信息技术与学生学习方式的转变的实践研究
北京教科院基础教育教学研究中心 陶昌宏
基础教育课程改革纲要（试行）中明确提出：大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
现代社会集中的表现出信息化、全球化和以人为本的三大基本特征。信息化、全球化将引起社会生产方式发生重大变革，使劳动者的结构、劳动者工作内容、劳动者工作对象发生变化。要求人们对知识的学习、知识的更新、知识的应用和知识的创造能力不断提高，要求人们的交流、共处、协做等能力不断提高，要求人们的创新精神和实践能力不断提高，对现代技术工具的操作和更新的能力不断提高。因此基础教育课程结构、教育模式、课堂教学方式、学生的学习方式要发生变化。
作为教师我们要不断的提高自身的综合素质，在课程改革的实践中探索出适合学生、促进学生全面发展的教学方式和学习方式。
一、转变学生的学习方式能够促进学生全面的发展
基础教育课程改革的重要任务是要改变学生的学习方式，什么是学习方式呢？不少学者认为，学习方式是指学生在完成学习任务过程中的基本的行为和认知取向。这样看来学习方式主要是一种行为和认知取向，反映了学生倾向于以什么样的行为和认知方式去完成学习任务。因此学习方式不是指具体的学习策略和学习方法。学习方式与学习方法比较，可以这样类比，就像战略与战术。学习方式相对稳定，学习方法相对灵活。学习方式与不仅包括相对的学习方法及其关系，而且涉及学习习惯、学习意识、学习态度、学习品质等因素，所以，学习方式的变革对促进学生的全面发展具有特别重要的意义。
以往的教学中教师往往对于接受学习与掌握知识强调的多了一些，但这并不是错误，只是长此以往形成教师讲学习听，教师讲什么学生就得听什么，教师让学生观察什么学生就观察什么，教师让学生思考什么学生就思考什么，教师让学生练什么学生就得练什么的被动学习的局面。这种被动学习的局面使学生的认知方式变得单一，单一的认知方式直接影响学生的创新精神和实践能力。
基础教育课程改革要求教师在教学过程中培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。
改变学生的学习方式能使学生获得不同的认知方式，培养不同方面的技能，提高学生的学习兴趣，提高终身学习的能力。
改变学生的学习方式，能够尽量多的利用学生的多种感观，使学生获得不同的学习体验，促进学生全面发展．
改变学生的学习方式，使学生的潜能得到开发，使学生形成浓厚的学习兴趣和学习热情，调动学生的学习积极性，形成主动参与、乐于探究、勤于动手的学习态度与行为。
改变学生的学习方式，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。
改变学生的学习方式，能使学生热爱学习、热爱科学、热爱生活形成正确的人生观、世界观和价值观。
改变学生的学习方式，能使学生具有积极的合作意识和合作能力，学生的交流与表达能力得到提高。
改变学生的学习方式，能使学生提出问题的能力、收集科学事实和资料的能力、建立猜想和假设的能力 、检验和评价等能力得到培养和发展，使学生领悟科学的研究方法，提高科学思维能力。
改变学生的学习方式，培养学生的创新精神和实践能力，有效的促进学生的全面发展。
二、运用信息技术能够有效的促进学习方式的转变
面向二十一世纪的基础教育应以现代教育理论为指导，以信息技术为支撑，以培养创新型人才为目标，把学生培养成能充分适应二十一世纪的专门人才和高素质的劳动者。
信息技术的快速发展，扩展了信息传递的途径，丰富了信息资源的门类，提高了信息处理的手段，加快了信息传递的速度，同时增强了人们的信息意识，这使信息技术不仅可以成为教师的教学工具，而且可以成为学生学习的工具。
信息技术是指能充分利用与扩展人类信息器官功能各种方法、工具与技能的总和，因此信息技术可成为学生获取学习资源的工具，例如，利用各个网站，可以获得网络环境下珍贵的数字化的学习资源，利用本地区和学校的教育资源库，学生可以从中查找所需的学习素材。
信息技术可成为学生进行科学探究的工具，例如利用多媒体技术或网络技术将需要呈现的学习内容以超文本的方式进行集成处理成为数字化的学习资源，根据学习的需要创设一定的问题情景，使学生在一定的问题情景中进行发现和探究。利用网上学习资源，利用多媒体所呈现的虚拟实验环境等使问题得以解决。
信息技术可成为学生合作学习和交流的工具，信息技术所提供数字化学习环境具有极强的通讯功能，学生通过网络方式进行相互间的交流，通过交流和对话培养学生之间的合作意识和能力。
信息技术可成为学生进行自我评价和反馈的工具，信息技术所提供形成的练习可对学生的学习情况进行自我了解、自我评价等等。因此运用信息技术可以有效的促进学生学习方式的转变。
三、信息技术与学生学习方式的转变的实践研究
广大教师在教育教学实践中，深入学习、积极探索，大胆实践，在信息技术与改变学生学习方式方面取得了可喜的成绩。运用信息技术为学生创造了丰富多彩的教育环境。创造了适合学生，能够发挥学生主体作用的学习方式。
案例1、 软件环境下的学习方式
学习内容： 《带电微粒在复合场中的运动》，全日制高级中学物理第二册
主讲教师：北京25中学：李 智
《带电微粒在复合场中的运动》的内容是非常重要的，现行的考试大纲中是Ⅱ级要求。
电场、重力场在哪，什么样是看不见摸不着的。对这种看不见又摸不着的场物质如何使让学生感受到呢？如何建立直观、科学的理想模型呢？如何使学生对带电微粒在复合场中的运动有比较清晰的认识呢？
关于这方面内容的教学，大体上是经历这样几个发展过程。
（1）最早传统的教学方式只能靠教师讲，靠教师用语言进行描述，学生到底能够理解多少，能够感受多少，建立什么样的模型，形成什么样的理想化过程那只能是学生自己为之的事情了。
（2）随着计算机逐步发展，教师尝试用计算机进行辅助教学。在计算机技术方面钻研比较深的教师（一小部分教师）自己做些教学课件，上课时进行模拟演示，使学生有了一些直观的印象，比只靠教师用语言进行描述有了很大的进步。
（3）目前信息技术的快速发展，信息资源不断丰富，各校硬件设施不断完善，教学软件也在不断的出现，一些软件既可以成为教师的教学工具，也可以成为学生的学习工具，为促进教师的教学方式，学生的学习方式的改变提供支持。到了这个发展阶段，学生可以利用教学软件从事学习活动。
本节是利用信息技术，组织学生采用一种新的学习方式的例子。这节课在计算机房上，使用的教学软件是仿真物理实验室。
上课开始教师向学生提出本节课的学习任务：
1.探究带电微粒在复合场的运动规律。
2.探究带电微粒在复合场的能量变化规律。
学生人手一机，为完成这节课的教学任务，学生要经历下面几个环节：
首先学生要自行设计电场，并将电场大小、方向具体化。要设计复合场，将复合场具体化。学生要动手操作计算机，利用教学软件把复合场模拟出来。
接着学生要进行独立思考，要想清楚使带电微粒在复合场中做直线、抛物线、圆周运动等条件。
第三，完成思想上的设计之后，使用计算机利用教学软件将所设计的方案进行模拟验证。
第四，是一个非常重要的环节，就是学生要对自己的设计形成解释，即什么情况下做直线运动，什么情况下作曲线运动，能量发生什么样的转化等等。
课的最后环节是展示学生作品，学生向全体成员做出解释，然后教师进行点评。
学生展示作品并形成解释，这个过程很重要，它的价值不仅在于人们可以理解记忆在交流中自己所说内容的70%，而且可以培养学生多种能力，同时使学生获得成功感，增强自信心。自信心能够促进学生进行有效的学习，对学生的身心发展有很好的作用。
例如，一个小球在光滑的圆弧轨道上的运动，是一个理想化的模型、理想化的过程。这个内容，过去在教师讲学生听的教学方式下，理解能力强的同学可以想象出这个模型和过程。现在加上电场，并将小球带电，带电小球以后的运动情况，学生通过已有知识进行逻辑推理可以得出结论，但是结论对不对，过去学生只有请教老师。而且加什么样的电场是教师说了算，这样学生的思维受到限制。
现在利用信息技术，基本模型建立后，加什么样的电场，学生（一个男生先一个向右的电场，后来又加向左的电场）可充分发挥自己的想象力，形成判断后，可通过教学软件验证自己的判断，做到了及时反馈。
因为是人机对话，所以学生很有面子。学生不再有那种怕受到教师、同学讥讽的心理负担。学生通过各种各样的场，将过程进行深化，从中引发学生做进一步的设想，从而获得更深层次的体验。这对培养学生的创新精神、激发学习的兴趣都有很好的作用。这方面的功能充分体现了信息技术在教学中的作用。
例如，班上一名女生设计了三个小球，一个带电多，一个带电少，一个不带电，在同一个复合场中运动。
接着将不带电的带上负电，在复合场中运动，并形成自己的解释收到很好的效果。
这节课学生完成了如带电微粒在复合场中做直线运动、曲线运动、圆周运动的条件及其运动规律，完成了能量转换的情况分析，多数学生的学习达到了理解性解释的水平，有少数学生达到探究性解释的水平。
利用信息技术，可以改变教师的教学方式和学生的学习方式，在这种新的方式中，教师能够发挥组织、指导作用；可以实现师生互动、人机互动、生生互动；可方便的展示学生的作品，同学之间在交流中得到启发和欣赏；能够变抽象为直观，变被动学习为主动学习，调动了学生的学习积极性，让学生体验一种新的认知方式，主动建构认知体系等等。
案例2、网络环境下的学习方式
学习内容：《声音的产生和传播》
――义务教育课程标准实验教科书初二年级
主讲教师：北京文汇中学：周霄雪
指导教师：北京基教研中心物理室：陶昌宏
教学目标
知识与技能：
1． 知道声音是由物体振动发生的。
2． 知道声音传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同，知道声音在空气中的传播速度。
3、通过网上学习培养学生获取信息、处理信息的能力，运用现代技术的操作能力
过程与方法：
1、 通过网上的观察与演示实验相结合，通过网上学习与学生动手实验相结合，使学生获得各种体验，激发学生的学习热情。
2、 通过网上的观察与演示实验相结合，通过网上学习与学生动手实验相结合，培养学生观察和实验的能力，得到声音是如何产生，声音是如何传播的正确结论。
3、 通过网上论谈专栏使课堂教学得到延续，使学生的学习得到延续
情感、态度、价值观：
给学生最大限度的主动学习的精神自由，给学生自主选择学习素材的权力，给学生充分表达意见的权力，重视他们与众不同的疑问和想法，在课堂上形成一种师生平等、合作、和谐的气氛，形成一种优化的学习环境，使每个学生积极主动。
要利用信息技术转变学生的学习方式，必须要促进学生对信息技术工具的正确使用，学生要能够主动地选择信息技术工具获取、处理、分析、综合信息，并能实现“将信息转化为知识、将知识转化为能力、将能力转为智慧、将智慧内化为德行”。这是现代教育的理念。
信息不是知识，信息是知识的基础，知识不是能力，知识是能力的前提，知识与能力不等同于智慧，知识与能力是智慧的保障，智慧不能代表德行，智慧可以内化为德行。
作为信息技术基础的网络，已成为现代社会的普遍技术范式，它使传统意义上的地域丧失了意义，各项活动因它而得以延深与扩展。
网络环境下的学习方式是信息时代的教育之所需，是信息技术与学科教学整合的重要内容，是培养未来人才的迫切要求，是现代社会中人们应具备的重要素养之一。
本节课实践物理学科网络环境下的学习方式。
上课之前教师将本节课的学习内容、学习目标、学习用的基本素材等内容挂在学生熟悉的网页上。
在这个网页的界面上开设了声音的产生、声音的传播、声音的应用、思考与练习、课堂小结、网上论坛等菜单。每一个菜单下都有与本节学习内容有关，而又大大超出教材内容的学习素材。
l 如在声音的产生的菜单下，有海浪的涛声，火车、汽车、轮船的鸣笛声，婴儿的哭声，乐队的演奏声，有扬声器的发声，鼓面的发声、琴弦的发声、学生唱歌时的发声、声叉的发声等生动的视频、声频素材。
学生点击声音的产生这个菜单，可以获得强烈的声音感觉，获得声源方面的学习素材。
因为是初二年级的学生，对于网络环境下的学习活动，教师要进行有效的指导，因此在每个菜单下都有学生熟悉的提示语，通过提示语使学生受到启发，为完成本节课的学习任务，为提高学习技能和学习能力，学生进行有针对性的观察、思考、分析和判断。
l 如在这个菜单中有这样的提示语 “你熟悉这些发声的物体吗？“你能观察出它们是怎样发出声音的吗？这些发声的物体共同特点是什么？
学生通过进一步观察可发现发声的物体都在做着振动，由此学生得到：一切正在发声的物体都在振动。振动停止，物体也就不再发出声音。
通过学生的上网学习，学生获得 “声音的产生”的有关知识。
l 如在声音的传播菜单下：有声控灯、同学间的交流等声音在气体中传播的例子。有敲击鱼缸鱼吃食，水下鲸鱼间的联络，水上芭蕾等声音在液体传播的例子。
有敲击钢轨的传声、有学生通过土电话传声，有大夫通过听诊器的传声等声音在固体里传播等视频、声频素材，有模拟声音在空气中传播过程的课件。
学生点击这个菜单可以获得声音在各种物质中传播的丰富实例，为学生认识声音可以在气体、液体、固体里传播奠定了很好的基础，开阔了学生的视野，丰富了学生的认知背景。
通过菜单中的提示语如“你能说出你的同学、水下的鱼、花样游泳运动员、大夫等是通过什么物体或物质听到声音的吗？
通过学生的观察、思考、分析和判断同学可以说出声音是通过气体、液体和固体等物质传播的。
在这个菜单里还有这样的提示语，“你想实际体验一下声音的传播吗？你想验证一下你总结的结论吗，请你动手做一做”这种提示语不是表面做样子的。在设计本节课的时候，如何使同学们获得直接体验，保持物理学科的教学特色我们做了认真的考虑和安排。教室里放置了一些可供学生亲手操作的实验器材。操作这些实验器材可以探究和验证声音在各种物质中传播的结论。
学生通过小组式的动手实验，获得亲身体验，验证自已得出的结论，获得了成功感。这种实验的方式改变了教师动手做实验，学生观察实验的教学模式；改变了学生看教材上的实验步骤然后动手做规定性的实验的教学模式；改变了学生仅是看实验的教学模式。
这种教学设计在物理学科教学中，在网络环境下的教学中是一种新的尝试和实践。
l 如学生通过点击声音的应用的菜单，可以看到声音在实际生活、生产、科技中应用的例子。如声音在医学上应用的例子，声音在军事上应用的例子等等。
学生点击此菜单可以丰富学生对声音现象的认识，使理论联系实际得到落实，进一步扩大学生的视野。通过观看这些例子使学生看到物理知识广泛的应用于生活、应用于生产、应用于社会的各个方面。而这些物理知识的形成则是来自于自生活，来自于社会。
在这个菜单里有这样的提示语，“你能理解声音在这些方面的应用吗？
你能对其中的一些应用声音的例子做出解释吗？请试试看。学生通过对声音现象的解释，加深对所学概念的理解，同时能够有效的记忆所学的内容。
l 如在课堂小结的菜单下，有这样的提示语，“通过网络环境下的学习活动，你获得哪些关于声音方面的知识，你得出了哪些重要的结论，能小结一下吗？
在这个菜单下教师将本节课学习的重点内容，重要的结论等以学生熟悉的方式放在上面。
学生浏览后，与自己形成的结论和小结进行对比，进行反思，从而培养学生总结概括能力。
l 如在思考与练习的菜单下，这样的提示语“你可以选择一些题目做一做，可以将你做的结果放在网上论坛上”
在这个菜单里有一些可供学生思考的问题，有一些让学生动手练习的题目，这些题目学生可以进行选择，学习基础不同的程度的学生可做不同难度的题目。
学生通过思考与练习中的问题的解决，培养学生分析问题和解决问题的能力。
网上论坛的菜单是课堂教学的延续和延深，在这个菜单下学生可以敞开自已的心扉，谈自己各方面的体会和想法，与老师、同学进行交流。
这个菜单下有这样的提示语“本节课的学习有困惑你的问题吗？如果有请提出来我们可以一同解决。
这节课你的最大收获是什么？能和同学们共享吗？
你对某个问题有自已的见解吗？可以将你对这个问题的认识和同学进行交流。
你有不同于网上举的例子吗？让我们共同分享等等
网上论坛是生生互动、师生互动的场所，是任你自由翱翔的广阔空间，是师生共享学习成果的乐园，
在设计教学方案的过程中，我们力求使每一个菜单中都有比较鲜明的主题，都有本节学习任务相关的各种学习素材，都有教师对学生做学习指导的提示语等等。但是每个菜单中都没有简单的结论。同学们要完成本节课的学习任务，通过点击菜单自主选择相应学习素材，通过对学习素材的观察、思考、分析、归纳得出相应的结论，从而获得认识。
这是一种不同于以往的教师讲学习听，教师讲什么学生就得听什么，教师让学生观察什么学生就观察什么，教师让学生思考什么学生就思考什么，教师让学生练什么学生就得练习什么的学习方式。
这种学习方式使学生获得一种新的认知方式，而这种认知方式是获得终身学习能力的重要技能。
在这种环境下的学习活动，学生只有主动参与、才能人机对话，学生只有亲手操作、才能获取信息，学生只有自己做主、才能选择内容，学生只有用心观察，才能获得有用信息，学生只有独立思考，才能得出结论，学生只有主动交流、才能扩大视野。
在这种环境下的学习活动，能够增强学生的信息意识，培养学生获取信息处理信息的能力。能够提高学生使用现代教育技术工具的操作技能。能够培养学生网上学习的能力。能够增强学生的自主性培养学生的创新意识。能够调动学生的学习积极性，培养学生的自信心。能够增强学生的成功感，激发学生的学习热情。能够培养学生网上交流的能力。
课后访问部分学生他们都对这种学习方式表示欢迎和赞赏，有的说“这种方式使我们的眼界开扩了”有的说“这种学习方式方便快捷”有的说“这种学习方式使学习的内容留下更深的印象”
这节课老师们做了大量的课前准备工作，比教师上一节常规课复杂的多、困难的多。但是我们做了，我们就经历了。我们整合了这方面的资源，我们创造了这方面的资源，我们获得了这方面的资源，我们可以享受这方面的资源，课程改革中教师需要这方面的资源。
我们做了，学生就可以获得网络环境下的学习方式，就可以获得一种新的认知方式，就可以获得一种新的学习体验，就能够增强学生的信息意识，就可以扩大学生的视野。
网络环境下的教学方式实现了教学内容的呈现方式、教师的教学方式、学生的学习方式、师生互动的方式的变革。
四、几点思考
1、物理教学对于某一单元的教学内容、某一节课的教学内容、某一教学环节的内容均有可能采用不同的学习方式。这要根据教学内容、教学要求，根据学生群体，根据学生的认知背景、认知能力，根据学习环境，根据教师的特长，根据教师的教学技能，根据教师对教学内容的理解等因素而决定。
不同的学习方式最终归宿是相同的。即通过不同的学习方式使课堂教学不仅是师生共同认知的过程而且应该成为师生共同探索的过程，成为师生互动的过程、师生共同经历的生命历程、成为促进学生全面发展的过程。
2、新课程标准中提倡科学探究，科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟研究方法的各种活动。
科学探究既是一种教育理念，也是一种方法。科学探究作为教育理念我们在教学实践中应把这种理念融入到教学过程的各处环节之中。科学探究作为方法我们在教学实践中应该更多的尝识采用科学探究的方法。通过探究，特别是通过学生亲身经历的探究活动使学生获得各种体验。
3、未来的教育模式建立在信息技术与脑科学基础上。信息技术与脑科学一个作为教育的外部条件、一个作为教育的自身条件。信息技术作为教育的外部条件，使教育教学的手段更加先进，它能够逐步使教学内容的呈现方式发生变化。教学方式发生变化，学生的学习方式、和师生互动的方式发生变化。
人脑作为教育的自身条件，它是一个庞大的机构，它可以容纳大量信息单位，脑科学的研究应使我们教学更加符合规律，符合学生的认识规律。
我们研究实践多种学习学方式应着眼于信息技术与脑科学的有机结合，信息技术与脑科学的有机结合将使教育产生飞跃，最终使学生的“脑矿”得到最大限度的开发。
参考文献
1．基础教育课程改革纲要（试行），教育部文件教基［2001］17号。
2．蔡铁权著：物理教学丛论，科学出版社。
3．钟启泉主编.朱雄主编：物理教育展望，华东师范大学出版社.
