利用信息技术 促进小学数学探究性学习[小编整理]

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第一篇:利用信息技术 促进小学数学探究性学习

利用信息技术 促进小学数学探究性学习

山东省淄博市淄川区赵瓦小学 宋家强

当前,信息技术与课程整合已广泛进入到中小学,这方面的探索可谓如火如荼,凡这方面有所实践的学校或教师都感到信息技术与课程整合真是太有必要了,它对于更新教育观念,推动改革带来的影响也是巨大的。同时,信息技术将广泛地应用于小学数学探究学习过程中,有助于更好地完成小学数学课程的目标,达到培养学生创新精神与实践能力的目的.

下面是从信息技术在小学数学探究学习中的优势所在入手,结合具体教学阐述如何把信息技术作为学生探究学习的工具来促进学习方式和教学方式的转变。有关概念的界定:

信息技术:广义上的信息技术是指对知识进行信息编码和解码的技术,狭义上的信息技术主要是指多媒体技术和网络技术,是一门对信息进行编码、解码、压缩、编辑、存储、传递的数字化技术,这里所谈的信息技术是指后者。

探究性学习:一种学习方式,在教师的指导下,从学习生活和社会生活中选择探究专题,主要以个人或小组合作的方式进行,通过亲身实践获取经验,养成科学精神和科学态度,掌握基本的科学方法,提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。探究性学习的主体是学生,其开展方式并不仅仅限于研究性课程中。

一、运用现代信息技术,创设问题情境,激发学生探究兴趣 在小学数学教学中,要改变学生由被动的接受学习转变牟探究学习,教师要实行教学民主,营造平等、民主、和谐、轻松的课堂氛围.给学生更多的自主权,使每个学生敢于提问,敢于发表敢于展示.从而最大限度地激活学生潜在的探究欲望,激发他们的探究兴趣。

教师在数学教学中,要善于运用现代信息技术手段:创设生动具体的学习情境,选用学生能接受到的实际例子来引课.创设有利于学生发现、探究的学习心境.激发学生学习热情,唤起学生的参与欲望,引发学生的好奇心,使学生产生兴趣.自主探索,积极参与到学习活动中去,树立学习信心,引发学生积极思维。

二、运用现代信息技术,呈现过程,发展学生的思维

把现代信息技术应用于教育教学过程中,进行教学再设计,对发展学生的思维有着重要的作用。如多媒体显示技术及应用软件辅助教学,多媒体网络教室等教学设备的投入使用,呈现教学过程,能激发新异感的学习情境,充分利用学生的好奇心,引导他们从不同的角度、不同途径去思考问题,研究问题,解决问题,诱发学生的学习情绪,发展学生的思维。

三、运用现代信息技术,实现教学方式的变革

现代信息技术已广泛地用于教育教学过程,如多媒体显示技术及应用软件辅助教学等,这些更多地改善了原有的教学模式。

教师是学生学习活动的组织者、引导者与合作者,教师要抓住教材中蕴涵的创造性因素,运用现代信息技术,创造富有变化、能激发新异感的学习情境,充分利用学生的好奇心,引导他们从不同的角度、不同途径去思考问题,研究问题,解决问题,实现教学方式的变革。

四、运用现代信息技术,改变学生的学习方式 我们过去教学的一大问题是过于注重知识的传授、过于强调接受学习、死记硬背.机械训练,过于重视书面知识而轻视日常生活中的知识。

新课程倡导学生主动分析、乐于探究、勤于动手,强调在掌握基本知识和基本技能.同时形成积极主动的学习态度、学会学习、形成正确的价值观。在传统教育中,教师教教材、学生学教材、考试考教材,教师和教材自然就成为信息的载体,除此之外很少有别的信息来源。这在一定程度上就造成了教师是知识的权威,教师的话都是对的,学生对教师的讲解总是言听计从.缺少质疑,创造性自然差。而在信息条件下,学生可以通过信息技术获得大量的相关信息,教师和教材再也不是唯一的知识来源,他们的知识广了,视野宽了,自然疑问也多了.对教师的话他们开始思考、辩别、考证和质疑。

在这种情况下,教师应正确对待,及时转变观念.充分利用信息技术提供的丰富资源,引导学生主动学习。教师可根据教学需要,提出教学要求和问题.让学生利用信息技术去搜集信息、处理信息,然后进行讨论、总结交流。通过这种方式,学生既学到了知识,又锻炼了搜集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。运用现代信息技术,建立探究性学习方式,能更有效地使学生领悟教学思想和教学方法,启发学生更积极的思维活动.引导学生自己发现和探索,把课堂教学过程转变为学生在学习中自主发现问题、探索问题、解决问题的探究过程.培养探究精神和创新能力,促进学生良好的学习习惯和良好的个性品质形成。

总之,信息技术与小学数学教学的整合,是培养和提高学生探究性学习的有效途径,小学数学课程改革正在将变革学习方式、倡导探究性学习放在突出地位,信息技术的应用将加速这一变革的实现,在培养学生科学素质、创新精神和实践能力的同时提高学生的信息素养,使得每一个学生都有尝试成功、学会创新的机会。

第二篇:浅谈小学数学探究性学习

浅谈小学数学探究性学习

张克信

小学数学探究性学习主要是指学生以自己已有知识经验和生活经验为基础,在教师指导下面对具有一定挑战性的问题或任务通过独立自主学习和合作讨论而获取知识、应用知识、解决问题的学习方式。通过探究活动,学生不仅获取数学知识,达到对知识的深层理解,而且掌握了发现、认识并理解数学的一般方法。在探究的过程中学习研究问题的方法,培养敢于探索、勇于创新的精神

小学数学探究性学习教学模式在具体实施过程中,应该由下面四个阶段进行:

第一阶段:问题导入阶段--创设情境,诱发好奇心,提出探究主题。

第二阶段:尝试探究阶段--选择合理探究形式和方法,组织探究活动,使学生经历学习过程,揭示学习规律。

第三阶段:明理内化阶段--指导将知识转化为能力,培养学生的判断、推理等学习能力,开发创新思维。

第四阶段:评价、实践阶段--反思评价过程,尝试运用知识,获得实践体验,提升数学思想方法。

操作----发现----应用。猜想----验证。观察----归纳-----反思。类比-----联想。

第三篇:浅谈如何利用信息技术促进小学数学教学质量(共)

浅谈如何利用信息技术促进小学数学教学质量

【摘要】随着新课程改革的推进和信息技术的飞速发展,信息技术与教学的整合成为必然趋势。在小学数学课堂教学中,多媒体的恰当使用,有利于激发学生学习的兴趣,使教学由静态变成动态、由抽象变为具体,从而降低学生学习知识的难度,能较好吸引学生的注意力,有效提高教学效率。为学生营造出轻松愉悦的课堂氛围,让课堂真正成为孩子成长的乐园。

关键词:信息技术 小学数学 课堂效率 主动学习

信息技术在小学数学教学中有非常重要的地位和作用,为有效辅助数学教学、促进数学教学的进步与发展提供了便利的平台。对于小学数学学科而言,信息技术不但能够为学生呈现逼真生动的生活情境,而且还能启发和引导学生主动思考,拓展他们的数学思维,从而实现小学数学的高效教学。在小学数学教学中,恰当运用现代信息技术融入学科教学,以形象具体的“图、文、声、像”来创造教学的人文情景,使抽象的教学内容具体化、清晰化,使学生的思维活跃地参与教学活动,并且有助于学生发挥学习的主动性,积极思考,主动探究,使教师以教为主变成学生以学为主,从而提高教学质量,优化教学过程,增强教学效果。现就如何利用信息技术促进小学数学的教学质量谈几点简单的看法。

一、利用信息技术激发学生兴趣,使学生主动学习

传统教学模式的一大弊端就是忽视教学情境在数学教学中的作用。在以往的教学中,往往漠视各种知识产生的历史背景和具体的应用情境,直接进行孤立的知识教学。心理学告诉我们“兴趣是人们对事物的选择性的态度,是积极认识事物或参与某种活动的倾向,它是学生积极获取知识形成技能的重要动力”。信息技术提供的外部刺激是多种感官的综合刺激,它既能看得见(视觉),听得着(听觉),还能用手操作(触觉),这种多样性的刺激,比单一地听老师讲强得多。[1]优美的音乐,色彩斑斓的图片,好看的动画视频这些充分激发学生浓厚的兴趣,使学生在轻松快乐的情境中学习。

例如,在应用计算机课件教学《乘法的初步认识》这一课时,就可以用鲜艳的色彩,优秀的图案,直观形象地向学生展示游乐场的动态图,贴近生活实际,引发学生兴趣,伴随教师的提问:有几架小飞机?每架飞机上有几个小朋友?一共有多少人?通过学生列出连加算式,引导学生加数太多时写加法算式不方便,提出加数相同的加法可以改写成乘法。学生的学习兴趣被生动的画面完全调动起来了,他们积极主动地进入学习活动中去。

又如教学《圆的认识》时,运用多媒体演示,先让学生看到画面中自行车、三轮车、汽车的车轮都是圆的,接着将它们的轮子换成三角形或正方形等形状,学生观察后议论纷纷,个个笑得前俯后仰,最后画面又把轮子换成椭圆的,同学们看完后都说:“这也不行,坐上去谁受得了?”此时,教师提出问题:“为什么圆形的轮子就行,其它形状的轮子都不行呢?”教师启发了学生参与学习的动机。这样,学生在积极的状态下,弄清了道理,深刻地认识了圆的特征。

二、利用信息技术突破重难点,使学生轻松学习

小学生的记忆能力很强,但理解能力欠佳。如果我们的课堂教学只满足于让学生“记”一些知识点,而不关注他们是否真正掌握了其内涵,学生们就会只知其然不知其所以然,尤其对那些比较抽象的学习内容。小学生的思维以形象思维为主,这与数学学科内容的抽象性形成矛盾。这就要求小学数学教学必须在知识的抽象性和思维的形象性之间架起一座桥,利用信息技术能将抽象的数学知识具体化、形象化。[2]计算机能进行动态的演示,弥补了传统教学方式在直观感、立体感和动态感等方面的不足,利用这个特点可处理其他教学手段难以处理的问题,并能引起学生的兴趣,增强他们的直观印象,为教师化解教学难点、突破教学重点、提高课堂效率和教学效果提供了一种现代化的教学手段。

例如,在教学小学六年级数学《圆的面积》时,为了让学生更好的理解和掌握圆的面积计算方法这一难点,一般要把圆分成若干等分再交错拼好,不管是实践操作还是借助道具,最多也只能把圆分成16份,然而拼成的近似的长方形的长是波浪形的,宽还是斜的,怎么能说它是长方形的呢?理解能力好的学生可以从教师的演示过程中想到变化的趋势,把它想象成一个长方形,可是还有部分理解能力不强的学生很难想象出这个变化的过程及趋势。那么借助课件我们就可以把圆等分成32份、64份、128份……再把这些过程连贯起来,重复演示,学生可以直观的感受到圆是怎么转化成长方形的,使这节课的难点被攻破,大大提高了教学效率,培养了学生的空间想象能力。又如在学习《圆锥的体积》时,我设计了等底等高的圆柱体和圆锥体体积比较图,先在圆柱体里倒满水,然后在转倒入圆锥体里,整整倒了三次才倒完。学生通过观察形象化的视频演示,很快理解并表述了数量关系,“等底等高的圆柱体的体积是圆锥体的三倍”或“等底等高的圆锥体的体积是圆柱体的三分之一”。

三、利用信息技术节约课堂时间,提高课堂教学的效率

在数学课上总需要作图,课堂教学时间对于学生和老师来说都是宝贵的,充分利用课堂的每一分钟,可以大大提高课堂教学的效率。信息技术中的多媒体技术可以让老师节省出大量的板书时间,使学生在有限的时间内,获取最大的信息量,从而争取到更多的思考时间。由此大大地提高了数学课堂容量和学生的学习效率。

在信息技术没有被认知和使用的年代,练习课几乎是教师在黑板上写,学生在下面抄,枯燥乏味,效率极低。如今,信息技术的普及,大大提高了课堂教学效率。[3]

例如在练习中编制各种形式的选择题、填空题、判断题等,用Authorware编制软件来判断学生解答的正确与否,根据练习的情况,给予必要表扬、鼓励或重复练习等,可以使教学评价和反馈更加科学、及时、有效。还可以举行各种竞赛训练等,培养学生的自制力、自觉性和良好的学习习惯。当然还可以减轻教师重复的教学和辅导,让教师有更多的时间与学生交流。

四、利用信息技术拓展学生思维,培养学生的创新意识

信息技术的丰富资源,能为数学教学提供并展示各种所需的资料,能创设、模拟各种与教学内容相适应的情境,为所有学生提供探索复杂问题、多角度理解数学思想的机会,开阔学生数学探索的视野。

如教学圆的周长和面积计算的知识后,设计了这样一道练习题,出示三条等长的线段,动画演示一条围成长方形、一条围成正方形、一条围成圆。如果长方形的长4米,宽2.28米,这三个图形的周长各是多少?哪一个图形的面积最大?哪一个图形的面积最小?学生面对这样新颖有趣的题目都为之精神振奋,开动脑筋,通过独立计算、小组讨论证明了周长相等的长方形、正方形和圆,圆的面积最大、长方形的面积最小。这样,沟通了几何知识与现实生活的联系,进一步明白了茶杯、水桶等物体的底面为什么做成圆的,也使学生们懂得了今后在实际生活中要用最少的材料做一个容量最大的物体必须用圆的知识去思考,培养了学生的实践能力与创新能力。

结束语

总之,信息技术在数学教学中越来越凸显其重要作用,它的发展给我们的数学教学注入了新的活力与源泉,它突破了时空的限制,让数学知识贴近生活、无限延伸,并成为课堂教学中的一道亮丽的风景。它为学生提供自主学习、自主探究和师生互动的平台。但信息技术也不可改变其工具性,应服务于教学。在数学课堂教学中使用信息技术要把握好“度”,不可滥用,过多地使用图像、声音,会影响学生的深入思维,如果使用信息技术不当,还会分散学生的注意力。新模式下的学习虽然存在很多优势,但是也需要逐步的过渡,传统模式虽然枯燥乏味,影响学生认知性差,但是在传统模式下培养的学生更加勤奋好学,认真刻苦。两种模式各有利弊,所以需要更有效的结合。[4]

参考文献

[1]唐利岩.巧借信息技术优化数学教学[J].教育科学:引文版, 2016(6):00220-00220.[2] 张淑丽.利用信息技术形象化解决数学问题[J].小学数学教育, 2016(5):29-30.[3]李保妹.巧用信息技术,优化数学练习课[J].小学教学参考,2014,(21):51.[4] 秦冬芬.小学信息技术与数学课程整合的策略研究[J].中小学电教(下半月),2015,(07):142.

第四篇:运用现代信息技术促进物理探究性学习

运用现代信息技术促进物理探究性学习

蒋卫山(武进遭桥初级中学,江苏武进213171)第20卷常州师专学报2002年第4期

近年来,随着我国基础教育改革的不断深人,探究教学受到了前所未有的重视。教育部颁布的《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》不仅将探究作为一种学习方式,而且将科学探究作为课程的内容标准。与此同时,《国家基础教育课程改革纲要(试行)》中明确指出:“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的互动方式的变革,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。”很显然,现代信息技术对中学物理教学改革具有重要意义,特别是对促进学生探究性学习具有重要作用。

一、理论思考

探究性学习指的是学生在科学学习中用以获取科学知识,领悟科学思想观念,了解科学家们研究自然界所用的方法和发展科学探究能力而进行的各种活动。探究性学习是学生自主学习的一种重要方式,它有利于学生获取科学知识,掌握科学技能,体验科学过程与方法,理解科学本质,形成科学态度、情感与价值,发展创新精神和实践能力。探究性学习过程一般可分成以下几个环节:问题~假设~事实(证据)一检验与评价~发表与交流。

探究性学习基本是以建构主义学习理论为指导的学习方式。该理论认为学习活动是学生通过一定的情境,借助教师与学生的帮助,通过协作和会话的方式,达到对知识的意义建构。在这个过程中,学生是认知活动的主体,教师是学生学习的帮助者、促进者、引导者,而“情境创设”、“协作会话”和“信息资源提供”是建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本属性和要素。

以计算机、网络为核心的信息技术为探究性学习的开展、为学生创新能力和信息能力的培养营造了最理想的教学环境。(1)多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥;(2)多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取和保持;(3)多媒体系统的超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理;(4)计算机网络特性有利于实现培养合作精神并促进高级认知能力发展的协作式学习;(5)超文本特性与网络特性的结合有利于实现培养创新精神和促进信息能力发展的探究性学习。

二、应用现代信息技术促进物理探究性学习的教学模式(一)必要条件

1.硬件。学校为探究性学习提供:①演播式多媒体教室(配有高配置电脑、液晶投影仪、录像机、高性能DVD机等);②交互式多媒体计算机房(配有服务器TOP200()交互教学系统);③千兆主干校园网;另外学校还需为探究性学习提供一间物理实验室及所需的仪器。

2.软件。构建新一代高中物理教学软件系统—主题知识库(或网站),即围绕学习主题把丰富的知识资源组织起来,它可由以下几部分组成:①高中物理教学素材积件库;②高中物理教学课件库;③高中物理教学资料库;④多媒体软件库(Flash, PowerPoint, FrontPage、几何图板、仿真物理实验室等)。

3.潜件。教师以自学为主,学习现代教育理论特别是构建主义理论,更新教学观念和思想,掌握教育科研方法,学习现代信息技术,掌握多媒体与网络教学和多媒体与网络教学软件开发方法。学生由物理和计算机教师共同进行培训,计算机教师负责培训学生电脑基本作、输人法、多媒体演示文稿的制作、网页的制作,物理教师负责培训学生几何画板、仿真物理实验室等软件的使用。(二)具体操作

1.运用信息技术,创设情景,启发学生提出问题

提出问题是探究性学习中的首要环节,对于诱发探究动机、引导学生进人主动探究状态具有重要作用。平时教师可利用信息技术,创设直观、生动、富有启发性的问题情境,唤起学生发现问题的欲望和解决问题的热情。如在《平抛运动》的教学中,教师先给学生播放作水平匀速飞行的飞机空投炸弹的录像片段,生动的画面、真实的场景使学生提出了许多问题;炸弹运动的轨迹是怎样的?炸弹在空中为什么排在一直线上? 2.运用信息技术,收集事实(证据)在提出问题基础上,学生根据已有的知识和经验作出假说和猜想,然后要制定出较详细的探究计划,计划中应明确所要收集的事实(证据)以及收集事实的方法。在收集事实的过程中,除了物理实验外,信息技术可以帮助学生更方便、快捷、高质量地完成某些探究任务。

学生可从主题知识库以及互联网中查找、评价、收集有关信息。例如,探究“噪声污染”、“太阳能的利用”等STS类课题时,学生可从网站上搜集物理学史、生活中的物理知识、最新的物理科学研究进展等资料;学生也可以通过网上调查来获得所要收集的事实,还可利用仿真物理实验软件进行模拟实验研究。3.运用信息技术,实施检验与评价

学生可运用信息技术相应软件对所收集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处理,运用已有科学的知识,采用近似、抽象化、模型化等方法得出符合证据的解释,并且收集更多证据支持解释,检查解释及探究过程、方法上是否存在问题,必要时提出改进措施。

4.运用信息技术,发表与交流

在检查和思考探究计划的严密性,收集证据的周密性,以及解释的科学性,并对结论的可靠性作出评价后,学生可应用信息技术进行发表与交流。学生可利用文字处理交流撰写论文或调查报告在网上发表,利用PowerPoint制作多媒体演示文稿,在课内外进行展示,与班级的其他同学共享,教师同时可引导学生学会自我评价与评价他人。还可利用网络技术的BBS和电子邮件开展合作学习,实现网上交流,与其他师生就感兴趣的探究问题做更深人、广泛的交流。

三、应用现代信息技术促进物理探究性学习的教学实践及效果

近两年,我们在高

一、高二年级的部分班级先后进行了现代信息技术环境下物理探究性学习的教学实践,我们发现信息技术全面引人物理探究性学习,使之成为学生学习、教师教学、师生互动的重要工具和手段,促进了物理教学过程的根本性变革。

(一)学生的学习方式由接受变为探究。学生有更大的空间和时间可以自主地选择适合自己的学习内容,并可通过上网查询、模拟实验、交流研讨等手段解决某些物理问题。信息技术成为学生自主探究学习的重要工具和手段。

(二)发展了学习的信息素养。通过探究性学习不仅发展了初步的科学探究能力;而且他们学会了信息技术,更为重要的是他们具有了应用信息技术的意识和能力,他们能用计算机制作值日表、课程表等来管理班级,甚至上网浏览、查阅信息、交流、讨论热点问题。

(三)师生的角色发生了转变。教师的教学方式由讲授变为辅助,变成促进学生探究性学习的组织者、协助者,学生成为信息加工的主体,是知识的主动探究者。教学形式从面对面的教师讲、学生听的单一教学方式变为建构主义理想中的个别学习和合作学习,使师生、生生都能平等交流、和谐共处。

(四)促进了学生认知结构形成与发展。作为学习的重要知识资源之一的主题知识网站,它反映了教师头脑里组织知识而形成的某种结构。这种具有结构性的网站、有自身的组织特征,即非线性结构,帮助学生围绕主题建立一个个相互关联的概念框架。优化了学生的认识结构,有利于学生掌握最基础、最具有发展性的知识,为终身学习打下基础。

四、教学实践的进一步思考

(一)选定适宜的探究性学习内容

运用现代信息技术进行物理探究性学习是一种让学生理解科学知识的重要学习方式,但不是唯一的学习形式,探究需要较多的时间和较大空间,不可能将所学的知识都用探究的方式来获得。选择适宜的学习内容是教学设计的首要工作,探究性学习内容首先必须是基于探究的、能自然地整合各种探究工具,其中包括利用信息技术;此外还应根据学生的心理特点,从学生熟悉的事物出发,设计学生喜爱的探究活动。(二)及时向学生提供使用信息技术的指导

既然信息技术是促进学生探究性学习的重要手段,学生对其掌握的水平就是决定探究性学习成败的重要因素之一。这种技术上的支持和指导是探究性学习过程中自然组成部分,教师应采取循序渐进的原则向全班引人某种新技术,既可采用信息技术讲授的办法,也可在学生需要的时候提供个别化的辅导。总之,要逐步培养学生成为更熟练的信息处理者、常用工具软件的使用者。(三)帮助学生明确探究任务和及时评价 使学生时刻感受到有形的探究任务带来的压力及来自实现某个具体目标的动力是保持探究性动机和兴趣的有效策略。首先,教师要帮助学生明确每一项探究活动的任务,让学生体验到探究的成就感;此外,可以将探究任务预先呈现在电子文档中,方便学生查阅;还可以实现及时的反馈与评价,让每个学生的探究成果都记录在电子档案上,可以随时、随地进行交流和补充。

第五篇:利用信息技术促进实验教学

运用现代信息技术提高实验教学水平

■ 中国人民大学信息学院 陈禹

在教育信息化中,利用现代信息技术大力提高实验教学的水平,是一个值得注意的方面。

在各类学校的教学活动中,实验教学和课堂教学、考试考核、图书资料、学籍管理等工作一样,是培养人才的一个重要的环节。它对于全面提高人才素质,对于现代社会所需要的全面发展的、既能动脑又能动手的新型人才的培养具有不可替代的作用。

在教育信息化的全局中,实验教学的改造和提高是体现现代信息技术作用的一个重要方面。因为现代信息技术在创造新型的学习和训练环境方面,具有特别突出的作用。与课堂教学、考试考核等环节相比,实验教学环节利用现代信息技术的效果和作用将会更为突出和显著。正是在这个环节上,现代信息技术使得一些原来做不到的事情变得可以实现,使得原来需要高昂费用的事情,可以用更低的代价完成,从而迅速而直接地体现出教育信息化的作用和效益。在这里,我们希望提请教育领域的同行们对于这个重要方面给予更多的关注。

实验教学是现代教育体系的重要环节

常言说得好,“听十遍不如动手做一遍”。国外教育专家的调查表明,一般来说,听一遍课能够掌握内容的30%,读一遍书可以掌握内容的50%,而动手做一遍则可以掌握有关内容的80%。这都表明,动手实践是掌握知识、培养能力的一条非常重要的途径。在学校教育的阶段,由于种种客观条件的限制,学生的学习主要是在校内进行的,社会实践和调查体验终究是局部的、短期的,不可能成为主要的学习方式。在这种情况下,在学校里面建立的、模拟的实践环境——实验室就成为学生动手训练的主要场所。这就是我们所说的实验教学。

重视实验历来是科学精神的基本内容之一。近代科学的开山鼻祖——弗朗西斯.培根就非常重视实验,把它作为科学研究的基本方法加以强调。根据史料记载,他还身体力行,亲自动手做实验、观察自然现象、记录实验数据。在这种思想的引导下,伽里略用一系列开创性的实验揭开了近代科学的序幕,至今为人们所称道。这种理念体现到教育中,就是利用各种类型的实验引导学生学习知识和掌握技能,就是把实验教学作为教学的基本环节之一。正因为这样,许多专业,特别是理工科专业,已经把实验室作为学科建设的基地。物理系、化学系的学生都不会忘记实验室中的日日夜夜,工科的学生更会终身铭记着趴在绘图板上的时光。所以,实验教学在近代教育中,已经占有重要的地位,这是众所周知的事情。

然而,一直到现代信息技术产生之前,由于技术的限制,实验教学基本上是自然科学和技术学科的事情。理由很简单,社会现象太复杂,无法在实验室里加以模拟。在没有现代信息技术之前,确实是如此。然而,现代信息技术的迅速发展已经改变了这种状况。从管理到经济、社会、环境以至心理学,许多方面的现象和复杂系统,已经可以在不同程度上,在实验室条件下重建或模拟,有关的软件或系统已经出现,并且在实际的研究工作和教学工作中得到应用。同时,由于计算机模拟的越来越方便和越来越便宜,即使是技术领域的一些重大实验,如化工厂的流程、核武器的爆炸等,也已经可以用便宜得多的代价和少得多的时间在计算机中重现。这就使得在信息时代的教育中,实验教学可以发挥更大的作用,有了更加广阔的发展余地。这就是我们所强调的,在教育信息化的进程中,应当把实验教学放在重要位置的原因和背景。

现代信息技术对于实验教学的推动作用

由于上述的背景和情况,实验室和实验教学在教育信息化的进程中处于一个投入产出比高、效益显著、影响深远的特殊位置。具体地说,现代信息技术和注重实验的科学理念相结合,给教育领域带来了如下四个方面的新景象。

第一,实验室和实验教学的概念已经从自然科学和技术领域扩展到了经济与其他社会科学的学科。从上世纪50年代开始,国外就出现了最早的“经济科学实验室”(例如美国Arizona大学的经济科学实验室),用现代信息技术对于经济管理中的复杂课题进行模拟和实验,对于市场行为、拍卖过程等经济领域的基础课题,从新的角度进行了研究和考察。经过几十年的探索,2002年,这一方向的首创者之一,Arizona大学经济科学实验室的创建者,Vernon Smith教授获得了诺贝尔经济学奖。这表明实验方法在经济科学领域已经被接受和认可。

我国自从中国人民大学在1994年建立国内第一个经济科学实验室以来,高校中的面向经济和其他社会科学的实验室已经发展到了近百个。实验教学与社会科学不搭界的局面已经在改变之中。这一变革将对于我国教育的发展,特别是社会科学学科的现代化产生深远的、积极的影响。再如,我国的法学教育领域也已经开始设立模拟法庭,作为培养法律人才的一个实践环节。至于电子商务、电子政务、会计实务、进出口贸易实务等实验环境,也已经相当普遍。再广泛一点,对于社会科学来说至关重要的文献资料的查询,现在也和计算机结合在一起,形成了数字图书馆和世界范围的查询网络的新格局。以计算机和网络为技术基础的图书馆,在某种意义也已经成为广义的实践基地,和实验室融合在一起。

第二,实验教学的地位和作用已经从主要为培养技能服务扩展到了对于研究和思想方法的培养。有一种看法认为: 实验教学只是培养人的动手能力,因而只适用于低层次的、操作人员级的教育。然而事实证明,今天的情况已经不再是这样的了。美国学者G.Klir把计算机称为“系统科学的实验室”,强调它对于培养人的思维能力的作用。著名的Santa Fe研究所把计算机作为主要的研究工具,并且利用暑假时间对中学师生进行建立模型的方法的普及,它所讲授的软件Starlogo是麻省理工学院开发的基于主体的建模平台。大家都知道,著名的物理学家丁肇中对于实验非常重视,认为物理学的发展和创新离不开实验,对于他的学生在这方面要求十分严格。这些都表明,建立在现代信息技术基础上的实验室不只是培养动手能力的场所,同时也是培养思维能力的场所,认为实验教学只是低层次教育的事情是不对的。(当然,以培养动手能力为主的实验室也很多,也需要发展,如培训驾驶员的系统、培训大型设备操作工人的系统等;实验教学在这方面作用也是非常重要的。我们这里只是强调它在所有层次上的普遍作用。)

第三,现代息技术的应用,使实验教学的成本大大降低,许多以前不可能做的实验今天已经有实施的可能。由于现代信息技术的飞速发展和普及,一些以前限于条件无法进行的实验变得可以实现了。通过建立计算机里的虚拟世界,诸如核爆炸、生物进化、环境保护、疾病传播、社会**等不可能真做的实验能够在实验室反复进行。这些事件的真实进行也许需要成千上万年的时间,也许会造成巨大的损失或付出高昂的代价。然而,通过建立在现代信息技术基础之上、在新型实验室里实现的虚拟世界,这些就成为普通学校都可以实施的事情了。考虑到我国教育规模迅速发展中所面临的许多困难,这一方面无疑提供了非常值得注意的应用可能性。

第四,建立在现代信息技术基础上的实验教学已经成为开发教育资源、提高教育资源利用效率、支持后进地区的有力工具。现代信息技术的一大特点是为资源的共享开辟了广阔的天地。在我国教育规模迅速扩大的情况下,教育资源的短缺是一个突出的问题。新型的实验室恰恰为解决这个问题提供了有利条件。无论是文科需要的海量资料,还是理工科需要的高速运算能力,当它们被组织到互相连接的、共享的实验平台或数字图书馆网络中的时候,这些资源的利用效率就可以成百倍地提高。特别是对于教育资源严重缺乏的西部地区和新办学校,利用不断降低价格的信息技术设备来弥补难以解决的教育资源短缺,应当是一种投入少、效益大、收效快的捷径。

总之,我们认为,实验教学是在教育信息化进程中值得大力投入、努力改进的一个重要环节。抓紧抓好这方面的开发和普及工作,将有利于尽快地体现出信息化的效益,解决西部地区和后进学校的教育资源短缺的问题,而且从长远来看,也是对于进一步深入的学科改造的有力推动。

大力开发和建设各种类型的实验环境

那么,如何推进实验环节的教育信息化呢?我们认为,当前需要从以下三个方面去入手。

第一,把新型的实验室建设作为教育信息化的一项任务。实验室是实验教学的基地。教育信息化在学校里也要有基地。目前在各级各类学校里,教育信息化的投入往往集中在三个方面:校园网络中心,数字图书馆或者是在课件的制作上。这三方面的工作无疑都是非常重要的。前者是建立信息化校园的必要的基础设施,后两者则从不同的方面提供教育信息资源。然而,在一些单位这几件事情是分割开的,缺乏有机的联系。比如,一些课件的制作脱离不开传统的教学内容,成为“课本搬家”;一些校园网的建设偏重于硬件,而与学科建设脱离甚远;而图书馆则往往限于现有资料的简单查询。针对这样的情况,如果我们能够紧紧围绕学科建设这个教育信息化的核心,以实验教学为突破点,在校园网和数字图书馆的基础上(前者提供网络通道,后者提供基础资料),建立起面对特定学科的新型的实验室,把用来“听一遍”、“读一遍”的课件提升到“动手做一遍”的教学模拟环境,那么我们的工作就能够向前迈进一大步,使得有关的学科在信息化的条件下真正升级,从内容到形式跟上时代的步伐,从而符合既能动脑又能动手的新型人才培养的需要。应当说,到目前为止,许多地方对于实验室建设的理解和认识还停留在几十年前的旧思路之中,还没有从信息化建设的基地的高度去看待这件事。如果我们能够有针对性地集中投入,在较短的时间内建立起一批这样的新型实验室,并且通过网络使它们的资源(模拟系统、课件、资源库)能够为各校共享,那么,信息化的效益就能够迅速地、充分地显示出来。

第二,研制和开发一批重点课程的教学模拟环境。要建成这样的一批实验室,在目前校园网络已经普遍建立的情况下,当务之急是研制和开发重点课程的教学模拟环境。我们所说的教学模拟环境,是指能够让学生动手做实验的软件系统。它们不同于只用于课堂教学的课件。这里所说的实验既包括实际操作层次的,也包括理论研究层次的。以经济管理类的专业为例,学生们既需要在实验室学习和体验会计实务等操作过程,也需要在实验室建立和运行经济模型。这样的软件平台将是一种专门的、把专业理论和信息技术有机地结合在一起的、集中了各种信息技术手段的、人机交互的应用软件。需要说明的一点是,相应的产业所用的实际系统是不能直接作为教学模拟环境的。因为教学要求的知识和能力更加一般,不应当局限于特定的厂家和软件产品上。而且,教学还有教学自身的规律。可以预见,这类软件的开发将成为一个专门的产业。有远见的IT厂家,应当关注这个领域。

第三,培养和形成一支新型的实验教学的骨干教师队伍。教改的关键是教师,实验室建设的关键当然也在于实施的骨干队伍。我们之所以强调建立实验室这样一个基地,也正是希望通过这样一个基地,集中一批人员,形成一支队伍。目前,从事这方面工作的积极分子分散在各个学科之中。大家总感到力量分散、势单力薄,在实际工作中常常遇到在信息交流、资金投入、成果认定等种种方面的制约,而贻误了事业的发展。如果在学校里有这样一个基地,从领导上给予关注和支持,事情就能够进展得更快一点、更好一点。应当看到,十几年来,在教育领域已经逐步涌现出一大批热心于教育信息化的积极分子,现在需要的是从各个方面创造条件把这样一支队伍组织起来,进一步提高,为教育信息化的深入创造更有利的环境。

我们相信,在整个社会和经济的信息化的新高潮的大环境推动下,教育的信息化也必将走向更加务实、更加深入的新的阶段。我们希望,在现代信息技术的基础上的新型实验室的建设,将在体现教育信息化的效益方面发挥积极的作用。

实验经济学与经济管理实验室专业委员会主任陈禹教授、专委会委员方美琪教授

实验经济学与经济管理实验专业委员会于2007年1月6日成立,是由从事经济学管理学科研、教学的人员与从事经济学管理学的实际工作者组成的全国高等院校实验实践教育技术领域的群众性、学术性的社会团体,隶属于中国信息经济学会,受学会和教育部相关部门的直接领导和管理。

陈禹

男,1944年生,工学硕士,教授,博士生导师,经济科学实验室主任,曾任信息学院院长,信息系主任。电话: 62511183 教材与专著编写:目前在写的有《CAS理论及其应用》《信息经济学教程》等。

国外有关领域的经典著作翻译:目前在进行的有《社会网络分析》、《实验经济学经典论文集》等五本。

参加学术交流:近一年内有国际、国内学术交流会议三个。主要研究方向:计算机应用,信息管理,系统科学等;

对学生的培养要求参加研究项目:包括设计模型,编制软件,研究理论,在此基础上撰写论文。近期主持和参与的科研项目:

资源运营的模式与支持技术研究(国务院发展研究中心项目)国家电子商务白皮书的编写(商务部项目)

教学数字化环境研究(教育部项目)

代表著作译著:

《信息系统的分析与设计》,1986出版(电子工业出版社),2005最新版(高等教育出版社)。

《软件开发工具》2002新版,经济科学出版社。《信息时代的应知应会》2001,高等教育出版社。

《关于系统的对话》1988,中国人民大学出版社。《系统科学概论》2005,中国人民大学出版社。

《信息系统与信息管理概论》2005,中国人民大学出版社。主要工作经历:

1981年开始从事本专业的教学与科研工作,现为中国人民大学信息学 院教授、博士生导师;

社会兼职:

中国信息经济学会理事长,国际信息系统学会中国分会副理事长

研究成果与获奖情况:

1987年,获教育部教学成果二等奖

企业信息化是引爆经济社会信息化的燃点 CIO需要博弈

陈禹,中国人民大学信息学院教授、博士生导师,经济信息管理系主任兼任经济科学实验室主任。从1978年开始研究信息技术在经济管理领域的运用。1981年,从事具体项目开发和教学研究,完成了大量科研与教学任务。1988年至2003年,先后担任国际信息处理联合会(IFIP)信息系统专业委员会(TC8和WG8.1)委员,兼任国家电子政务标准化总体组成员、中国信息经济学会理事长等。

以信息化带动实验教学

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