“全息四维系统教学”模式在教学中的应用

☆曾卫

（乌鲁木齐市第七十中学，新疆乌鲁木齐 830011）

“全息四维系统教学”模式在教学中的应用

☆曾卫

（乌鲁木齐市第七十中学，新疆乌鲁木齐 830011）

根据现代教育理论和现代教育技术有关理论，借鉴巴班斯基的“教学最优化”理论和建构主义学习环境，结合中学教学实际，经过十余年课题实验研究，作者提出了“全息四维系统教学”模式。这个教学模式是在包含教师、学生、媒体、教材所构成的教学系统中。以学生为中心，在整个教学过程由教师起组织者、指导者和促进者的作用，利用多媒体计算机和网络，存储、组织、调用各种媒体，围绕学习主题（以全息媒体展现）创设出丰富多彩的情景、协作、会话等学习环境要素，激发和发挥学生的主动性、积极性、创造精神，不断根据教学过程中的反馈信息，创造和组织最优学习环境要素，最终使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构目的。

全息四维系统教学模式是在新课程背景下，应用现代教育技术营造深度教学环境的一种高效教学模式。在教师和学生组成的教学系统中，通过优化各种教学媒体并科学组合，利用全息体在师生间交流信息，及时反馈，在不同时机、不同情况下，采取最优化的手段和方式，实现有效课堂教学的高效化。

一、“全息四维系统教学”模式特点

本教学模式要求教师在课前先进行前测和前馈，确立和调整一堂课的核心知识和组织传授知识的过程，然后向学生展示一个能激发学生思维积极性的、启动心智的或体现知识重点的全息体（可以是一个符号、一组文字、一个图、一个动画、一段解说词或一段声响、一个实物，也可以是一组较复杂的展示等等）。20世纪九十年代以前，由于条件所限，社会上缺乏利用全息体建构学习环境的理想条件。随着多媒体技术和网络应用的日益普及，特别是进入二十一世纪，营造符合中学生心理特点的理想的全息学习环境成为可能。建构主义有效教学设计，如支架法、抛锚法、随机进入法等在教学中能得以很好实施。

二、“全息四维系统教学”模式核心——全息体

该模式中的“全息体”是指：在认知过程中能“反映知识整个情况和全部信息的东西。”有时也指“能开启心智和心灵之门，帮助人们认识知识全部情况或本质的东西”，我们还给它起了一个名字“心钥”。全息体，只要能起到“全息体”功能和作用的任何东西，都可以作为“全息体”。

（1）实物“全息体”：图片作为全息体的运用——“全息图”：地理中的地图；化学中的元素周期表；学科教学中知识结构图；思维导图；概念图等。

美国2001年开发的《科学素养图集》中的49幅以概念发展图（Strand Maps）作为呈现方式的概念图，是典型的化学全息体。实物作为全息体的运用主要还有地理学科中的地球仪、各学科中的人体、教师根据教学需要专门设计的实物“全息体”等。

我在物理教学中，常用人体做全息体。初中物理课堂中仅用人体进行的实验和相关体操有近百个。若再借助随手可得的（如纸、头发、桌椅、杯、水等）物品所做的实验有几百个。

（2）“全息媒体”：借助计算机多媒体技术制作的“全息体”应用媒体。如：多媒体课件、数字化全息球、利用软件平台动态展示的“媒体”。Google Earth是地理教学中非常好的地理全息媒体。

（3）实物和全息媒体的组合应用：我曾设计过初中力学全息体，它由三部分组合而成。①“实验小工具袋”（三维实物）。②A3纸绘制的彩色力学“思维图”（记忆图、时间进程表）。③初中力学多媒体资源库。力学全息体帮助学生将理论与实际相结合，它是将物理与生活相结合起来的“纽带”，突破难点的工具，对帮助学生理解记忆知识起到了极大的作用。

不同时间不同全息体起到教学最优化的效果，它静态的或死的东西可活化为动态的活的东西，大量地节约了课堂教学时间，提高了课堂教学的效率和质量，使课堂充满生命的气息。这在教学实践中得到了充分验证。我将力学全息体和电学全息体应用到物理竞赛辅导中去，所教学生年年获得全国应用物理知识竞赛全国一、二、三等奖。从2006年起连续五年获全国物理学会物理应用知识竞赛委员会颁发的优秀辅导教师奖。2010年我所教的初三（3）班在乌鲁木齐中考中理化合卷平均分获得全校第一名。

三、“全息四维系统教学”模式实施过程

“全息四维系统教学”模式实施过程，归纳起来是：“一、二、三、四”。教学模式的“一个核心”；课堂教学的“二个为主”；教学过程的“三个环节”；教学方法的“四个原则”。

模式的基本环节是：

对于独立课型的新课教学来说，课可以由以下几方面组成。

（1）前测前馈后，展现“全息体”。

（2）围绕本节学习主题，按“最邻近发展区”的要求建立概念框架，教师创设教学情景，学生在教师的引导、启发下，逐渐尝试完善学习主题的概念框架。

教师要根据反馈的信息，及时调整或增设情境，保证过程的最优化。

通过教师、学生、媒体三者的相互作用，使学习主题的概念框架逐步丰富完善，从而达到对所学概念全面正确的理解。

学生默写学习主题，并采用口答、做题、解释学习主题等方式，深化对知识的理解。

（3）测试评价:课堂上教师认真对掌握知识的过程进行经常的外部监督并评定成绩，同时把自我监督、自我评定成绩结合起来。

四、“全息四维系统教学”的四个原则

我们提出的“全息四维系统教学”教学模式中教师、学生、教材三个主要要素外,还有一个重要的“全息体”要素,从而使全息四维系统教学课堂结构更趋多元化，使其有自身的特点，我认为教师在进行“全息四维系统教学”的过程中，除遵循传统教学的基本原则外，还要遵循“四结合”原则，实现“四化”目标：

1.遵循学生主体作用、教师主导作用与全息四维系统教学相结合的原则，“以人为本”，充分调动学生的学习积极性，实现教学的实用化目标

“全息四维系统教学”是一个以学生为主体，教师为主导并与“全息体”有机结合的多向过程。全息体借助声音、文字、色彩和动画等组合效应，对学生的多种感官产生刺激，激发起学生的兴趣。它有良好的人机对话界面，使学生自始至终参与教学过程。与此同时，在发挥学生主体作用的同时，在全息四维系统教学课堂教学中，都离不开教师的主导作用。我们在教学中也应充分发挥教师的主导作用，及时引导学生解答问题和对问题的深入探讨，及时鼓励表彰学生主动顽强的探索精神，创造性地营造好教学过程，高效率地完成教学任务。

2.遵循运用全息四维系统教学，将集体化教学与个别化教学有机结合的原则，“发挥优势”，强化教学过程中的反馈与矫正环节，减轻学生负担，实现教学的目标化

在传统教学过程中，包含教师、学生、教材三个主要要素。而“全息四维系统教学”过程中除包含教师、学生、教材三个要素外，还有一个“全息体”要素。从整体上讲，它同在普通教室内授课一样，是以班级为单位的集体教学活动，但比较起来，两者之问存在较大的差异。首先，“全息四维系统教学”环境是多个层次组成教师——全息体——学生的系统。这三个层次的结构形式正是个别化学习的体现。它使每一个学习者在处于群体学习活动的同时，随时都有可能在教师指导下独立成为一个学习“子系统(Sub－system)”，从而使学生在心理上和生理上都排除其它外界干扰，充分地进行积极而能动地学习。

例如：我在多媒体计算机网络教室中采用“全息四维系统教学”时，不仅把集体化教学与个别化教学有机地结合起来，而且利用现代技术给教学提供了高效的、即时性的、有针对性的反馈矫正环境，使教学目标得以很好地实现。在多媒体计算机网络教室中，随时“呼叫”教师，获得教师的个别指导。能够通过软硬件结合，将学生练习随时通过“调用学生屏幕”和“考试功能”使学生练习、成绩、成绩曲线显示出来，及时地反馈学生对知识的掌握情况。教师可以及时地矫正，并调整教学策略，取得好的教学效果。

3.遵循教学内容的科学化与全息四维系统教学最优化结合的原则，“挖掘潜能”，营造良好的创新学习情境，培养学生能力，实现教学的科学高效化

“全息四维系统教学”在课堂上营造了很多逼真而神奇的教学情境，提供了广泛的四维教学素材，但教师在使用过程中不能仅停留在形象思维和感性色彩方面，而应该在广泛的学生认知基础上，有意识通过各种手段培养学生抽象思维能力、想象能力和创新能力。最重要的是，必须确保所用“全息体”的客观性和科学性。教师必须在正确的教育观念和教育思想指导下，对最恰当的内容在最恰当时间适当地采取全息体，营造良好的创新学习的情境，培养学生能力，实现全息四维系统教学的科学高效化。

4.全息四维系统教学在教学中要遵循课内与课外相结合的原则，“开阔视野”，扩大学生学习的深度和广度，实现教学的开放化

信息时代的学习是数字化的学习。网络上有许多现成的非常好的全息体。如学生学习地理可以在课外上网，利用Google Earth来学习地理学科。学生也可以在家里应用绘制思维导图。全息四维系统教学有助于逐步培养学生信息应用的实践能力；科学分析的理解能力以及运用信息融入社会的积极态度和能力。在教学过程中，教师应指导学生利用全息体进行扩展学习；借助虚拟情境进行探究式学习；借助信息通讯工具进行讨论学习以及学会使用信息加工工具进行问题解决学习。

由于许多学校的教学设备和学习时间的限制，不能完全满足学生自主学习的要求，更不能完全满足学生对科学知识的探索愿望、创造愿望。因此，教师在课堂上使用全息四维系统教学的同时，不要忘了指导孩子们在课外制作全息体，利用全息体进行自主学习。使他们学会借助新的学习手段去探求知识，不断地提高能力和素质。

王 喆]