信息化环境下科学探究学习研究

陆海钢 管廷昭

【摘 要】科学技术的高速发展带来了信息技术革命，以计算机技术为代表的信息技术在教育领域得到了广泛应用。探究式教学越来越多地融入信息化特征，基于信息技术环境下的“探究式教学”形式成为教学改革的重要研究领域。本文通过分析信息技术环境下探究式教学的特点，总结有效的教学模式为提高教学质量提供新的思路。

【关键词】信息化 探究式教学 研究

1 探究式教学的概念

所谓探究，就其探究式本意来说是探讨和研究。探讨就是探求学问，探求真理、探本求源；研究就是研讨问题，追根求源和多方寻求答案，解决疑问[1]。在探究式教学开展过程中，教师提出问题为教学活动中心，学生在教师指导下通过发现问题，通过开展讨论、查阅资料等活动提出解决问题的方法。探究式教学模式通过激发学生学习的内驱力，将传授知识的过程转变为学生主动探究知识的过程；探究式教学重视探究能力的培养，在探究中获得科学的结论，形成良好的认知结构。教师创设情境，学生运用创造性思维去获得亲身实证的知识，培养学生善于发现问题、分析和解决问题的能力；让学生养成探究的态度和习惯，逐步形成探究的技巧。

探究式教学可以总结为： 学生在学习概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。

2 信息化环境下探究式教学的特点

2.1 新颖的教育手段，更利于教师引导学生从事探究性活动

在信息化环境下，教育技术手段不断发展，以计算机为核心的现代信息技术为探究式教学提供了更易于实现和操作的物质基础。[2]

探究式教学开展的第一步，就是所探究问题的提出。这关键的一步直接影响探究式教学的顺利进行，决定探究教学能否达到预期效果。在信息技术环境下丰富的教育资源，教师可以根据不同的探究内容，选择不同的信息媒体，如电视、电影或者网络等，提出有针对性的问题来设定探究任务、引导探究方向。如在课堂上，教师就可以采用开放的、互动的导航网页形式呈现某一问题的相关内容，引起学生兴趣，从而提出正待探究的问题。

2.2 丰富的信息资源，有利于学生方便独立地获取知识

信息技术发展最大的代表之一就是互联网络的蓬勃发展，各类资源网站、教学网站、专家主页、电子期刊奖、网络教室等等，涵盖文史法商工等各个学科，学生在收集数据的探究过程极为方便。

2.3 多样化的信息呈现方式在探究过程中充满了自主性、趣味性和效率

探究式教学是以学生为主体的，相互促动、积极的、有意义的学习过程。在网络中海量的信息以生动直观的信息呈现方，多样化资源情境、案例情境、问题情境和活动情境，有利于激发学生的学习动机，积极参与和主动探究。学生思维活跃，主动性强，提高了对问题的兴趣，探究过程的效率也得到了极大的提高。

2.4 虚拟化的教学环境，探究教学的开展超越时空并具有开放性

网上远程教学、在线学习、网络课程、虚拟学校等基于网络的教学手段，使得学生可以在不同的地方围绕同一探究的问题进行探究、交流、讨论，更广域的学习探究群体，有助于促进学生对问题的理解和认识，激发更获得思想碰撞，有利于引发新的有价值的问题。

3 信息化环境下探究教学基本模式

建构主义学习理论提出，学生的学习活动必须与具体的学习任务或问题相结合；应该相互协作交流中进行意义建构。应该以探索问题来引动和维持学习者学习的兴趣和动机；应该创建真实的教学环境，让学生在“现实”的情境中进行学习；要让学生必须拥有学习的主动权、拥有自我评价和反思的机会等。[3]信息技术环境下的探究式教学模式主要以下几种：

3.1 有助于培养学生的创新能力和独立解决问题的能力“任务驱动”模式

实施“任务驱动”教学活动，是为了激发起求知欲望，培养独立探索、开拓进取的自学能力。需要对教学环节进行精心的设计。

“任务驱动”中将教学内容隐藏在任务中，通过分析任务，学生提出分析问题并解决问题。任务的设计要根据学生知识能力、具体教学内容的详细设计。学生在完成任务的过程中培养创新意识、创新能力，培养自主学习能力，具备独立发现问题、思考问题、解决问题的能力。学生通过分析任务，用旧知识去完成任务，并发现不能独立解决的问题，这个问题也就是新的知识，此时学生就有了极强的求知欲，此时老师将新知识传授给将起到事半功倍的效果。

在教学中，“任务驱动”是比较重要的探究式教学模式。通过提供任务目标、基础条件，由学生通过数字化教学资源库完成任务，开展自主学习。

3.2 有助于培养团队配合能力的协作式教学模式

以计算机网络为载体，多媒体等技术支撑，学生针对同一个学习任务合作交流互助完成，促使学习者对学习内容更加深刻的理解与掌握，具有自发性、合作性、多样性、高效性的特点，一般以团队合作为主要学习方式，开展探究教学。

一般分为五个步骤设计教学过程：

（1）根据学习内容创设合适的情境，激发学习兴趣。网络环境下信息内容巨大，学习者容易被干扰，必须学习明确目的。明确的学习目标决定了学习的内容，有利于对学习效果开展评价。

（2）根据学生的个人特点从知识结构、认知能力等方面制定学习计划，选择适合的学习策略；根据学习者自身特点分配学习小组，互帮互助，展开合作与探索。

（3）小组成员在明确学习任务获得信息之后，要注重与其它小组成员进行讨论交流。在学习中独立学习、合作互助，实行优势互补，与同伴密切沟通与积极协作过程中理解对学习内容。教师根据学生的学习进程，对学生遗漏问题、总结有误等情况进行引导矫正。学生通过网络教室、在线教学平台、远程视频会商系统开展协作学习。

（4）小组内学生就某一问题做出答案达成共识后，通过网络教室、视频会议系统向全班汇报学习成果，由教师和其它组的学生进行评价，提出意见和建议。

（5）学生要及时总结协作过程的心得，获取的新知识和方法如何在以后的学习里运用。

3.3 有助于学生知识主动构建的问题探究式教学模式

问题探究式教学以“问题解决”为中心，以主体教育和建构主义教育理论为基础，以学生的学为主体，通过学生主动探索问题的科学真相，学生在学习中理解并开展科学研究。主要工具有网络教学平台、在线课堂、教学博客、数字化资源库、移动学习等。

（1）创设与要解决的问题相关的情境，提供生活实例或相关资料，可以激发学生的学习兴趣，建立良好的学习心理倾向。

（2）学生通过分析问题，查找有助解决问题的知识点，确定解决问题的办法。

（3）小组成员通过相互合作，共享有关信息，共同分析问题得出结论，有助于培养自主思维能力，认识到交流与合作对解决问题的有益帮助。

（4）教师在学生总结的基础上开展强化练习，巩固学习成果。

3.3 有助于学生学会学习的“自主型”教学模式

该教学模式依托信息技术，尊重学生独立人格，发展学生个性，发挥学生在学习过程中的积极性和主动性，以学生更好地学会学习为目标的一种学习思想和学习形式。高校教学尤其研究生教学，以教为辅，自学为主，强调学生在教师的指导辅助下，以自主学习作为获取知识的主要途径。

（1）教师从不同角度、类型和观点设计不同的与主题相关的问题情境。该问题情境真实、适应性强，有利于学习的网络化学习环境。

（2）与主题相关的知识构成呈现在学生的学习网页，有利于学生获取。

（3）学习网页具有学生交流、讨论、展示等功能，学生可以开展协作学习。教师要引导、启发学生，引导学生达成共识，促进学生理解和深化学习内容，激发学生的自主创造思维和合作学习能力。

（4）网上教学评价时效性高，达到调控、反馈、矫正的功能。主要分为学生自评、小组评价、学生互评等形式。

（5）教师要及时分析学生的汇报、总结，提出合适的建议，引导学生回忆、反思学习过程，比如同伴值得自己学习的地方，如何发现规律，学到了哪些新的知识、技能、方法，如何应用到后面的学习中，怎样才能有效的提取知识的要素，怎样有效快速的查找信息。

3.5 有助于培养独立思考能力的“主题探究式”教学模式

大学教育以培养学生“学会学习”为目标，主题探究式教学模式最大的特点是学生不仅在“做中学”，更要在“研究中学”。培养学生独立思考与解决问题的能力，学生不仅仅简单的解决问题，还要学会推敲问题的性质，达到意义构建的目的。通过信息技术，为学生提供教育技术手段，开展主题探究学习，培养探究能力。

（1）导入情境激发学生研究的兴趣，向学生明确主题学习的要求和重点。

（2）引导学生分析任务，总结已知条件、目标，鼓励学生开展猜想，大胆提出解决问题的方案。

（3）学生分组后，向小组成员分配任务，提供信息资源，力求学生能够独立操作，最后进行协作学习。

（4）小组间交流信息以及解决问题的思路想法，提出解决方案再加以验证。

（5）对研究结果进行讨论、评价，整合分析，撰写学习报告，确定最佳方案。

（6）要求学生对研究的过程加以回忆和思考，总结主题学习收获，及解决问题的基本思想与方法等。

参考文献：

[1] 冯克诚.田晓娜.最新教学模式全书.国际文化出版公司.

[2] 钱小莉.关于信息技术环境下探究式教学模式的研究.时代教育（教育教学版）， 2009年08期.

[3] 何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报（社会科学版），1997，（5）.

基金项目：南京信息工程大学教学改革课题（11jy055）；江苏省现代教育技术研究2015年度课题（2015-r-44935）。