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研究性學習

網絡環境下的研究性學習

一、研究性學習概述
 
1999年6月,中共中央發布的“關于深化教育改革全面推進素質教育的決定”指出“素質教育要以培養學生的創新精神和實踐能力為重點”。江澤民總書記在第三次全教會上指出:“面對世界科技飛速發展的挑戰,我們必須把增強民族創新精神提到關系中華民族興衰存亡的高度來認識。教育在培育創新精神和培養創造型人材方面肩負著特殊的使命”。江總書記把“創新”與民族的興衰,國家的存亡聯系起來,“創新”已不再僅僅關系到我們國家的發展速度,而是決定著我們國家的生死存亡。


為此,國家教育部2000年1月頒布的《全日制普通高級中學課程計劃(試驗修訂稿)》中決定要在普通高級中學教學中開展研究性學習活動。進一步,教育部[2001]6號文件印發了《普通高中“研究性學習”實施指南(試行)》(以下簡稱《指南》),其中將研究性學習定義為:“學生在教師指導下,從自然、社會和生活中選擇和確定專題進行研究,并在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。”這是我國高中課程改革的一項重大舉措。


《指南》中給出了研究性學習的兩大類型:課題研究類和項目(活動)設計類;三種主要組織形式:小組合作研究、個人獨立研究、個人研究與全班集體討論相結合;四個主要步驟:指導確定選題、制訂研究計劃、實施研究、撰寫研究成果;五個主要特性:整體性、實踐性、開放性、生成性、自主性;六個主要目標:獲得親身參與研究探索的體驗、培養發現問題和解決問題的能力、培養收集分析和利用信息的能力、學會分享與合作、培養科學態度和科學道德、培養對社會的責任心和使命感。毫無疑問,實施研究性學習對于改變學生的學習方式、促進教師教學方式的變化、培養學生的創新精神和實踐能力具有重要的作用。


但是,如果教師處于缺乏創造性思維的狀態,要讓學生形成創造性思維是不現實的。同時,如果沒有一個鼓勵學生發展創造性思維的社會環境,不考慮社會環境的現實特征,學生在學校學得再好,也是不可能對社會的發展起多大作用的。特別是在信息技術如此發展的今天,創新能力是與信息的獲取、加工、分析、處理等方面的能力密不可分的。因此,研究信息技術背景下,特別是網絡環境下的研究性學習,探討如何培養學生在網絡環境下的創新能力與實踐能力尤為重要。


二、網絡環境下研究性學習的三要素


在二十一世紀這個信息化的社會,人類的生活越來越離不開數字化、信息化,信息決定著我們的生存,這已是不爭的事實。信息技術在教育領域的運用是導致教育領域徹底變革的決定性因素,它必將導致教學內容、手段、方法、模式甚至教學思想、觀念、理論,乃至體制的根本變革。


信息化教育最根本的特征是教育信息資源的利用和信息技術特別是多媒體網絡技術在教育教學中的應用,因此,網上資源與多媒體網絡環境也是實施研究性學習的重要條件:
首先,因特網上的關于自然、社會、生活以及各學科的教育教學資源為研究性學習提供了研究、探索、實踐的材料。即網上資源是研究性學習的重要研究探索材料。


其次,基于網絡的搜索引擎、相關的計算機軟件工具如幾何畫板等為研究性學習提供研究、探索、實踐的輔助工具。即工具軟件是研究性學習的輔助研究工具。


第三,基于網絡的教學支撐平臺,特別是基于Web的協作學習平臺,為研究性學習提供了交流、協作和項目(活動)管理工具。即網絡平臺是研究性學習的交流管理工具。


綜上所述,網上資源、工具軟件、網絡平臺是網絡環境下研究性學習的三個要素。這三個要素也是教育信息化的主要內容,即信息資源的利用與信息技術的應用。因此,一方面網上資源、工具軟件、網絡平臺三要素為實施研究性學習提供了重要條件,另一方面實施研究性學習旨在適應信息時代要求的人才,符合教育信息化與教育現代化的潮流。


三、創新思維培養與網絡環境下的研究性學習


“創新”是指能為人類社會的文明與進步創造出有價值的、前所未有的全新物質產品或精神產品。創新過程就是創造性勞動的過程,沒有創造就談不到創新。人類要生存、要發展就必須創新。因為創造了生產工具才使人類脫離動物界;因為創造了語言文字才使人類脫離原始人的蒙昧狀態逐漸發展成為有高度智慧的現代人。人類與自然作斗爭的每一次勝利都離不開創新。創造性思維是創新人材最基礎的素質,培養創新人材的核心就是要培養創造性思維。


按照何克抗教授的觀點,創造性思維結構由發散思維、形象思維、邏輯思維、辨證思維和橫縱思維等六個要素組成[9]。在創造性思維結構的六個要素中,發散思維主要解決思維目標指向,即思維的方向性問題;辨證思維和橫縱思維為高難度復雜問題的解決提供哲學指導思想與心理加工策略;形象思維、直覺思維和邏輯思維則是人類的三種基本思維形式,也是實現創造性思維的主要過程(即主體)。在此基礎上,何克抗教授又提出了培養創造性思維的五個環節,即:[9]
² 環節1:重視發散思維的培養
² 環節2:重視直覺思維的培養
² 環節3:重視形象思維的培養
² 環節4:重視邏輯思維的培養
² 環節5:重視辨證思維的培養
網上資源、工具軟件與網絡平臺的綜合應用可以更好地促進創新思維的培養。


首先,在互聯網環境下開展研究性學習,可以更好地促進創造性思維環節一,即發散思維的培養。發散思維也叫求異思維、逆向思維或多向思維。發散思維強調思維內容和思維成果應與傳統觀念或原有概念不同,甚至相反,其思維目標事先不能確定,可以是一個也可以是多個。互聯網的最大特點是其資源極其豐富,在互聯網上可以是學生接觸到各式各樣、方方面面的信息,從而使學生的視野不再局限于書本的內容,這樣可以培養學生在掌握了充分的知識之后,敢于大膽提出自己觀點的創新精神。


其次,在互聯網環境下開展研究性學習,有利于培養學生創造性思維環節二和環節三,即直覺思維和形象思維。人類思維的基本形式通常就有邏輯思維、形象思維和直覺思維三類。事實上,創造性活動中的關鍵性突破(即靈感或頓悟的形成)主要靠形象思維(尤其是創造想象)或直覺思維。直覺思維具有整體把握、直觀透視與空間整合、快速判斷的特點,形象思維的基礎是觀察能力、聯想能力和想象能力(包括再造想象和創造想象),在這方面工具軟件,典型的如幾何畫板可以輔助學生對一些幾何問題和力學問題進行研究與探索,電子表格軟件可以幫助學生從大量的數據中發現問題、研究問題并尋找結論;此外,網絡虛擬實驗環境也可以提供一些學生在現實中無法體驗的情景,通過網絡進行一些虛擬的科學實驗,輔助學生進行探索與思考,使學生通過親身體驗培養直覺思維和形象思維。


最后,在互聯網環境下開展研究性學習,有利于培養學生創造性思維環節五,即辯證思維。辨證思維(即辯證邏輯思維)是指“能運用唯物辯證觀點來觀察、分析事物尊重客觀規律,重視調查研究,一切從實際出發,實事求是;能用對立統一觀點看問題,既看到事物之間的對立,也看到事物之間的統一,還要看到不同事物在一定條件下可以互相轉化,即既要看到事物的正面,也要看到反面,能從有利因素中看到不利因素,也能從不利因素中看到有利因素,總之是兩點論不是一點論”。網絡平臺使得學生與學生之間、學生與教師之間、學生與相關專業人事進行交流,互相從問題的不同側面進行辯論與探討,可以使學生進行充分的調查研究、探索事物的來龍去脈,更加全面的認識問題。


另外,需要提到的一點是,在網絡環境下開展研究性學習并不排斥非網絡環境下的研究性學習,而是網絡環境下研究性學習能更好地培養學生的創新精神,并適應信息時代的人才要求。


四、研究性學習網絡環境


1.網上資源是研究性學習的重要知識源泉


《指南》中關于研究性學習內容的選擇和設計,要因地制宜,發掘資源。“選擇研究性學習的內容,要注意把對文獻資料的利用和對現實生活中‘活’資料的利用結合起來。要引導學生充分關注當地自然環境、人文環境以及現實的生產、生活,關注其賴以生存與發展的鄉土和自己的生活環境,從中發現需要研究和解決的問題。”


這些需要研究的問題從哪里來?文獻資料從哪里來?解決問題的思路從哪里來?當然,它們可以來自于書本、圖書館、博物館等。但決不可放棄網上資源。目前國內的科普網站有科普之窗、伊文科普、中國科普、北京科普、科普社團、大科普網、趣味科普站、中國科普城、中國科普博覽、前沿科學科普網等近百個。它們均含有豐富的資源。比如:中國科普城 (http://www.stcity.net.cn/),內容上分為交通運輸、環境保護、軍事天地、電腦時代、地球科學、空間科學、海洋科學、生命科學、風土人情和文學藝術等十大類,近千個小類。已收錄了近百冊圖書500萬字的文字資料,圖片近3000張,文章近1萬篇,并且每天以100-200篇文章的速度增加。中國科普 (http://www.cpus.gov.cn/)由科學技術部政策法規與體制改革司主辦,旨在讓公眾理解科學。欄目有政策法規、科普動態、科普基地、科技前沿、科普論壇、科學與生活、科技史話、科學人物、少年科技樂園等。
 
國際上也有許多科普資料,如位于硅谷的San Jose現代技術革新博物館,由舊金山市政府投資1億美元、博物館自籌5000萬美元而建成。博物館中的計算機可用于設計自行車、機器人、電子軟件、人體科學、自然科學、計算機實驗室,絕大部分是參與式設計,還專門設計了競賽項目。館長認為,這本身就是博物館的精神。博物館設有學習中心,有計劃地組織學校教師來中心接受培訓,全力為提高教師的科技素養服務。給學生安排的觀摩活動更是豐富多彩,各專題的活動月月更新。洛杉磯市郊Getty藝術博物館于1995年開館,藏品都輸進可以互動查詢的聯網計算機。每年有4萬名學生、1.5萬名教師前來參觀學習。博物館介紹了各種活動和計劃,其議題都提供給教師參考。這些高質量的博物館為啟發學生的創造性思維與學習、幫助教師在職進修提供了很多便利條件。


2.工具軟件是研究性學習的重要輔助工具
 
研究型學習可分為文獻研究、實驗或觀測、調查研究、建摸概括、暢想論證、思辯探究等,都是在教師的指導幫助下學生獨立從事某項課題研究,包括學生自己提出問題,確定研究課題,獨立開展研究,最后提交研究報告,其一般程序分為指導確定選題、制訂研究計劃、實施研究、撰寫研究成果等四個步驟。其中每一個步驟都可以用計算機輔助完成。比如,在實施研究階段,“學生在教師的指導下,對收集到的資料、信息、數據等進行分析、整理、加工,提取有用的信息進行課題研究,得出結論。”此時字處理軟件(如:MS Word 97/2000和WPS 2000等)與電子表格軟件(如:MS Excel 2000等)就是最好的輔助工具。在撰寫研究成果,“學生將研究結果以報告或論文的形式展示出來,通過交流研討,分享成果,進行思維碰撞,使認識和情感得到提升。研究成果的展示方式可以是大字、模型、小品、漫畫、圖片、聲像、多媒體等豐富多彩的形式,此時字處理軟件(如:MS Word 97/2000和WPS 2000等)與電子簡報軟件(如:MS Powerpoint 97/2000等)就是最好的輔助工具。”
 
有一些工具軟件可以直接輔助學生進行探索和研究,典型的有“幾何畫板”。幾何畫板是人民教育出版社和全國中小學計算機教育研究中心(以下簡稱“中心”)于1995年聯合從國外引進的工具平臺類優秀教學軟件。自93年“中心”推出幾何畫板的漢化版以來,很快受到數學教師的歡迎,經過“中心”近幾年舉辦多期有關幾何畫板的應用培訓班及部分學校的積極試驗,目前運用幾何畫板進行數學教學革新的思想已開始為教師們所接受,并已逐漸在全國不少中學的教學中應用和推廣。幾何畫板可以幫助學生從動態中去觀察、探索和發現對象之間的數量變化關系與空間結構關系。例如,為了讓學生較深刻地理解兩個直角三角形全等的條件,可以讓學生利用幾何畫板做一次這樣的數學實驗:在該實驗中,學生可通過任意改變線段的長短和通過鼠標拖動端點來觀察兩個三角形的形態變化,學生從中可以直觀而自然地概括出直角三角形全等的判定公理。目前幾何畫板可以用作數學和物理相關研究性學習內容的重要輔助研究性工具。


 網絡虛擬實驗環境也可以提供一些學生在現實中無法體驗的情景,可以幫助學生就一些需要進行實驗而缺少實驗條件和實驗環境的研究性學習內容提供幫助。網絡虛擬實驗是在Web中創建出一個可視化的三維環境,其中每一個可視化的三維物體代表一種實驗對象。通過鼠標的點擊以及拖曳操作,用戶可以進行虛擬的實驗。網絡虛擬實驗室實現的基礎是多媒體計算機技術、網絡技術與儀器技術的結合。虛擬儀器技術與認知模擬方法的結合也賦予虛擬實驗室的智能化特征,無論是學生還是教師,都可以自由地、無顧慮地隨時進入虛擬實驗室操作儀器,進行各種實驗。不但為實驗類課程的教學改革及遠程教育提供了條件和技術支持,還可以隨時為學生提供更多、更新、更好的儀器。通過網絡虛擬實驗室,能夠通過計算機在網絡中模擬一些實驗現象。它不僅僅能夠提高遠程教育的教學效果,更加重要的是對一些缺乏實驗條件的學生,通過網絡同樣能夠 “身臨其境”的觀察實驗現象,甚至和異地的學生合作進行實驗。[10]


3.網絡平臺是合作研究與項目管理的重要工具


研究性學習的組織形式主要有三種類型:個人獨立研究、個人研究與全班集體討論相結合、小組合作研究。


個人獨立研究可以采用“開放式長作業”形式,即先由教師向全班學生布置研究性學習任務,可以提出一個綜合性的研究專題,也可以不確定范圍,由每個學生自定具體題目,并各自相對獨立地開展研究活動,用幾個月到半年時間完成研究性學習作業。這么長時間的“作業”,教師如何對其進行監控?其它同學如何了解其進展?如何共享研究成果?在網站上定期發布其研究進展或用Email不定期的通報相關情況應是一種較好的解決辦法。


采用個人研究與全班集體討論相結合的形式,全班同學需要圍繞同一個研究主題,各自搜集資料、開展探究活動,取得結論或形成觀點。再通過全班集體討論或辯論,分享初步的研究成果,由此推動同學們在各自原有基礎上深化研究,之后或進入第二輪研討,或就此完成各自的論文。顯而易見,網絡是其最好的交流和共享平臺。比如,開始時,每個同學的搜集的資料和自己取得結論或形成的觀點可以在網上發布;可以全班集中討論,也可以通過Email或BBS異步討論;將初步的成果公布在網上,再繼續通過網絡進行討論,如此反復。


小組合作研究是經常采用的組織形式。學生一般由3-6人組成課題組,聘請有一定專長的成人(如本校教師、校外人士等)為指導教師。研究過程中,課題組成員各有獨立的任務,既有分工,又有合作,各展所長,協作互補。此時,小組的合作非常緊密,更需要共享資源、共享思想、協調任務進度,因此更離不開網絡的支持。目前,北京師范大學網絡教育實驗室在教育部現代遠程教育關鍵技術的支持下已成功開發出一套完整的協作學習系統WebCL(www.webcl.net.cn),該系統除了支持資源共享、不同分組策略和互動協作等功能外,還具有任務調度、項目(活動)管理等功能。同時,北京師范大學與北京泰盛德公司開發的新紀元因特網協同教學系統是在學校局域網上進行合作學習和研究性學習的有利工具。該系統具有Internet教學平臺、資源庫管理平臺、電子閱覽室平臺和學校Intranet應用平臺,可以優化教學過程,創建開放試資源建設機制,在國內處于領先地位。
五、結論


施樂公司首席科學家和副總裁、Palo Alto研究中心(PARG)主任約翰•布朗博士認為,知識有兩種,一種是外顯的,另一種是內顯的。外顯知識與概念有關,而內隱知識與實際知識、技能、訣竅有關。隱性知識在行為、做事情和參與社會活動時就展現出來,因此,內隱知識會以一種慢慢出現的共享的理解形式在一起工作的人群中傳播。在物理上教給學生概念、概念化的框架以及物理事實,這些都是物理的外顯知識,這并不能使學生成為物理學家。要想成為物理學家,他們必須學習這門知識的慣例,在內隱知識和外顯知識的交互作用下形成一個平臺,這種相互作用是以認知為特點的,并存在于深思熟慮的調查行為中。


展望數字時代的潮流,人們有機會創造一種新的學習方陣,這一網絡方陣中將包括大量具有某些特殊交叉興趣的成員(甚至小孩)。布朗博士曾觀察過一個紐約的7歲孩子和一個賓夕法尼亞大學的專家談論企鵝,相信這個專家絕對沒有想到他在和一個7歲孩子對話,而這個孩子的學校沒有一個人對企鵝感興趣,但這個孩子通過網絡搜索找到了興趣團體。


研究性學習使學生的內隱知識與外顯知識發生相互作用,以增長學生自己的創新能力和實踐能力。通過網絡,學生可以跨時空地與不同年齡、不同性別、不同知識背景甚至不同種族的人們相互交流、相互學習。因此,網絡環境下的研究性學習應成為學習的主流,它不只是目前我國高中學生的一種學習方式和一門課程,還應是終生學習的一種主要方式。



參考文獻:
1. 《普通高中“研究性學習”實施指南(試行)》,國家教育部,2001.04.11
2. 《試論研究性學習》,張肇豐  
3. 《運用網絡技術開展研究性學習》,荊孝民
4. 《基于網絡應用的研究性學習課程目標思考》,柳棟、王天蓉(執筆)、陸愛民、張來春、汪佳敏,維存教育實驗室,2001.05
5. 《基于網絡應用的研究性學習模型思考》。陸愛民,2001.05
6. 《略談“研究性學習”》,胡世良,豐縣中學
7. 《建構信息技術支持下的研究性學習》,魏薇,天津十七中學
8. 《研究性學習的時代意義》,張肇豐
9. 《現代教育技術與創新人材培養》,何克抗,2000.01.18
10. 《構建基于WEB的虛擬實驗室》,車皓陽、余勝泉、何克抗,2000.03
11. 《關于協作學習的結構化模型研究》,黃榮懷,2000.04
12. 《教育文摘周報》
13. 《基于網絡應用的教師角色以及研究性學習輔導》,柳棟、王天蓉、汪佳敏、陸愛民、張來春,維存教育實驗室,2001.05
14. 《美國中小學研究型多媒體教學模式述評》,林莉,《全球教育展望》
15. 《美國創造性人才的培養與教師培訓的新趨勢》,《教育參考資料》,2001.20

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