信息技術對教學方法改革的作用分析論文
一、運用信息技術促進教學方法創新的思路
要想創新教學方法，關鍵是首先要想清楚學生應當學會什么，然后要研究清楚學生學會這些內容的最佳方式方法是什么。要研究清楚最佳的學習方式方法，就要知道學生對知識的學習應該經歷怎樣的過程，有哪些主要的步驟，每一個步驟有幾種可能的做法，哪種做法是最有效的，涉及到哪些關鍵因素。因此，創新教學方法的思路要以學科本體和學習者學習規律為兩個基本出發點，選擇最適合的學習方法，并構思理想教學過程。其中的關鍵步驟包括：學科本體分析、學習方法選擇與理想教學過程設計（見圖1）。
（一）學科本體分析
每個知識點的學習，都應該從學科整體的角度出發，需要充分考慮到該課程中所有知識點之間的關聯，以及在其基礎上學生需要形成的技能。一門課程的學習，不應該僅僅將教學目標定位于知識的記憶，教師授課的任務不是將教材內容簡單映射到學生的大腦當中，授課的結果也不能僅僅滿足于學生能對所學知識流利陳述或者順暢操作。應該由教師和學生共同主動、積極地完成教學過程，使學生能夠建立新學知識、已學知識、所掌握的知識簇之間的關聯，掌握解決問題的體系及應用方法，同時能夠轉換為解決問題的能力。這就需要教師能夠針對自己所教授的學科，深入、系統、全面地分析該課程要教授學生的知識、對應這些知識要培養學生的能力，要形成這些能力需要學生掌握哪些基礎應用方法和決策性方法。與此相對應，我們將學科本體分為概念層、方法層和控制層三個層次。其中，概念層集中于描述性的概念知識，主要是構成學科的基本概念、基本規律的屬性及聯系的描述；方法層包括與解決具體概念知識相對應的規律與操作規程，或者指明了解決某些類別問題的方法和步驟，其中既包括方法性的知識也包括對應的能力；控制層是對多種概念層本體、方法層本體在不同情境和條件下進行組合和應用的知識與能力。
（二）學習方法選擇
適合的學習方法將有助于激發學生的學習興趣、改善學習效果、提高學習效率。然而知識可以分為概念性知識、方法性知識與控制性知識，每個知識點往往具有不通過的三維目標，另外，學生的學習規律也是各異的，學習方法的選擇是非常關鍵的。通過理論分析與實踐總結，我們總結出一些常用的方法，供老師在實施教學的時候選擇和參考：（1）概念性知識是對客觀世界的認識，主要是以文字、符號等方式將事物的屬性、內在規律、事物之間的關系等描述出來的知識，其教學的關鍵是將知識的本來面目還原出來，能夠讓學生通過多種感官獲得知識、體驗知識；（2）方法性知識及操作能力需要提供解決問題的方法，轉化需要應用方法的環境，其教學的關鍵是營造有效的環境，使學生有機會系統應用方法、解決問題、理解和體驗方法，形成解決問題的能力；（3）控制性知識及駕馭能力包括了分解問題、選擇方法、集成結果、調度過程、獲得新知、抽取信息等方法與能力，其教學的關鍵是如何設計好的問題體系，通過問題驅動學生，使學生的駕馭能力系統、深入。
（三）理想學習過程設計
為了讓所選擇的學習方法達到最好的效果，就需要進一步分析需要哪些環節、步驟、流程等來配合該學習方法。然而，當考慮到學習過程設計的時候，習慣了常規條件進行教學的老師往往并不會考慮到信息技術的應用，信息技術應用能力不足的教師往往無法選擇適合的信息技術并最大化的發揮信息技術的優勢，信息技術應用能力較好的老師往往會受到個人經驗或現實條件的限制而不能完成信息技術對學習內容的完全支撐。我們提出理想設計的概念，假定教學條件只要能想到就能做到，在這種假定下設計一節課的教學過程，稱之為理想狀態下的教學過程。這樣教師就可以不受教學條件限制、不受個人信息化能力限制，在學科本體適合教學方法分析及新課程理念指導下進行對應適合學習方面的教學設計，從而有效完成學習過程。一般地，學生的學習過程可以分為知識獲得、知識轉化和應用與評價三個環節，同時每個環節都需要能夠激活學生。理想設計應該圍繞學生的這三個學習環節，讓教師充分發揮想象，根據新課程理念、學科本體、學生學習規律將所選擇的方法用最適合的學習流程來完成。在知識獲得環節，根據學生是否處于主體地位以及學習方式的不同，可以分為教師直接講、教師探究講、學生直接學、學生探究學四種。這四種學習方式在課程設計及實施的過程中將有很大的不同，因而需要的教學資源、軟件以及課堂組織支撐環境方面將具有不同的要求。然而這些學習到的知識，如何深化并轉化為學生應該具備的能力，可以根據學習內容的特點以及學習目標利用設計、創作、證明、計算等方式促進學生技能及創新能力的形成。在知識獲得及轉化的基礎上，學生還需要能夠根據實踐問題或現實狀況來應用所學的知識，因此需要設計合適的應用支撐環境，從而讓學生更為方便地應用所學習的知識，同時還應該提供適合的評價方式。
二、運用信息技術促進教學方法創新的方法
為了讓教師真正實現在信息技術環境下的教學方法創新，就應該讓老師集中精力于教學本身，針對每個知識點可以很好地定位于整個學科本體從而科學分析教學內容，對應學生的學習規律和知識特點來選擇最為適合的學習方法，并將該方法良好的融合到知識獲得、知識轉化和應用當中。然而，當前我國信息技術教學應用主要處于信息技術與課程整合階段，并不能讓技術融為教育的一體，很好地完成信息技術與課程融合[5]。絕大多數教師在應用信息技術的時候是硬性的將信息技術引入，甚至部分老師會因為應用信息技術影響備課時間和授課質量，或者應用效果微乎其微。因此，有必要在充分考慮學科特點的基礎上有效構建支撐資源、軟件，并讓教師掌握科學的信息技術應用方法。
（一）學科支撐工具及平臺構建
為了有效支撐學科教學，資源庫的建設一直是廣大研究者和一線教師熱衷的焦點之一。然而資源庫中的資源多數以課件、教學設計以及音視頻、圖片等素材為主。教學資源盡管數量眾多,但在內容的同步配套、教學理念以及內容形式上都不能符合新課程改革的需求，實用性差[6]。另外，由于資源庫中的很多資源都融合了個性化的教學策略、教學方法和教學思路，反而很難讓其他老師靈活運用。因此，不僅需要提供經典的、個性化的案例和資源為教師提供參考和指引，同時也應該提供基礎性、通用性強的資源方便教師根據個人需要個性化的組織適合的資源和軟件[7]。這類資源我們可以稱之為學科支撐工具與平臺。教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）也提出倡導通過智能化教學環境、優質數字教育資源和軟件工具等方式推進信息技術與教學融合[8]。因此，根據學科特點進行支撐工具及平臺的設計與開發，將極大地補充資源庫現有資源的問題，改善教師應用信息技術支撐教學的效果。下面將從理科、文科兩方面對學科支撐工具及平臺的構建方法進行闡述。
1.理科建設方法
基礎教育中的理科主要包括數學、物理、化學、生物、地理等，對應這些學科我們進行支撐工具及平臺建設的時候首先要關注教學重難點，尤其是重點部分，對這些知識點的攻克可以極大地提升學與教的效果與效率。然而，哪些知識點是難點呢？首先是高度抽象或者復雜從而難于理解和掌握的知識。尤其是理化生學科，含有實驗的知識點更應該是關注的焦點。進行實驗的目的就是為了理解知識的，同時將有助于提高學生的動手能力。然而，實驗往往展示的僅僅是表面現象，卻無法將內在機理和知識呈現出來。因此對于理化生學科，除了實驗的模擬與操作外，更需要將內在的知識和原理清晰闡述。對實驗的模擬是為了更好地讓學生理解知識與原理，并不是代替實驗。但是在實驗支撐環境中，不應該是簡單地對實驗的模擬，還需要對實驗操作的自主操作支撐，這樣才能更為直觀、客觀地闡述原理。因此，這種實驗支撐環境，不但可以起到知識理解的作用，而且可以起到支撐實驗預習、實驗復習及自主探究的作用。其次，與實際生活不好聯系、不易應用的知識。數學、物理、化學、生物、地理等理科中的知識點往往是實際現象的抽象與規律總結，這些知識學習后還將應用于實際，有助于學生用于現實問題解決。然而，從抽象的概念、規律、原理到應用到生活、實踐，卻有著從抽象到具體、從單因素到多變量、從簡單到復雜、從驗證到創新等一系列的變換和跨越。學生往往不能迅速從生活當中發現與所學知識的聯系，或是學生發現了知識可以應用的方面卻無法進行驗證。
那么針對這兩類知識，如何進行支撐呢？我們認為需要通過構建學科支撐工具及平臺，來解決不好理解的知識，以及和實際生活不好聯系的知識。學科支撐工具及平臺應該包括三方面核心功能：(1)需要用音視頻及動畫等適合的資源展現知識，尤其需要實現實驗的模擬與任意播放，這樣就可以讓學生很直觀地了解知識所對應的表象，同時還需要對抽象知識與原理的闡述，從而可以讓學生了解知識的內在機理；(2)需要提供去學科教學思想的、非個性化的、基礎的性的構建工具，可以根據學生學習的需要或是教師教學的需要自我建構；(3)需要提供與生活實際相聯系的典型案例，同時保證知識在不同形態下聯系不同的生活實際，從而實現知識的多角度、多層次立體化學習；(4)此外，還需要提供學科內容編輯工具，當前的協作與交流平臺大多數是利用文字進行交流，很少能涉及到學科內容，而在交互過程中因為符號、公式、實驗裝置等的編撰將耗費大量時間，而學科內容編輯工具可以極大地解決該問題。以凸透鏡成像規律為例，有時是正像，有時是倒像，有時放大，有時縮小，還有時不成像，雖然在常規實驗室可以進行該實驗，但是關于相距、物距等的測量，關于焦距的連續變化，關于光線的控制等并不好完成，因此成像規律的總結比較困難，更是難于直接聯系到現實生活當中。利用學科支撐工具及平臺可以很好地提供支撐。為了直觀展示實驗現象，可以利用多組動畫實現現象的觀測，同時可以直觀地展示實驗原理，還能夠根據需要調整相距、物距、焦距。
為了清晰地展示凸透鏡成像規律，我們還可以構造虛像模擬及原理動畫、焦點與焦距模擬等一系列動畫，這些動畫可以模擬實驗現象也可以清晰地闡述原理，但是卻無法滿足師生個性化學與教的需要，因此光學構建工具是非常有必要的。通過充分分析光學知識，提煉出光學儀器庫，并按照自然規律為其賦予屬性，教師就可以根據需要自行設計實驗，還可以對不同元器件的作用進行對比分析等。凸透鏡在不同情況下具有不用的成像原理，如何合理利用凸透鏡并有效應用到實際生活當中呢？這就需要與生活實際相聯系的支撐，而且需要凸透鏡成像原理的多角度切入，因此分別提供了投影機、照相機以及放大鏡的應用原理，促進學生挖掘凸透鏡的更多應用。
2.文科建設方法
文科內容和理科內容具有很大的差異，文科教學與學生學習當中，教師教、學生學的難點在哪里，在哪些方面需要支撐，是我們首先要思考的問題。經過分析發現，無論是教師備課與授課、學生學習與拓展，都需要運用大量的資料，而當前的資源庫往往以冊、章、節或類似體例進行，基本都是按照課程進行梳理，并未針對具體的知識，也沒有根據實際需要進行分類，教師和學生運用過程中都不方便。因此，文科支撐工具及平臺構建應該按照知識點進行資料集成，另外知識點在學科本體構成上又存在交叉。知識點的資料整合角度是實現文科建設的關鍵，雖然不同學科將對應不同的總體架構，但是總體上文科支撐工具及平臺需要遵從學科本體分類，并深入挖掘知識點的教學、學習目標要求。以語文為例，涉及到字、詞、句、段、篇、寫作背景、中心思想、寫作特色、結構提綱、問題探究等分類方式，并在每種分類下分別分析概念層、方法層、控制層特點及對應能力，從而進行資料的整合。由于不同學科，知識點之間所相互關聯的側面和角度不同，就需要為教師提供個性化構建環境，因此文科支撐工具及平臺需要支持教師進行學科知識體系、關聯點等具體內容及操作的設定和自我控制。
根據學科特色構建合理的學科支撐工具與平臺，可以極大地方便老師教學與學生學習，提升學習質量與效果。然而，理科支撐工具與平臺中包括了現象模擬、構建工具、學科編輯工具、聯系實際等具體功能，文科支撐工具與平臺中包括了不同知識、內容的編撰及相互關系建立等功能，這些功能一方面為教師提供了基礎的素材和支撐，另外一方面也給教師賦予了極大的創作自由，進而為教學方法創新提供了可能。雖然，學科支撐工具及平臺的構建不是學科教師的職責所在，但是創新的方法是否可以發揮成效，卻依賴于他們是否能夠恰當地應用信息技術。因此，教師需要在前面所論述的學科本體分析、學習方法選擇以及理想學習過程設計的基礎上，進一步分析通過理想情況下所設計的一節課當中哪些教學步驟或環節通過常規教學手段支撐其實施存在困難（或在質量及效率方面存在問題），而通過信息技術手段能夠有效支撐（或能夠提高實施的質量及效率），這樣的步驟或環節稱之為整合點。也就是說，學科教師需要診斷利用信息技術支撐比傳統方式更好的環境及步驟，進一步還需要為其篩選最為合適的支撐方式。
常見的整合點包括：(1)還原知識，改變知識形態；(2)理論知識與實踐操作緊密聯系；(3)知識系統學習；(4)學生個性化選擇學習內容；(5)教師、學生之間分組交流、相互評價等。然而，具體到不同學科的不同內容，整合點是不盡相同的。為了達成學習目標和效果，我們針對不同整合點所選擇的支撐方式也會各不相同。以高中生物中遺傳系譜的推導和概率為例，其中屬于需要還原知識、改變知識形態的整合點可以歸納為：(1)遺傳推導和概率的呈現方式不直觀、形象；(2)修改父代基因類型后，需要進行一系列變換與改動；(3)無法在講解原理的時候觀測遺傳現象，也無法在看到現象的時候了解原理，無法實現客觀現象與內在原理的順暢切換；(4)利用多個物種進行原理說明，需要大量的板書或課件制作時間。針對第一個整合點，可以選擇圖片、動畫等相結合的呈現方式；針對第二個整合點，可以預設一些父代基因類型，并根據遺傳規律可以動態生成子代形狀及基因類型；針對第三個整合點，需要實現現象與基因類型之間的靈活轉化；針對第四個整合點，可以預設一些物種。因此基于這些整合點的解決辦法，就可以選擇一個可以預設了物種類型及其基因類型，并且可以根據父代基因類型進行子代基因類型及現象自動計算的，可以在現象與原理間靈活轉化的支撐環境。
三、運用信息技術促進教學方法創新的實施策略
利用信息技術促進教學方法創新，并不僅僅是學科教師的單方面任務，而是需要學校及各級相關部門領導的重視與支持。《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》分別提出了加強組織領導、完善政策法規、做好技術服務、落實經費投入四類保障措施[8]，這些措施是落實和推動教育信息化發展及教學方法創新的保障。與此同時，我們根據多年的經驗總結，認為如下實施策略是必要的。明確目標與制定推進方案：為了切實做到運用信息技術促進教學方法創新，就需要自上而下統一認識、統一定位、統一行動。在有效的組織保障下，分解目標，確立具體的推進方案，從而使得整體目標切實、可行。教師勝任力培訓：教師是達成教學方法創新的核心，應該對教師的信息化教學能力進行培訓，尤其是教師應充分考慮信息化環境的優勢，科學構思教學過程，并從教學過程中準確找出整合點的能力；根據整合點的特征，準備有針對性的數字化教學條件（多媒體、移動終端、網絡教室等環境和支撐軟件）的能力；以及根據學生的認知規律、學科本體的特點，有效利用數字化資源與環境組織并引導學生學習（課堂/課后，自主/協作，接受/探究/研究性）的能力。教育教研活動助力：充分發揮教研員、信息技術研究人員以及學科教師的積極性，同時利用相關企業、高校及研究院所的特長，分學科、分學段組織研究組，重點攻關，積極探索教學方法創新的模式及方法體系。同時定期組織多樣化的教育、教研、賽課、培訓等活動，在活動中樹立典型與模范，進而產生輻射效應。績效考核體系建立健全：一方面要對教師進行教育、教研、賽課、培訓等與促進教學方法創新相關的過程性因素進行評價；另一方面要將教師進行教學方法創新的能力與現狀、提升情況、教學效果等因素協同考慮作為結果性因素進行評價。通過績效考核形成信息技術促進教學方法創新的長效機制。
四、結束語
信息技術在教學中的有效應用是帶有時代標簽的、與時俱進的，隨著信息技術在教育教學應用中的深入和普及，如何運用信息技術促進教學方法創新成為關注的焦點。探索系統、客觀、可實施的思路可以使學科教師在運用信息技術進行有效教學的過程中有據可依。好的思路要從設計落實到生成，需要有效的支撐資源與軟件，因此學科教師需要具備篩選適合資源與軟件的能力，甚至是對資源與軟件進行設計的能力。如此可見，運用信息技術促進教學方法創新的漫漫長路，不僅僅需要一線教師的實踐，還需要高等院校等科研機構的引領，需要教育相關部門的鼎力協助，需要教育資源與軟件的有效支撐。
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