的课堂，课堂管理都是有效课堂教学的重要成分，如果课堂时间被管理问题消耗掉，真正学习的时间就相对减少。良好的课堂管理可以为课堂学习中学生的思维发展创造良好的空间和氛围。Woolfolk所做的一项研究表明，以问题解决为中心的学习需要立足于有效的课堂管理，有效的课堂管理至少在3个方面可以引发有效的学习：一是有效的课堂管理可以将课堂有效学习时间加以扩充；二是使学生有更多机会可以参与学习；三是可以帮助学生学习自我管理。学生活动中的决策分析、时间管理、合作学习等使学生有机会学习自我监控，良好的师生关系、和谐的生生关系为自我监控的学习构建了安全可靠的学习氛围。因此，教师有必要花时间和精力向学生传授如何进行自我管理、如何负责任地完成活动。那些没有进行学生自我管理和自我监控教学的信息化课堂往往使学生在自主学习、合作学习中不知所措，无法有效完成教师所设计的各项任务。

4 结语

有效发挥信息技术在课堂教学中的实效性，必须以学生思维能力发展为本，学生思维发展应该成为信息技术在课堂应用的根本目标。但信息技术本身并不能导致课堂教学从知识本位到能力本位的转变，它只是在使用技术的人的观念发生改变时起到促进和支撑的作用。因此，教师的观念更新和专业素质提升要先行，信息化环境下的教师专业发展才是有效应用信息技术的根本保障。也就是人们常说的，“要把班级中的信息技术设备包括软件、硬件和互联网等转化为教与学的工具，取决于那些具有丰富的知识和满腔的热情，并为改进学生成绩而接受过在工作中使用技术这一方面训练的教师”。

参考文献

[1]郑金洲.课改新课型[M].北京:教育科学出版社,2006(3):23-28

[2]余文森.有效课堂教学的基本要素[J].教育发展研究,2007(Z2)

[3]Foshay R, Kirkley J.Principles for Teaching Problem Solving[EB/OL].http://www.plato.com/downloads/ papers/paper_04.pdf

[4]胡小勇.问题化教学设计——信息技术促进教学改革[M].北京:教育科学出版社,2006(10):89-93

[5]张丽莉,李兴保.分布式认知视角中的媒介[J].教育技术导刊,2005(11)