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自主探究——數(shù)字化學習教學模式的探討
肖麗娟 吉安市第一中學
摘要：隨著化學教學改革的深入，現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，如何發(fā)揮現(xiàn)代教育技術的功效，使之更有效地為教學服務，促進學習方式的轉變，是我們當前的一個重要課題。本文從數(shù)字化環(huán)境對自主探究學習的支持談起，探討自主探究 數(shù)字化學習的有效模式，充分發(fā)揮數(shù)字化環(huán)境的優(yōu)點和特性，進一步提高學生的自主探究能力，旨在為改革化學教學，轉變學習方式，探索新的化學教學模式起到拋磚引玉的作用。
關鍵詞：自主探究建構主義數(shù)字化學習化學教學模式
一、問題的提出與功能目標
新世紀呼喚新的教育理念和新的教育行為。為了迎接知識經(jīng)濟時代的挑戰(zhàn)，基礎教育的改革已經(jīng)從考試改革、課題改革、教材改革發(fā)展到學習方式的變革，為此新的化學課程標準將“科學探究作為中學化學課程改革的突破口”。倡導“以探究性學習”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼承性學習。探究性學習是以建構主義學習理論為指導的一種學習方式，該理論認為每個學生的學習都是在一定的情境即社會文化背景下，借助教師和同學的幫助，利用必要的學習資料，通過人際間的協(xié)作活動，依據(jù)已有的知識和經(jīng)驗主動地加以意義建構。經(jīng)歷探究過程以獲得理智和情感體驗、建構知識、掌握解決問題的方法，是探究學習要達到的三個目標。
隨著現(xiàn)代教育信息技術的發(fā)展，校園網(wǎng)的建立和完善，在數(shù)字環(huán)境下進行化學教學已成為可能，為了進一步提高學生自主探究的學習能力，利用網(wǎng)絡資源開展課堂教學是必然趨勢。由于數(shù)字環(huán)境的信息多樣性、資源共享性、活動交互性、動態(tài)開放性、超文本的結構性，較強的可移植性等優(yōu)勢，將為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和學習工具，更有效地改善學習，達到探究學習的三個目標�；诖�，我課題組構建了化學教學中“自主探究 數(shù)字化學習”教學模式，力圖通過該模式的探討使探究學習成為更有意義更有效的學習。
二、自主探究 數(shù)字化學習的內涵
1、理論基礎
近年來，隨著課程改革的深入，探究學習受到國內外教育界的青睞，對它的研究很多。鐘啟泉等認為，探究學習是從學科領域或現(xiàn)實社會生活中選擇和確定研究主題，創(chuàng)設一種類似于科學研究的情境，通過學生自主、獨立地發(fā)現(xiàn)問題，以及實驗、操作、調查、搜集與處理信息、表達與交流等探索活動，獲得知識、技能、情感與態(tài)度的發(fā)展，特別是獲得探索精神和創(chuàng)新能力的發(fā)展。探究學習強調學生親自參與探究，所以學生不但可以體驗到過程，并且其探究能力、合作能力將得到加強，同時，由于充分發(fā)揮了主體性，學生的參與意識和學習興趣將得到提高。
化學探究學習主要有以下一些共同點：選取與學生日常生活密切相關的科學內容作為探究活動的載體；活動形式以學生親身參與探究過程為主；從活動的過程來看，學生一般要經(jīng)歷提出問題、猜想與假設、收集資料、驗證假設、解釋與結論、表達與交流、反思與結論等探究要素或部分探究要素。
建構主義理論認為：知識是學習者在一定的情境下，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義構建的方式而獲得。真正的理解可能是由學習者基于自己的經(jīng)驗背景而建構起來的，取決于特定情境下的學習活動過程。因此，建構主義學習理論認為“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義構建”是理想的學習環(huán)境中的四大要素。四大要素從實質上來說都是以培養(yǎng)學生自主學習為出發(fā)點，把接受型的學生轉化為求知型的“探索者”。顯然建構主義理論與探究學習理論是相一致的。探究性學習是一種以建構主義學習理論為指導的學習方式。
數(shù)字化學習就是利用現(xiàn)代化信息技術手段，通過信息技術與學科課程的有效整合來實現(xiàn)一種理想的學習環(huán)境和全新的、能充分體現(xiàn)學生主體的學習方式，從而培養(yǎng)出大批具有創(chuàng)新素養(yǎng)、創(chuàng)新能力的人才。不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化學習不僅是改變傳統(tǒng)教學結構，實施創(chuàng)新人才培養(yǎng)，而且是符合化學新課程標準要求的。在建構主義學習理論指導下的自主探究 數(shù)字化學習模式強調問題情境的創(chuàng)設，強調在教學過程中的師生交流、生生交流，強調利用網(wǎng)絡資源為學生自主探究學習提供豐富的資源環(huán)境和廣闊的空間。
2、支持環(huán)境
（1）硬件環(huán)境
�、傩@網(wǎng)絡系統(tǒng)；
�、谡n堂學習環(huán)境：多媒體演示型教學系統(tǒng)、多媒體網(wǎng)絡教學系統(tǒng)、Web教室（多媒體網(wǎng)絡教室＋因特網(wǎng)）
③課外學習環(huán)境：電子閱覽室、多媒體工作室、CAI課件開發(fā)室
�、艿貐^(qū)性學習支持系統(tǒng)（地區(qū)教育信息系統(tǒng)）
⑤現(xiàn)代遠程教育系統(tǒng)
�。�2）軟件環(huán)境
數(shù)字化學習資源
①數(shù)字音像教材（CD/VCD/DVD）
�、诙嗝襟w教學軟件（CD－ROM）
�、劬W(wǎng)上資源、探索、整理；利用已有資源（下載）
課件制作軟件
軟件名稱 性質 使用文件格式
FrontPage2000 主頁制作 Html
PhotoShop6.0 圖形處理 png/bmp/gif/jepg
Flsh6 動畫制作 fla/swf/htm/gif/jepg
ACD 圖形瀏覽 png/bmp/gif/jepg
Netant 資源下載 所有網(wǎng)上文件
Word2000 文字處理 Doc
RealOne 視頻轉換 Rm
三、自主探究 數(shù)字化學習教學模式
圖1自主探究數(shù)字化學習教學模式的一般流程圖
1、模式的一般流程，如圖1所示
2、模式的初步闡述
數(shù)字化學習是化學教學的一種重要手段，但不適合所有內容，究竟有哪些內容可用或者應該用數(shù)字化教學來操作，教師要做深入細致的調查研究，確定出符合學生年齡特點與認知結構的課題。
在一個確定的主題下，要充分發(fā)揮數(shù)字化學習的功能，通過分組活動，通過網(wǎng)絡資源，通過師與生、生與生的交流協(xié)作，形成初步的知識體系，培養(yǎng)初步的科學素養(yǎng)，并進一步通過質疑、探索，使學生的認知結構日臻完善，達到具有“四基”（基礎知識、基本技能、基本方法、基本思想和價值觀）效能的意義建構。
3、模式常用的數(shù)字化資源
網(wǎng)站名稱 英文域名
k12教育資源網(wǎng) http://www.k12.com.cn
中國基礎教育網(wǎng) http://www.cbe21.com/subject/chemistry/index.php
人教網(wǎng)－中學化學 http://www.pep.com.cn/huaxue
晶體之星－晶體結構網(wǎng) http://www.crystalstar.org/
教案中心 http://www.ep-china.net/ja
中學化學課件網(wǎng) http://chemcai.myrice.com/
中學園丁網(wǎng) http://www.teacher.edu.cn
化學樂園 http://go7.163.com/~zjhugd/
化學試題集 http://hxstj.126.com/
洪恩在線 http://www.hongen.com/
…… ……
四、自主探究 數(shù)字化學習教學模式實踐
自主探究數(shù)字化學習教學模式是為了使學生更有效地學習，在進行化學教學改革的實踐中，我課題組通過不斷的嘗試，探索出以下有效的自主探究 數(shù)字化學習教學模式。
1、學生自主學習與教師演示相結合的數(shù)字化學習課
此類型學習課的教學環(huán)境既能充分體現(xiàn)教師的主導作用，又給學生一定使用信息技術的機會，但要打破45min的束縛。老師提出學習目標（包括必須的網(wǎng)絡知識學習）及相應的學習方式（個別學習或小組學習）；學生依據(jù)教師的導入問題，相對自主地決定學習方式（登錄注冊，進入網(wǎng)頁或上網(wǎng)查詢），嘗試性地解決教師提出的問題；利用BBS，NETMEETING等手段，展開生生討論、師生討論；教師對學習過程進行講評，對共性認識予以總結，對個別問題給予關注。例如：在《環(huán)境保護》這節(jié)課的教學中，教師將網(wǎng)絡作為學生獲取資源、自主探究和意義建構的工具，采用“主導－主體”的設計模式。教學程序如下：
環(huán)節(jié) 教師行為 學生行為
創(chuàng)設情境 1、在校園網(wǎng)上建立內容豐富的“環(huán)保知識庫”
2、引導學生查詢互聯(lián)網(wǎng)上相應的環(huán)保網(wǎng)站或進入校園網(wǎng)，瀏覽“環(huán)保知識庫”（中國環(huán)保網(wǎng)http://www.ep.net.cn) 上網(wǎng)游覽相應網(wǎng)站，進入學習情境
確定問題 幫助學生確立自主探究的子課題 1、分成4個學習小組
2、圍繞課題，以小組為單位選擇確定當前最想探究的問題作為子課題
自主探究 作為學生的指導者、幫助者、咨詢者和學習伙伴，在學生上網(wǎng)自主探究的過程中，給予必要的指導、幫助 1、收集與子課題相關的信息，下載或打印出來
2、處理信息，將收到的信息進行歸納、整理，建構知識框架，將知識內化
交流協(xié)作 1、作為其中一員參與交流，除對交流起組織作用外，還對交流作點評、導拔以保證交流的正確性和有效性
2、在交流過程中，教師進一步提出問題讓學生討論
3、將有代表性的學生的網(wǎng)頁，在學生發(fā)言時進行切換，供全體學生交流 1、各小組展開討論、交流形成分享式、合作式學習方式，并學會應用網(wǎng)絡知識解決實際問題，將知識外顯化。
2、在討論交流中，每個學生的觀點在和其他學生以及教師一起建立的環(huán)境中受到考察、評論，同時每個學生也對別人的觀點、看法進行思考并做出反映。
自我評價 設計網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上測試題，將學生對知識、技能的自我評價，歸納總結成板書（屏顯），幫助學生理清知識體系 上網(wǎng)練習，提交答案，對知識的掌握、技能的提高進行自我評價
《環(huán)境保護》一節(jié)的信息化教學設計，是以學生為中心，以學生發(fā)展為出發(fā)點，緊緊圍繞學習環(huán)境中的四大要素：情景、協(xié)作、會話和意義建構，著力培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)和自主探究學習的能力，該模式可歸納為“提出問題－情境創(chuàng)設－小組協(xié)商－教師指導－師生討論－評價－練習－總結”八個環(huán)節(jié)。該模式來源于建構主義的支架式教學方法，強調了“學生為主體、教師為主導”的特點以及建構主義“四要素”的作用，重視情境的創(chuàng)設，學生學習積極性高，教學效果明顯。同時，這種模式吸收了班級授課制的優(yōu)點，有利于培養(yǎng)學生的集體主義精神。
2、學生自主探究學習的數(shù)字化學習課
此類型的課按照學習內容又可分為局域網(wǎng)或網(wǎng)絡教室學習。通過局域網(wǎng)的開放式網(wǎng)絡環(huán)境教學，學生可以在互聯(lián)網(wǎng)上尋找學習資源。一般是圍繞課題，課下尋找資料，完成課題，課上匯報的形式進行。例如我們在專題網(wǎng)和教師個人主頁上，公布研究的課題“城市垃圾”、“飲水與健康”“室內裝修對空氣污染”等，學生通過申請可以把自己提出的研究課題發(fā)布在網(wǎng)上，作為共同研究的項目。全年級不同班級的學生興致勃勃地參加了，圍繞選題，或個人或結合成研究小組，通過網(wǎng)絡等各種資源，查找有關資料。在教師指導下，整理成自己的研究成果，寫成小論文在網(wǎng)上發(fā)布。而網(wǎng)絡教室的網(wǎng)絡環(huán)境教學，是教師提供規(guī)定的學習資源。大體可分為四種類型：對網(wǎng)絡知識的鞏固應用；通過專題學習網(wǎng)站對課程知識的加深；通過應用網(wǎng)站等課程知識進行拓寬；利用EMAIL等方式與教師、同學或其他網(wǎng)上學習者展開討論。老師要做的主要是給學生提供必要的網(wǎng)站、網(wǎng)址、自己的EMAIL地址，并對學生加強網(wǎng)絡文明、網(wǎng)絡安全及學習目的教育，實施這種形式的教學，要求學生有一定的信息技術應用能力和自學能力，該模式可歸納為“提出問題－網(wǎng)絡資源情境創(chuàng)設－學生自主探究學習－師生通過網(wǎng)絡探討－師生評價－總結－練習強化”七個環(huán)節(jié)。這種模式充分體現(xiàn)了建構主義學習理論的精神，是目前較流行的一種遠程教學模式。
這兩種教學模式在教學過程中與傳統(tǒng)教育手段結合使用，根據(jù)不同的教學內容和要求，采用不同的模式，這樣使化學探究式教學模式豐富多彩，各盡所能，學生在各種探究過程中學會的不單是縱向、橫向認識物質的方法，更重要的是獲得多層次直接的心智體驗、經(jīng)驗和各種能力的挖掘和鍛煉。
五、自主探究 數(shù)字化學習的反思
1、激發(fā)學習興趣，增加教學容量，培養(yǎng)學生探究能力、合作能力
利用數(shù)字環(huán)境組織化學教學，內容具有時代性，手法多樣性，學生能夠在良好狀態(tài)下自主、積極地學習，很大提高學習興趣。采用超鏈接形式，控制性好，交互性強，符合人類聯(lián)想記憶方式。學生可以通過鼠標點擊，自由地在不同知識點之間進行轉換，在較短時間內接受大量信息，拓寬知識面。在此基礎上，針對教師所提出的問題進行思考交流協(xié)作，大大提高了思維深度、探究能力、合作能力。
2、要處理好幾個關系
�。�1）要處理好傳統(tǒng)教學方法和師生互動教學關系
傳統(tǒng)的教育手段必然與傳統(tǒng)的教學方法相配套。以教師講述、演示為主的傳統(tǒng)教學方法，是以教師為中心，學生被動接受為特征。而新的課堂教學則是以學生為主體，教師為主導，更突出表現(xiàn)為師生互動。學生的積極參與不僅活躍了課堂氣氛，更重要的是能加強對分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。
（2）要處理好傳統(tǒng)教學手段和現(xiàn)代教育技術的關系
數(shù)字環(huán)境為中學化學教學提供了新環(huán)境，但并不是所有化學課都適合，要有選擇的加以利用，只有這樣才能真正發(fā)揮網(wǎng)絡的作用。在將現(xiàn)代教育技術應用于課堂教學時，有些教師完全拋棄了黑板和粉筆，教師的講述也被大段的文字課件所代替，減少了師生互動，課堂上沒有了生動活潑的氣氛。因此用現(xiàn)代教育技術完全取代傳統(tǒng)的教育手段并不是可取的好辦法，而應根據(jù)教學內容的實際將兩者有機地結合起來。有兩種模式可以參考：①以傳統(tǒng)教學模式為主線，以恰當?shù)恼n件及媒體為輔助②以現(xiàn)代教育技術為主線，以傳統(tǒng)教育手段為輔助。只有將現(xiàn)代教育技術與傳統(tǒng)教育手段配合使用，才能充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，取長補短，相得益彰。
（3）要處理好化學實驗操作和信息技術的本末關系
化學實驗操作真實具體可以訓練學生的各種品質和技能。用多媒體模擬實驗，順利簡便，可避免化學藥品可能造成的傷害或危害，但學生往往缺少失敗經(jīng)歷和感受，缺少克服困難而取得的成功體驗，不利于鍛煉和提高學生的心理素質。因此模擬實驗是輔助教學，仍是從屬地位，不能完全代替化學實驗操作。
數(shù)字化學習的效果隨著信息技術與學科教學整合的方法模式的日漸完善而日漸顯著。信息技術的發(fā)展將給化學教育帶來新的發(fā)展契機，對于教師來說，要大膽實踐，不斷探索，不斷修正，創(chuàng)出化學教學的新天地。
參考文獻：
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4、鐘啟泉等，基礎教育課程改革綱要（試行）解讀，上海，華東師大出版社，2001，247
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