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关键词:学习进阶理论;SOLO分类理论;中和反应;初高中教学衔接;认知模型
文章编号:1005C6629(2016)11C0024C06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1 基于SOLO分类理论研究化学核心概念的学习进阶与教学衔接
1.1 基于学习进阶理论探讨化学核心概念的跨学段教学衔接
近年来,在国内外科学教育领域中,学习进阶理论已成为研究学生认知发展的热点领域之一。学习进阶理论[1]描述学生在不同学段学习同一核心概念时所遵循的连贯、典型的学习路径。学科知识、技能和方法的学习是分阶段和有明确路径的,教师更应高度关注学生学习过程的方向、路径和各阶段水平要求。对学习进阶的规划是对学生在不同学段对概念的理解水平、迷思概念、进阶目标及测评要求的描述,目前相关研究集中在学习、课程和评价领域[2],如Corcoran提出学习进阶应具有5个构成要素:进阶终点、进阶维度、多个相互关联的成就水平、各水平预期表现、特定的评测工具[3]。学习进阶理论可用于指导学科核心概念的跨学段教学衔接研究,对研制分阶段、划层级、系统性的学业质量标准体系有重要指导意义。
围绕学科核心概念的跨学段学习进阶来组织教学内容是当前科学教育的研究焦点。从2009年欧亚拉美七国学者联合编著的《科学教育的原则和大概念》出版[4],到美国以学习进阶形式将核心概念写入国家课程文件《新一代科学教育标准》,再到近期我国教育部组织260多位专家修订普通高中课标,以学习进阶形式统整教学要求与学业标准,都体现了对学科核心概念的学习进阶及其跨学段教学衔接的关注。
化学核心概念的形成不是一蹴而就的,而是学生通过不同学段的主题学习而不断丰富与发展的,具有阶段性、层次性和渐进性等特点。国内外不同研究者对于化学核心概念学习进阶的设计有不同的理解与研究方法:(1)美国Stevens基于实证测查和标准文件描述中学生在物质结构与性质概念上的学习进阶假设,并通过实证研究进行修正完善;(2)林建芬按照初中、必修、选修和高三4个不同学段,通过分析考纲、课标、教材并结合教学实践,根据学生思维层级和认知发展,梳理了同分异构体、元素周期律、离子反应、化学用语等核心概念[5~9]的认知方式与角度、知识水平,划分相应的学习进阶路径,提出各学段的学习目标、进阶路径与教学建议;(3)周玉芝[10]提取化学电源核心概念及相应学段的目标,进而划分电化学的学习进阶;(4)庄晓文[11]选取电离、离子反应和勒夏特列原理作为电解质溶液领域的核心概念,从不同学段的概念理解水平分解、迷思概念、进阶目标进行分析,以学习进阶为统领设计教学过程;(5)谌秀云[12]、苗兰[13]、雷才[14]、童文昭[15]则以“低-中-高阶水平学习进阶模型”分别呈现化学反应、反应热、化学平衡、物质结构等化学核心概念与基本反应原理的学习进阶路径,提出跨学段教学衔接的建议。
综上,学习进阶理论揭示了学生对化学核心概念的理解、对某种技能的掌握随时间推移连贯且逐渐深入的典型发展路径,可用于指导化学核心概念的初高中跨学段教学衔接研究。
1.2 应用SOLO分类理论划分化学核心概念在跨学段衔接中的学习进阶
为了指导教师充分认识学生的学习周期和阶段要求、评价学生的学业质量水平,彼格斯[16]在皮亚杰认知发展阶段论的基础上提出SOLO分类理论(“可观察的学习成果结构”,见图1),根据学生回答某一学科具体问题时的内部结构复杂性,将学生学习结果和思维结构分类为前结构、单点结构、多点结构、关联结构和拓展抽象结构5种层次。前结构和单点结构水平属于低阶思维,多点和关联结构则为中阶水平,拓展抽象结构水平则属于高阶认知,SOLO分类理论对思维结构的5个层级划分与学习进阶理论相融合、相映衬。SOLO分类理论根据学生思维方式的性质和抽象程度,将个体认知方式依次分为感觉运动方式、形象方式、具体符号方式、形式方式、后形式方式5种方式,分别产生隐性知识、直觉知识、陈述性知识、理论知识、层次更高更抽象的理论知识这5类知识。学生认知发展方式和思维结构层次共同组成一个螺旋式上升的认知发展阶段体系:学生总体的认知发展具有阶段性,学生对核心概念的认知发展也具有阶段性。教师既要重视学生在不同学段的学习结果的数量(即掌握的知识点的多少),更要重视学生在不同阶段的学习结果的质量(即掌握知识点的相互关系)。
学习进阶理论将化学核心概念的跨学段学习进阶划分为低阶、中阶和高阶水平及相应等级的学业质量标准,其界定过程要考虑学生化学认知方式发展,即对研究对象,认识角度、方式、思路的层级提升和进阶路径(见图2);其中认识思路指个体对物质和化学反应或相关现象或事实认识的有序性和思路性,认识深度指对于同一认识角度存在个体间水平差异或个体阶段差异。学生可通过语言、文字、图表、符号等各种形式表征化学核心概念。认知角度与思路的层级发展包括:宏观微观、定性定量、静止孤立动态作用、文字描述符号图像表征,可结合SOLO分类理论划分化学核心概念跨学段学习中认知方式的学习进阶(见图2)。
2 基于跨学段学习的进阶路径建构“中和反应”概念认知模型
中和反应是化学核心概念之一,因其重要性列入中学化学学科100个关键词[17],对学生化学认知方式发展、化学概念的多重表征学习、化学核心素养的培育都起到重要作用。台湾学者邱美虹[18]选取了溶液酸碱性、中和反应、弱酸和弱碱的稀溶液这3个主题研究初三学生关于酸和碱的认识方式与前概念,描述学生对核心概念的理解、推理或者解释的动态过程(见表1),并对高中相应主题的教学提出建议。综上,本研究将中和反应作为化学核心概念进行初高中教学衔接研究,采用文献研究、文本分析、实践研究法等,主要任务是基于学习进阶理论划分中和反应的认知层级水平与学习进阶路径,进而建立中和反应认知模型,基于SOLO分类理论对化学核心概念初高中跨学段教学提出分阶段的教学建议与学业质量标准。
2.1 学生中和反应概念跨学段学习的进阶路径
基于学习进阶理论,结合SOLO分类理论对学生思维结构水平的分类评价,通过课标、考纲、教材和教学实践研究,划分中和反应核心概念的跨学段学习进阶路径和阶段层次水平。
(1)水平1(前结构水平):学生在小学科学学习中初步认识酸和碱,在个人生活经历(如吃苦涩皮蛋等碱性物质时可蘸食醋)形成了中和反应的前科学概念,思维处于前结构水平。
(2)水平2(单点结构水平):初三学生学习中和反应时,要联系酸、碱的组成及溶液酸碱性检验,并从酸碱盐的物质分类认识中和反应的特点,较少涉及微观分析,思维处于宏观层面的单点结构水平,为后续学习溶液酸碱度与pH、复分解反应、盐的性质与用途等奠定基础。
(3)水平3(多点结构水平):必修1模块从电解质角度认识酸碱盐在水中的电离,从离子反应角度分析中和反应的微观过程与变化规律,从微观层面分析酸碱盐电解质溶液导电现象及酸碱中和反应的宏观现象。必修2模块从化学键的微观角度分析酸碱盐的组成及在溶剂水中的溶解、电离与中和反应过程,并通过完成定性实验活动认识中和反应过程伴随热量变化,中和热概念仅作简单了解。该过程中学生思维层级处于宏观和微观结合的多点结构水平。
(4)水平4(关联结构水平):选修4模块通过定量测定中和热的实验理解中和热概念,掌握中和反应的热化学方程式;从水的电离、离子积常数Kw角度理解溶液酸碱性与pH的关系;通过酸碱滴定实验理解用已知浓度的酸/碱测定未知浓度的碱/酸的实验原理,通过测定酸碱滴定曲线分析中和反应过程的微粒变化;最后从盐类的水解反应(即中和反应的逆反应)认识中和反应的限度、盐溶液的酸碱性,基于勒夏特列原理应用中和反应原理来调节溶液pH的方法以改变沉淀溶解平衡,帮助学生认识中和反应在工业生产、环境保护上的应用价值。
(5)水平5(拓展抽象结构水平):高考测评对学生在中和反应概念的认知层级要求处于拓展抽象结构水平。全国卷高考考纲要求[19]如下:了解电解质、强弱电解质的概念;了解电解质在水溶液中的电离、电解质溶液的导电性;了解弱电解质在水溶液中的电离平衡;了解水的电离、离子积常数;了解溶液pH的定义与测定方法,进行pH的简单计算;了解盐类水解的原理与应用、影响盐类水解程度的主要因素;了解离子反应的概念及发生条件;了解沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质;理解化学平衡常数的含义并进行简单计算;了解化学反应的可逆性;了解定量研究方法;了解化学反应中能量转化的原因;能够将分析解决问题的过程和成果,用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并做出解释(即多重表征能力)。
2.2 建构中和反应核心概念的认知模型
从初高中化学核心概念学习进阶的角度分析,学生在初三学习中和反应概念,到高中还会从电离、电解质、离子反应、化学键、化学能与热能、电离平衡、酸碱滴定曲线、盐类水解、调节pH与沉淀溶解平衡等跨学段学习过程,定量认识溶液的酸碱性、中和热、中和滴定原理、中和反应限度等,形成系统完整的中和反应概念体系。根据学习进阶理论将中和反应的概念认知与发展过程划分为初中阶段、必修阶段、选修4前期(即4-1)、选修4后期(即4-2)4个建构阶段,高三高阶阶段是在这4个阶段的基础上进行综合运用与思维重整,进而建构中和反应认知模型(见图3),包括认知任务、认识角度、认知层级与认知对象4个维度。
3 基于中和反应概念认知模型探讨初高中跨学段的教学衔接
3.1 初中阶段“中和反应”概念的进阶教学
初中新课标对中和反应的要求[20]如下:(1)知道酸和碱发生的中和反应;(2)理解酸碱性对生命活动和农作物的影响及中和反应在实际中的应用;(3)了解中和反应的实际意义,培养和激发学习化学的兴趣。《深圳市初中毕业生学业考试说明》考纲要求[21]如下:(1)掌握常见酸和碱的主要性质和用途;(2)理解中和反应的特点,知道物质发生化学变化伴随能量变化;(3)初步形成正确、合理使用化学品的意识;(4)知道化学在环境监测与保护中的重要作用。
在初中阶段,学生在中和反应概念上的学习路径发展经历2个转变。
(1)个别到一般:由具体物质反应到物质类别间反应规律,如教材分别介绍NaOH与HCl、Ca(OH)2与HCl、NaOH与H2SO4之间的反应总结出“酸和碱反应生成盐和水”的规律;
(2)一般到个别:从物质类别间反应规律到具体物质反应,利用酸碱中和反应原理解答课后习题中“书写含Al(OH)3药物治疗胃酸过多症的化学方程式”。
综上,初中阶段的教学内容应选取盐的定义、中和反应的概念与中和反应规律、实际应用等教学内容,并将中和反应的概念、原理、应用等学习内容设计成探究活动。基于初三学生认知发展层级水平确定如下初中阶段的学习目标:(1)认识酸和碱能发生中和反应,归纳物质类别间反应规律,分析中和反应在实际中的应用;(2)通过微型实验探究掌握中和反应实验的操作方法,强化实验安全意识;(3)通过探究活动分析酸碱中和反应的本质,加深对中和反应应用价值的认识,形成绿色环保化学、合理使用化学品的意识。
3.2 高中阶段“中和反应”概念的进阶教学
高中阶段,“中和反应”核心概念的学习涵盖了宏微结合、分类表征、变化守恒、模型认知、实验探究、绿色应用等化学核心素养[22]。在必修阶段、选修4前期与后期、高三复习备考阶段,学生对中和反应的认知层级经历了“宏观微观、定性定量、静止孤立动态作用、文字描述符号表征图表数据分析论证”等认知层级的提升与认知角度的转型。
(1)必修1和2模块:学生学习电解质、离子反应时,从微观层面的认知角度认识酸碱盐的分类,建立起微粒种类和数量分析、微粒相互作用和动态变化的认知模式,理解酸碱中和反应的微观本质与发生条件。必修2则是从化学键类型的微观角度认识酸碱盐在水溶液中的电离,从中和反应放热的定性实验初步理解中和热。这个阶段,学生的学习路径发展经历2个转变:①从宏观反应到微观实质:由宏观物质反应到微观实质的认识方式,分析中和反应的离子变化;②从微观实质到类比迁移:由微观实质到宏观物质反应,学生根据酸碱盐离子反应的微观实质和反应规律,迁移到陌生物质间反应的方程式书写,基于微观本质认识迁移到陌生情境中陌生物质反应的推理与论证。
(2)选修4模块:中和反应概念的学习进阶经历3个转变:①由定性到定量:选修4前期,记为选修4-1,学生从反应热、能量变化曲线图、热化学方程式、中和热的测定实验、水的电离、酸碱滴定等主题学习内容,定量认识中和反应过程的能量变化、pH变化和微粒变化,是学生思维层级由定性向定量提升的关键阶段;②从正向到逆向:选修4后期,记为选修4-2,中和热、水的电离与溶液的酸碱性、酸碱滴定实验等学习内容是学生从正向思维认识中和反应概念、能量变化、反应限度、微粒作用情况;而盐类水解与沉淀溶解平衡则是从逆向思维认识中和反应的限度、能量转化形式与实际应用价值,学生的认知层级经历了“正向逆向”的提升过程;③单一分析到多重表征:从宏观现象-微观变化-符号书写-曲线图像数据分析这四重表征[23]的认识角度形成完整的“中和反应”概念体系。
(3)高三备考阶段:即便到了高三复习阶段,学生的化学认知方式与化学核心素养的现状水平仍不乐观,一是没有建立学科系统思想,对化学概念与原理间的关联认识不到位;二是缺乏系统、有序、全面的分析思路,没有将不同学段中化学核心概念与原理知识进行重整;三是未深刻认识化学核心概念的应用价值,因此在高三一轮复习阶段,教师应通过主题式复习帮助学生建构中和反应认知模型,深入分析认知对象、角度、层级与任务这4个结构维度。
4 研究反思与未来展望
4.1 研究反思
本研究是建立在跨学段教学实践后经验总结这一定性的视角,仍需要通过大数据测评,用翔实的数据报告和学生学业表现来完善修正本研究的认识。而化学核心概念的初高中跨学段教学,除了要根据不同学段的具体认知任务和研究对象,还要考虑化学核心概念的发展性和整体性,既要有不同学段延续发展的整体考虑,又要有不同学科渗透发展的整体考虑。笔者认为应从化学学科课程的整体来认识和理解化学核心概念的教学内容与学业标准,从初三到高二乃至高三,要逐步深入和扩大对核心概念跨学段教学的研究,进行基于进阶目标、评价标准的课堂教学实践和学业测评活动。
4.2 未来展望
要定义某一核心概念或学科技能的学习进阶,许多研究者所根据的现有文献往往是研究者本人长期致力于某一领域的科学课程,而发展学习进阶的证据需要超越学生想法与学生思维本质特征的不同。我们一线化学教师身处在基础教育课程改革风起云涌的时代,不断面临着理论和实践上的问题和挑战。未来应该加强实证研究,借助深圳市教科院在全市各个初中高中开展化学测评这一平台,运用大数据学业质量平台进行跨学段的学生大样本测试,形成大数据学业质量诊断书,以深入了解学生化学核心概念在教学过程中变化的空间、路径和关键因素,为选择合适的教学方法和提高教学质量提供学理上的支持和实践中的指导。
参考文献:
[1]刘晟,刘恩山.学习进阶――关注学生认知发展和生活经验[J].教育学报,2012,(4):81~87.
[2]王磊,黄鸣春.科学教育的新兴研究领域:学习进阶研究[J].课程・教材・教法,2014,34(1):112~118.
[3]康永明.高中生有机物化学性质认识方式现状探查[D].北京:北京师范大学硕士学位论文,2013.
[4]毕华林,万延岚.化学的魅力与化学教育的挑战[J].化学教学,2015,(5):3~7.
[5]林建芬,陈允任.基于学习进阶理论探讨“同分异构体”教学序列的跨学段设计[J].化学教学,2014,(12):38~41.
[6]林建芬,钱扬义.基于认知模型探讨高中生化学概念的进阶学习――以人教版必修2“元素周期律”的教学为例[J].中学化学教学参考,2015,(17):33~36.
[7]林建芬.基于PDEODE策略和四重表征模式探讨“金属电化学腐蚀”概念的进阶教学[J].中学化学教学参考,2016,(3):33~36.
[8]林建芬,钱扬义.信息技术条件下基于“CLD理论”的高中化学概念教学研究――以必修1“离子反应”同课异构课例的观摩分析为例[J].中学化学教学参考,2014,(19):31~34.
[9]林建芬,周群力,钱扬义,任竞昕.利用“翻翻乐”和“争上游”游戏攻克初三化学用语难题――浅析“520中学化学桌游”学习新法[J].化学教育,2013,(9):48~52.
[10]周玉芝.厘清核心概念及其学习进程:分析教材的新视角――以中学化学“电化学基础”教学内容为例[J].化学教育,2014,(13):7~10.
[11]庄晓文,姜建文.“电解质溶液”核心概念的学习进阶研究[J].化学教学,2016,(2):28~33.
[12]谌秀云.中学生化学反应学习进程研究[D].上海:华东师范大学硕士学位论文,2012.
[13]苗宁.中学生“化学反应与能量”学习进程的研究[D].南京:南京师范大学硕士学位论文,2012.
[14]雷才.高中学生化学平衡学习进阶的研究[D].成都:四川师范大学硕士学位论文,2015.
[15]童文昭.物质结构核心概念及其学习进阶研究[D].武汉:华中师范大学硕士学位论文,2015.
[16]彼格斯,科利斯著.高凌飚,张洪岩译.学习质量评价:SOLO分类理论(可观察的学习成果结构)[M].北京:人民教育出版社,2012.
[17]钱扬义等.化学概念与化学“学科关键词”的学习与认知[M].北京:科学出版社,2009:125,170~172.
[18] Chiu M H, Chung S L. Investigating Correctness, Consistency, and Completeness of Students’ Mental Models and Paths of Conceptual Change in Learning the Nature of Gas Particles Via Multiple Modeling Activities [C]. Paper presented at the annual meeting of ESERA, August. 2007:21~25.
[19]教育部考试中心. 2016普通高等学校招生全国统一考试大纲[M].北京:高等教育出版社,2015.
[20]中华人民共和国教育部制订.义务教育化学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2012.
[21]深圳市教育科学研究院.深圳市初中毕业生学业考试说明[D].北京:民主与建设出版社,2015.
1.我国学前教育信息化建设所具备的良好基础
1.1 良好的政策为教育信息化建设的发展创造了发展环境。随着教育事业的发展,我国在全面推进教改的过程中,需要在更新教学理念、创新教学方法与手段的基础上,通过调动学生的主观能动性来恢复学生的课堂教学主体地位,进而在提升教学质量与效率的同时,培养学生的综合能力。而在这一过程中,国家以有效政策的落实为教育信息化建设的发展"保驾护航",并突出强调要实现学前教育信息化建设,从基础教育抓起,为人才的全面成长奠定基础。在此背景下,学前教育信息化建设就具备了良好的政策保障。
1.2 相关理论基础不断发展成熟。当前,学前教育信息化建设已成为国内外教育工作关注的焦点,相关理论研究从深度、广度上都实现了发展,相关领域的学者不仅将研究的焦点集中在信息化建设、教学资源整合、资源共享等方面,同时还是深入到学前儿童音乐、英语等教学领域。在国外相关领域的研究上,以苏珊为代表的教育工作者已在相关领域的研究上取得了先进的理论与实践成果,值得借鉴。
1.3 践行教育信息化较早,且取得了初步的成效。在素质教育的深入开展下,学前教育事业积极地将多媒体教学设备应用于教学中,在此基础上,实现了学习网站的建立,进而构建了教育资源共享平台,这就为教学质量与效率的提升奠定了基础,同时,这一发展过程也说明了学前教育在践行信息化建设的过程中成功的迈开了第一步,相关理论基础不断发展成熟。
2.贫困地区学前教育信息化建设过程中所面临的挑战
2.1 我国贫困地区农村学前儿童的入学认知准备总体情况不容乐观。在对儿童进行入学准备测查后发现,我国贫困地区农村学前儿童入学认知准备中概念范畴的平均通过率仅为55.4%。入学认知准备分为基本概念和综合概念两部分,其中基本概念共65题,包括颜色、数字/计数、量、比较、形状等五个基本认知范畴,被视为入学准备评估的主要评价标准。在我们的测查中,农村学前儿童的平均通过率为65.4%(见图1)。入学认知准备中综合概念共220题,包括空间认知、社会认知、物理认知、数量认知、时序概念等五个综合的认知范畴,被视为入学准备评估的主要评价标准。在这个方面,农村学前儿童的平均通过率仅为45.4%。该结果显示,我国贫困地区农村学前儿童的入学认知准备总体情况不容乐观,其中儿童综合概念的获得更加值得关注。
2.2 学前儿童入学认知准备中概念范畴的发展存在不平衡问题。在入学认知准备中概念获得方面,基本概念的通过率优于综合概念的通过率,其中数字/计数(89.2%)和量(79.3%)这两项的通过率远远高于其他项目,而时序概念、空间认知、物理认知和颜色的通过率则非常低。这个结果可能说明农村学前教育中儿童学习重点的涉及面窄,教育者较多关注儿童计算能力方面的发展而忽略儿童其他认知范畴的学习。
2.3 农村学前儿童入学认知准备与其学前教育经历密切相关。在分析研究结果时,我们发现贫困地区农村学前儿童入学认知准备在性别、民族上不存在差异,但是与儿童的学前教育经历显著相关。我们将农村学前儿童的学前教育经历分为四种类型:幼儿园三年学前教育经历(简称幼儿园经历)、学前班一年学前教育经历(简称学前班经历)、学前阶段在小学一年级混读经历(简称混读班经历)以及散居在家无学前教育经历(简称无学前教育经历)。研究结果证实,农村学前儿童的学前教育经历对他们的入学认知准备影响显著,其中具有幼儿园三年学习经历的儿童入学认知准备状况最好,其次为具有学前班一年学习经历的儿童,而以学前班名义就读、实际上在小学一年级混读三年的儿童,他们的入学认知准备与无学前教育经历的儿童没有差异,表现最差。
3.区域性学前教育信息化建设的途径
3.1 合理定位学前教育信息化,进而实现其内涵建设。在教育事业中,实现信息技术与课程教学资源整合的根本目的是为了在突破传统教学方法的基础上,提高教学的质量与效率,并培养学生的信息化素养。要实现这一教育目标就需要针对幼儿身心发育特点,从幼儿的认知特点着手,制定有针对性的教学策略,进而才能充分地发挥出教育信息化作用。从以上信息化运用的过程中不难看出,信息化并非教育的核心,而是实施教学的一个环节。在建设学前教育信息化的过程中,需要具备如下三方面内容:第一,家长的充分支撑,能够通过家庭教育为信息化教育环节的落实提供支撑;第二,幼儿园教师的能力素质的支撑以及幼儿园管理质量的支撑;第三,家长与幼儿园教师互动与沟通的支撑。
3.2 构建资源共享平台,实现学前教育资源质的提升。在推进学前教育信息化建设的过程中,需要建立教育资源共享平台,以提高教育资源的质量,进而才能通过信息化的建设来提高学前教育的质量。而这就要求做到:第一,政府要给予当前学前教育信息化建设充分的重视,在政策上要实现有效的扶植,并要加大对学前教育信息化建设的投入,落实教育的公益性与普惠性。第二,要集中行业教师、学者等的力量,实现理论实践的相结合,并不断更新充实资料库资源,确保资源的质与量。第三,要积极的吸收国外先进的理论与实践经验,并搭建与国外信息共享平台,以通过互通有无实现资源的最优化。第四,要建立关于优质资源评价的机制体制,以确保信息化在教育中充分发挥出自身的价值。
【关键词】教育信息化 数字校园
1 教育信息化发展现状及存在问题
1.1 发展现状
(1)教育信息化基础设施(硬件)建设已初具规模,国家对教育信息化建设的重视程度及投资水平逐年增强,我国教育信息化的发展步伐不断加快,从计算机等单独设备的购置和基础网络的建设到今天数字校园的融合集成,从数字校园的校园网建设到云计算支持的智慧校园网推广,逐步强调应用系统及硬件之间的集成和整合。
(2)教育信息化资源(软件)建设有了进一步飞跃式发展,数量、质量均有显著提升,教育资源建设从最初的单机资源库建设到今天已具有规模的资源源管理平台建设,及云计算平台建设,云资源体系正在逐渐形成并完善。
(3)农村教育工程已取得重大进展,农村中小学校校通工程建设全面完成,教育单位及师生越来越重视远程教育资源带给他们的便利,云计算及数字资源的建设既减少了在软硬件环境建设上的资金投入,又可以利用互联网来获取更多的信息技术,从过去的被动应用到今天的主动学习,使教育教学发展在信息化的推动下获得巨大收益。
1.2 存在问题
1.2.1 教育观念相对滞后、信息化管理混乱
信息化发展对教育教学的传统理念已产生巨大影响,但由于教育主管部门及教师对教育信息化重要程度认识不到位,如今的课堂教学还停留在应试教育的模式下,教学内容、教学进程、甚至教育的最终目标还是为以考试为中心,缺乏对学生独立分析问题与解决实际问题的训练和培养,创新意识及自身能力发展明显不足。传统教育模式制约了信息化的发展。同时,目前大部分学校在教育信息化发展过程中没有一个统一的管理体制及标准规范,没有认识到信息化建设将引领发展全局的地位,因此,视野狭隘、没有全局观、缺乏系统的指导也势必造成主管单位与学校之间、校与校之间,学校部门之间 形成了各自的信息孤岛。
1.2.2 教育信息化应用普及度不高
当前的教育信息化建设还只满足教育教学最基本的要求,比如学校都设有计算机课、校内有简单的办公管理等,已有的信息化项目不能够很好地应用到日常学习工作,大量资金投入到硬件设施的建设上,本应促进信息化的发展,但在实际生产学习中,运用率是远远达不到投资目的的,同时已开发和运用的软件和资源在更新速度上又不能达到教育信息化的发展要求,开发与利用资源矛盾突出缺少统一的标准及评价体系教育信息化缺乏统一的规划,缺乏校园信息化的集中整合应用平台,各自独立的教学或办公导致缺乏协同工作能力。数字资源等网络教学平台本应成课堂搬家工具,却并没有辅助课堂及教管。
1.2.3 教育信息化发展不协调、建设发展不均衡
目前教育信息化基础建设虽有显著提升,但在其发展过程中依然存在许多待解决的问题,例如:缺乏统一的发展思路和发展规划,地区间、城乡间还存在着明显的发展不均衡,数字鸿沟有所扩大。在全国不同省市、不同类别学校及不同个体间对信息技术的应用水平和网络普及程度都有明显不平衡。数字校园、智慧校园等信息化发展程度先进国家相比存在较大差距。
2 数字化校园的产生及应用
2.1 数字化校园概念的产生
数字校园这一概念最早起源于上世纪七十年代,由美国麻省理工学院提出E-campus计划,而正式开始于1990年美国莱蒙特大学教授凯尼斯格林组织发起的“数字校园计划”,该项目正式名称为“信息化校园计划”,该计划首次提出数字化校园概念。在此之后1998年美国前副总统戈尔发表了“数字地球―21世纪认识地球方式”的演讲,由此,“数字地球”“数字城市”“数字校园”等诸多数字概念开始深入推广,并已广泛应用到教育、卫生等各个行业当中。
2.2 数字化校园的应用
2.2.1 日常教学管理
基于数字化校园技术将有利于建立全面和主动的教学管理,可以完善教学管理的组织系统、评价和考核系统,有利于拓展学生学习空间、培养学生自主学习能力,智慧校园能为学生的主动性学习、合作学习提供强有力支撑。
2.2.2 数字图书馆
数字图书馆通过数字化校园来实现智慧化的服务和管理。数字化校园在图书馆中的应用,主要是RFID电子标签的应用。智能书车是一种移动式RFID(又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。)各类图书文献归架管理设备,它具有查询、定位、书架智能寻址等通讯功能,可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。
2.2.3 数字化实验室管理
数字化校园将继续借助RFID对实验室设备,仪器,药品等进行分类管理,在掌握其基本属性后,利用阅读器可获取任何之前存储过的信息,方便调用。还可帮助学生在实验时,方便获取所需物品,实验步骤、操作指南等信息,在实验过程中如有突况或危险,智慧校园将提醒并中断实验过程,避免损失。实验结束后,最终实验结果和数据又通过智慧的的数据分析反馈给教师和其他同学,既实现了教学实验的数字化,智能化,又节省了如实验员等人力物力的投入。
2.2.4 考勤、舍务管理
学生考勤及舍务工作是学生日常教学过程一项重要工作任务。常规考勤或检查工作主要都由教师承担,花费教师额外的时间与精力。基于数字化校园下,每次上课或回到寝室时,通过人脸识别技术或校园卡中的RFID技术,即可通过一个刷脸或刷卡的简单动作,完成人到数据的转换,再通过读卡器将发来的的数据发送到远程服务器中;远程服务器接收到数据后,将数据存储到数据库中;然后,教务人员或者教师通过浏览器登录到考勤查询网站,可以实时地远程查询某一节课或某一位学生或某个教室在某一段时间内的考勤情况,同时也能方便查看学生进出寝室的情况,掌握学生在校与否的安全性;学期结束时,每门课程学生的出勤情况或者某个学生在一个学期的出勤情况可以自动统计出来。
参考文献
[1]黄荣怀.中小学数字校园的建设内容及战略重点[J].北京教育(普教版),2009(8):6-7.
[2]钟平等.智慧校园设计方法的研究[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2010(04).
关键词:教育信息化教学观念;探究式学习;个性化学习
在《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》中,教育信息化与教师队伍建设、经费投入和依法治教被作为四大保障措施,并被列入十个重大工程。教育部首位明确分管信息化的副部长杜占元指出,“教育信息化已经成为21世纪世界教育发展的鲜明时代特征,中国教育改革和发展所面临的许多关键问题,诸如优质教育资源共享和义务教育均衡发展、创新人才培养和教育质量的提高、全面教育和终身学习体系的构建,以及教育管理决策与服务水平的提升等问题,都离不开信息化的推动。[1]在国家大力支持下,教育信息化正以迅猛的发展速度向前推进着,与此同时,教师的自我提升与发展、如何理解教育信息化、怎样转换好自我的角色成为关键的课题。本文主要以首都北京高校为例,探讨教育信息化过程中,教师如何肩负起新时代的教育职责。
一、教育信息化发展历史与现状
1、教育形式的发展历史
历史上教育的形式一直依附于其所处的社会发展形态。奴隶制社会,生产力低下,有限的教育资源仅对贵族开放,以一对一式的家庭教育为主;封建社会,有着明确的等级阶层划分制度,教育是专属于皇权贵族的奢侈活动,有一定经济实力的家庭才能消费得起私塾教育,教育的内容也主要由背诵古籍文典为主;工业社会,生产力水平大大提升,对掌握知识与技术的人才需求日益增多,学校和班级的概念应运而生,主要以学生听课的“接受性学习”形式为主。而我们现在步入了信息化时代,教育面临着又一波改革浪潮,有专家提出,教育应由“接受性学习”向“探究式学习”、“个性化学习”转变。每次教育的革新,对授课者的要求也在发生着变化,信息化教育同样也对教师提出了新的职责要求。
2、教育信息化现状
教育信息化的概念是在20世纪90年代伴随着信息高速公路的兴建而提出来的。关于教育信息化的界定,学者们还未形成共识。祝智庭教授在《现代教育技术》一书中把教育信息化界定为在教育领域全面深入地运用现代化信息技术来促进教育改革和教育发展的过程。[2]
在我国高校课堂中,从多媒体技术的起步到网络通讯技术的成熟已有近20年的积累,这些都成为我们可以进一步加以深化利用的资源。在高校信息化教学改革的进程中,教师们不再仅仅满足于在课堂中使用多媒体授课技术,而是开始探索研究信息化技术能为教育带来哪些更为宏观的应用模式和颠覆常规的教学构架。在探索中不断积累经验,优化教学模型。以下我们主要以首都北京为例探讨信息化教育相关问题。
《北京市中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出“将教育信息化作为‘数字北京’建设的优先领建支撑终身教育和个性化学习的数字化教育服务体系,全面提升首都教育信息化水平”。纲要提出三项重要任务,其中之一为“加强优质教育资源开发与应用,强化信息技术应用,提高教师应用信息技术水平”。
二、教育信息化未来发展前景
在全球范围内,信息化正形成一股浪潮推动着未来教育的发展,同时不断刷新着人们对教育概念的理解。“智慧教育”被提出,很多专家认为,这很可能是未来信息化教育的突破口和转折点。智慧教育体现着资源共享、平台开放、无缝嵌入、技术智能化的特点,更让人期待的是,智慧教育突破了空间、实践、制度、形式上的束缚,呈现了教育大同,“人人为师,人人为学”的新型形态。发达国家纷纷把信息化和课程改革作为增强国力的战略措施,以此培养出适应未来社会竞争的国际选手。
在国内,我们紧跟着这次教育改革的浪潮,丝毫没有松懈。作为高校教育的主体,教师们也逐步意识到,信息化并不是单纯的技术手段,而是伴随教育发展的航向标和目的地。目前,混合式教学、微课程、个性化学习、泛在学习等教育概念逐步支撑起一片未来的庞大教育体系蓝图。
“人”是存在个性化、差异化的单独个体,从学习能力上讲,每个人接受知识的能力、记忆存储能力都不尽相同;从关注点上看,每个人的兴趣爱好,擅长领域不同。所以个性化学习方案是未来教育中必不可少的方面。以教师为主体传授的知识不能限制或妨碍学生的个性化发展。信息化提供了无主体限制、无时间限制、无空间限制的公平信息技术平台,学生可以在任何时间选择世界各地名校同类课程学习,获得更为优质的学习体验同时,提高自身获得知识的质量,并使“因材施教”成为可能。
三、信息化教育环境中目前存在的问题
1、教师观念的偏差亟需纠正
教育信息化对教师的基本素质有着越来越高的要求,教师必须将自我提升到规划者、统筹者、管理者的高度。首先,教师要有良好的逻辑性和合作能力,同一专业的教师能够相互配合,以学科为基本组织结构建设统一的学科教学资源库系统。考虑如何解决资源共享和有效利用资源等问题。通过教学资源管理应用来获取、组织、利用和传播已有的传统教学经验留下来的知识,并能构建符合新时代特色的创新教育应用。
教育的改革中,教师是必须率先领悟和理解“改革”核心的群体,如果教师不能尽快将观念中的偏差及时纠正,那么改革的步伐将变得缓慢,甚至变成形式化的改革,但面临世界范围内的技术革新,不能跟上改革的脚步,就会被时代淘汰。很多人也并没有意识到,我们应当从单纯知识的传授者变为学习行为的规划者、知识体系的管理者和教学结构的规划师。
2、基础设施的浪费与教学资源的不合理规划
首都北京各高校硬件建设基本得到保证,并且每年有规划进行维护更新,但软件的建设相对缓慢,造成软硬件投入比例失调,很多硬件资源并不能完全发挥作用与优势,某种程度上来说造成了隐形浪费。网络虽然得到普及,但带宽及网络设备并没有与时俱进,无线网络也不能全面普及,这也成为教育信息化的绊脚石。
过去几年中,很多学校在信息化的浪潮中并没有认清发展方向,盲目的随波逐流,比如,录制了大量的精品课程视频,但这些视频并没有充分的用于课堂教学,导致这部分教学资源闲置浪费。学生可以参与实践互动的资源没有跟随教学方式的更新而更新,很多教学手法陈旧老套,并不适合信息化课堂。以上两方面暴露了一个弊端,学资源数量上的极大丰富和应用上的极度短缺局面并存。
另外,沟通环境的建设也应相应的得到提高加强,避免传统教学中以学校为单位相对独立的教研方式,增加高校间丰富信息交流的手段和形式,提高校际间科研交流的现代化水平,真正做到提高效率,资源共享。在教育云上,资源的使用可以是开放的,同时资源建设过程也可以是协作和开放的,资源的提供者与使用者之间角色定位并不一定要界限分明――资源的使用者有时又能成为资源的提供者,通过协作平台教师和学习者都可以参与教育资源的建设,取长补短,不断补充更新优质资源库并保持其可持续发展。[3]
四、信息化背景下教师的职责转换
在这场时代变革中,教师应该尽早清楚认识到自己的角色转变。首先,这是个知识爆炸的时代,每年知识更新的速度超过了以往十年甚至二十年的规模,我们强调学生应该“终身学习”,那么这条准则同样适用于老师,不断学习仅仅可以保证与迅猛发展的社会同步,而高校教师队伍一直应该站在科学研究的前沿,所以仅仅与社会保持同步是远远不够的,我们需要通过学习长远的展望到未来的动态,时刻把控好教学方向。未来教育中,教师的培训也是不能忽视的部分,高校应完善建设社区教育网等应用系统,建立丰富的教师培训网络课程体系,在网络上开设信息技术与课程整合培训课程以及其它的信息技术培训课程,利用网络的“规模效应”,让教师能够在远程接受个性化的培训。其次,教师的角色不可能单纯为知识的传播者,我们要通过提高个人自身素质,运用掌握的信息化技术为学生建立个性化学习方案与体系,在这个体系中,教师要做到提供学习资源、制定高效学习方法、传授获取知识的经验、推动学生学习过程顺利进行、监控学生学习质量、进行学习效果评估、建立学生学习档案、辅助完善本阶段学习行为之后继续学习计划等工作。
参考文献
[1]杜占元.以贯彻落实《教育规划纲要》为契机全面推进教育信息化建设[J].中国教育信息化(高教职教),2011,(9):5-7.
[2]陈伟,雷欣欣.国外基础教育信息化进程对我国的启示.贵阳学院学报,2009年第1期.
[3]任友群,沈富可,卢蓓蓉,赵春.大学的开源何以可能[J].中国教育信息化(高教职教),2009,(13):4-8.
作者简介:
黄鹤 性别:女 出生年月:1983年7月 籍贯:哈尔滨 学历:硕士 职称:讲师 研究方向:多媒体设计
【关键词】云计算 教育信息化 启迪
随着“互联网+”时代的到来,网络中每一次交换的数据流量达到惊人的地步,如此迅速的数据量增长加大了数据存储和数据运算的难度,而云计算概念的推出和实现有效的解决了这一难题。跟随云计算发展的脚步,在教育信息化建设中加入云计算技术的应用,能够促进我国教育事业和信息化建设的飞速发展。越来越多的高校和职业学院将云计算与日常教学和经营管理进行紧密的结合,这不但是教育改革创新的新标志,更是突破传统教育模式的具体表现。
1 云计算的概念
1.1 什么是云计算
目前,对云计算的解释有很多种,现阶段普遍理解的云计算是美国国家标准与技术研究院(NIST)的定义。云计算是一种能够为用户提供按需进行资源访问的按量收费模式,访问所需资源能够被快速提取,全过程基本靠系统自动处理完成。
1.2 云计算的特点
1.2.1 规模大
云计算具有超大的规模。不论是硬件设备,还是软件服务,云计算的规模都非常庞大,因此,云计算能够同时为大量用户提供各种平台和资源服务。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。
1.2.2 计算能力强
云计算的计算能力非常强悍。云计算能为普通用户提供每秒10万亿次以上的运算能力,通过如此强大的运算能力,用户甚至可以根据需求进行核爆炸的模拟和股票市场的发展预测。
1.2.3 数据存储安全可靠
云计算具有最安全的数据存储设备,通过自动同步能够实现用户数据和资料的实时迁移和动态更新,同时,云计算对于用户数据的共享安全也进行了严格的权限管理措施。
1.2.4 虚拟化技术
只要用户能够接入互联网,就能通过手机、笔记本或平板电脑进行数据的使用,不论在任何位置,只要有网络,就能实现各种应用服务的获取。
1.2.5 高利润的经济效益
通过云计算,用户可以完全抛弃其他软件服务,只需要一台个人终端和浏览器就能进行数据的计算和存储。相比个人PC,云计算的终端成本低、使用安全,这些优点是传统PC难以达到的。
2 教育信息化现状
我国教育信息化的建设主要分为四个工程发展项目:高校“数字校园”、中小学“校校通”工程、城域网和现代远程教育。在其发展过程中许多问题亟待解决。
2.1 基础设施投入
学校对基础设施的投入不均衡,且使用效率低。部分高校对基础设备和教学器材很重视,每年都会进行相关设施的维护和采购,而有些高校财政不充裕或重视程度不够,对基础设施的投入远远不够。其次,基础设施和教学器材的使用率很低,有些校园为了达到“数字化校园”的标准,盲目购买大批教学设备,却没有对其进行合理的利用。这样不仅造成了钱财的浪费,还造成了教学设备的空置。
2.2 信息系统不兼容
在教育信息化系统内,对学校的管理需要从许多方面进行软件装设实现实时管理的效果。其中主要有财务管理软件、图书管理软件、人事管理软件、教务管理软件等,但是在具体软件的装设上,都是由不同的主管部门进行装设,因此在兼容性上存在很大问题。很多软件在单机性能和功能上比较完善,但是在与其它软件进行兼容运行时,往往存在崩溃或功能丢失的情况。比如“Eshool 平台”(B/S)的学校管理平台,许多单机软件在数据处理上都不能进行良好的兼容。
2.3 信息系统缺乏安全保障
总体来说,大部分学校对信息化设备的投入已经非常足够,但是在信息安全保障上做得不够。主要原因是学校领导思想意识跟不上时代的发展,没有注重信息安全的保障,其次是学校的财政实力不够,不能再负担巨额的信息安全费用。
2.4 技术人员严重不足
专业的教学人才现在已经比较充足,但是信息技术教师的数量仍然不多,而且信息技术专业的教师在待遇和薪酬上与其它主科老师有很大差异,因此,许多专业的信息技术人才不情愿进入到信息化教学的系统中来。这导致了教育信息化建设过程中人才缺失十分严重。
2.5 没有共享平台
教育信息化的核心内容是信息和教育资源的建设。信息与资源的闭塞和来源单一让许多学校和机构没有能够跟得上时代的发展。即使接通了网络,没有资源共享平台和学习分享平台,学校在资源学习和教学改善上形式也比较单一。一个学校的资源毕竟有限,如果能够建设公共共享平台,让更多的高校和教育机构进入到资源分享中来,就能够让教师和学生进行优质资源的学习和利用。
3 云计算对教育信息化建设的影响
3.1 节约资金投入
通过远端控制,实现云端的计算服务,高等学校不再需要投入大量资金在硬件购买和软件维护上,这样在保证经济成本上也加快了信息化建设。通过向云计算平台购买相应的服务,能够有效的完成教学、管理、人事等多方面的任务。
3.2 提供定制服务
通过软件即服务(SAAS)的应用模式,学校可以根据学校的规模、教学理念、师资力量等实际情况进行服务的定制,切实的满足学校信息化建设的要求。学校连接SAAS云服务后,可以直接进行软件和服务的使用,不必再投入大量的资金购买版权。
3.3 提高教育便捷性
云计算能够让学生随时随地的进行课程学习,即使是课余时间,学生也能利用个人电脑或终端进行个人账户的登录享受云服务带来的学习便利。通过选择不同类型的云服务,学生可以自由选择学习内容和学习方式,这体现了云计算在教育信息化建设过程中是以个人为主体的。学生在学习的同时感受到了科技带来的便捷与高效,这是传统教学无法达到的。
3.4 整合教育资源
通过共享平台的建设,能够促进教育信息化中教育资源的整合。高校利用共享平台上传优质的学习资源,同时获取别人的教育资源,在交换与共享的过程中,通过云计算实现了教育资源的高度整合。同时,云计算为开源软件的推广提供了良好的契机,SAAS与软件免费的观点十分一致,因此,将开源软件纳入到教育中是一个不错的创新,这也是传统教学模式得到改变的重要机会。
参考文献
[1]周昌七.云计算对教育信息化建设的启迪[J].科技信息,2009,31:848-849.
[2]张炳宇,张彦.探析云计算对职业教育信息化建设的影响[J].中国教育信息化,2013,01:35-37.
[3]赵妮.云计算对高校教育信息化建设的影响研究[J].科技视界,2013,35:191+406.
作者简介
刘杰逾(1978-),女,河南省邓州市人。大学本科学历。硕士学位。现为四川天一学院信息工程系讲师。主要研究方向为软件工程、信息系统。