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发现教学法对信息技术教学的启迪论文
【摘要】二十一世纪是创新的世纪，信息技术产业是一个充满了创新思想和先进理念的前沿产业，信息技术学科也应是朝气蓬勃的学科。创新能力的培养却不可以通过灌输来实现。建构主义者美国教育家杰罗姆布鲁纳从青少年的认知规律出发，提出了发现教学法，在美国式的经验主义和实用主义教育观和苏联东欧强调学科系统教育观中找到了一个结合点。而信息技术教育也经历了强调专业系统知识的程序设计教学和工具论引导下的应用教学，两者各有其背景和目标，它们的结合与上述理论的融合有很大相似性。思维培养和应用能力这两个目标是一枚硬币的两个面，如果离开了对方，都会陷入各自的局限性中，因此必须同步发展。建构主义为理论基础的发现教学法，给这个需要手脑并用的学科带来了启示。
【关键词】建构主义;发现教学法;认知结构;直觉思维
一、在信息技术教学中采用发现教学法的背景和意义
随着信息技术的推广应用及IT产业的成熟，信息技术学科的发展也日渐成熟。义务教育阶段信息技术课程以培养学生信息素养为目标，既不是专业的技术教学，也不是简单的应用培训。《江苏省义务教育信息技术课程指导纲要》明确地指出了信息技术学科的四个基本性质，基础性、技术性、综合性和发展性。知识的建构过程是以学生为主体的，因此在教学过程中，让学生有充分发现和探究的机会，不仅有助于知识目标的实现，也有助于过程与方法、情感态度与价值观和行为与创新目标的实现。一个主动学习的人，必然是一个善于学习的人，一个乐于学习的人，一个喜欢发现的人。以建构主义理论为基础、由美国教育家杰罗姆布鲁纳倡导的发现教学法，强调学生在知识和技能学习过程中的主动性，注重学习兴趣和动机。在教师设定符合学生认知能力和心理特征的情境以及各种帮助他们探究支架的基础上，更有助于学生形成牢固的知识结构，培养他们主动探究的精神和研究创新的能力。合理使用发现教学法，最大化和有效化学生的发现行为，才能更好地实现课程的教学目标。初中的学生，处在抽象思维形成的初期。根据皮亚杰的认知结构理论，12岁是具体运算阶段到形式运算阶段的转折年龄。当然，这种转折并非突然转变，而是有着明显的个体差异和渐变性。在中国计划生育以及城市化的背景下，学生的个体差异加大。信息技术的普及，虽然给使用者带来极大的方便，但也让学生奉行“拿来主义”，减少思考的机会，从而延缓形式运算阶段的到来。同时，信息技术作为一门考查科目，也必然面临着重视程度的问题。因此，激发学生的兴趣、发挥学生的主动性，则是提升信息技术课堂有效性的必由之路。在教学中，如何体现学生的主体地位，保持学生的学习动力和积极性，很大程度上要看教师是否把发现的主动权交给学生。按照布鲁纳的观点，“任何学科都能够用在智育上是诚实的方式，有效地教给任何发展阶段的任何儿童”，“儿童应该像物理学家一样思考物理，像历史学家一样思考历史”，学生和专家在同一学科的思考“仅在程度而不在性质。”①因为人类之所以能记住大量的知识，必然以理解了的概念为基础，并在此基础上形成关联。在信息技术学科的教学中，学生应该发现什么？完成任务的具体路径，还是解决某类问题的一般方法？帮助学生完成思维层次的逐渐提升而不局限于简单的技巧学习，是无法用灌输来实现的，引导学生发现问题，发现路径，引发深层兴趣就成了教学成败的关键。
二、发现教学法在信息技术教学中的实施
1.合理情境引导发现
要引起学生的思考，首先要做到的是引发他们的发现动机。根据最近发展区原理，一个较好的选择是他们感兴趣的情境，一个不差的选择应该是学生生活中接触过的例子，或者学习中学习过并已经牢固掌握的问题。不管如何选择，最终应导向教学目标。例如：在世博会期间，一堂教授制作PowerPoint超链接的课程中，教师以世博会各展馆的图片素材为情境。教师花很长时间让学生看完花花绿绿的世博会照片后，然后直接提出做链接的教学任务。而此时学生的注意力可能还在图片上而继续浏览。该情境虽然能激发学生对素材的好奇心，但这不能导向本课的教学目标———自定义幻灯片播放顺序的实现技术———链接。一个较为合适的引入方式是，教师在“游览”完一个馆后，提出要“游览”另一个馆，问：如何快速定位到那张幻灯片，教师演示“无往不利”的链接，这样学生对情境内容的兴趣，会转移到链接技术的兴趣上来。
2.概念支架促进建构
相对于科学概念，很多技术概念是基于问题建构的，因此它们已经包含了解决问题的思维。现代技术的复杂，分工的细化，已经使得任何一个人无法遍历从底层到应用所有的实现过程。因此，理解他人的思维，并基于其实现自己的想法是每个制作和创造产品的人必备的素养。对学习者来说，这些概念是开展任务的起点。要完成基本概念的建构，教师需要采用符合学生认知规律的教学手段。在初中信息技术课上常用的教学方法有：⑴直观建构。初中学生的认知正从具体运算朝形式运算转变，而且发展水平参差不齐。再形象的情境，也无法提单学生自身建构知识的过程。如何用合适他们的方法帮助学生理解概念，是教学中必须面对的问题。案例一：图层的理解。在图片处理和动画制作教学内容都涉及到，教师如果盲目的演示操作，而不帮助学生理解概念，则会导致作品完成过程的盲目性，学生既无法长久记住操作步骤，也无法迁移技能，因为他们不理解这些操作的思维本质。有教师通过实物贴图进行直观演示，一层层地将一副完整的画面贴出来，教学效果经课堂检验非常良好。对动画中图层的理解，还可以通过放映皮影戏来实现。直观教学有助于学生理解抽象的概念。N个角色需要N个图层、背景另需要一层这样的结论是很容易在这种演示后由学生自己得出的。案例二：循环变量的作用。计数循环程序教学中，循环变量的理解一直是一个教学难点。教师想出了如下的方法：请一位同学上来跳绳，另一位同学数数。教师可以提出的引导问题有：学生起跳的次数和数数的关系；学生数数的方式（正数、倒数，……）；然后进行如下关联，循环变量———数数的同学，循环体———跳绳行为。信息本身是抽象的，但是很多概念是基于现实模型建构的，找到概念在现实中的直观原型并展示之，更有助于学生理解这些抽象的概念。⑵类比建构。并不是所有的知识都可直观还原到现实中，但是我们却可以使用学生生活中类似的概念去引导学生建构起抽象的概念。在理论教学中，由于可操作性不强，即便采用实物教学，也不能形成知识的建构。例如：在计算机组成的教学过程中，即便教师采用实物教学法，将计算机主机拆开让学生观看，学生也无法理解冯诺依曼体系五大部件和计算机的工作原理。考虑到初中学生对人进行信息处理的流程已经有了经验层面的了解，因此，我们可以用人脑来类比电脑。例如：教师分析人解决问题的过程，将整个过程的功能实现部分———尤其是人脑的三大功能和计算机的相关功能单元相类比（见下图）。根据常识，学生会相对比较容易记住经典冯诺依曼理论中的五大部件和理解计算机工作原理。他们也会体会到人类的很多发明并不是从天而降，只要善于思考，我们总能从生活中的点点滴滴来获得灵感，进行创造。
3.给学生足够的尝试和思考空间———实践和直觉
要完成一个作品甚至是产品，总是伴随着实践和思维的过程。解决问题的过程，就是尝试和思考的过程。不同的学生认知起点是不同的，有的重尝试，有的重思考，教师既无法统一也无法替代。在提供学习支架等必要辅助的基础下，给学生足够的探究空间是教学过程中必然的选择。这也是为什么信息技术课学生的实践时间一定要得到保障的原因。当学生真正饶有兴趣地展开探究时，既怕教师的突然打断，也怕教师的提前“剧透”。果子应该放在学生刚好能摘到的地方，但是一定要让他们自己去摘，这不仅是过程与方法目标所需，更是“自己动手，丰衣足食”的情感态度价值观目标所需。值得重视的是，并不是所有的推理过程都能被显性的表达，也并不是所有的思维关联即发现都需要原因，在实践领域内灵感顿悟同样存在。如布鲁纳的《教学过程》一书中所描述，“我们仍能把表达思想不清楚的天才和表达思想清楚的白痴区分开来———表现为前者的学生，极有可能通过其解决问题的过程显示出对学科的深刻领会，但很有可能不太能‘说出它是怎样的’”②。白痴一词未必合理，不过表达能力和学生的理解和实践能力并非呈明显的正相关，尤其是对于一些有默示知识或深度知识，实践领域更重理解、重迁移。如，PPT中链接区可用透明形状来实现任意形状点击区这一技巧，操作无难点但思维有跃迁，因此发现过程才更显重要的。该任务的教学过程中，学生因看到成品而坚信至少有一个解决方案，很多学生仅用半节课时间就发现了它。如果这种每次都要“费力去摘苹果”的发现行为都能被鼓励并成为课堂常态，那么将来遇到任何问题，学生都倾向于把“手伸向上方”去尝试一下，而不是“无助地把手伸向别人”。如果相信人具有多样的潜能，那么老师理应有足够的信心相信学生能有自己独特的灵感的乐趣去解决各类问题，“条条大路通罗马”就是信息技术课中问题多样化解决方案的真实写照。乔布斯说：“创新将各种事情联系在一起”。思维用于证明，实验用于验证，而发现更多的源自于联系。直觉思维能力也许来自于他们的勇于尝试和思考的习惯和意识，也来自于他们平时的经验迭代，教育者需要的是启发和耐心。
三．发现教学法带来的思考
当过分注重学科本身的知识结构但脱离学生认知规律的时候，实用主义的教学思路就会抬头。而当过分注重实用主义而忽略学科本身的知识结构时，加强学科系统性的思路就会抬头。矫枉往往过正，而追求新理念的同时，传统课堂的精华经常会被漠视和曲解。建构主义理论重建也重构，因此，发现教学法追求的目标更多应该是智力和精神层面上的，教学内容更多情况下是载体。如何用适合学生认知结构的方式，帮助学生完成知识建构和能力提升，既不陷入放弃形而上的经验主义和实用主义，也不陷入脱离形而下的唯理主义，无疑是教学思维的一次辩证再统一。当探究的思路刚刚被引进到课堂的时候，我们曾经看到教师的主导作用一度消失，但新鲜感仍让这样的课备受好评。而今天的微课、慕课为基础的机械翻转课堂模式仍然在一定程度上陷入了此类误区。稍有反思能力的人应该可以想到，若如此，教师这个职业何以在人类社会发展的长河中得以积淀并存在下来？对于情境、最近发展区、兴趣之类的词汇，如果我们能更多地去思考和发掘理论原意时候，它们并不如我们最初想象中那般，离传统课堂的模式有多么遥远。正如程序设计教学被工具论教学观所取代后，我们仍然发觉很多优秀的信息技术课堂中教师对知识结构的追求和对思维能力的注重。最近发展区，是认知能力层面的还是在认知内容层面的？不可忽略的是，学生最大的相同点莫过于他们每天接受的内容相同的教育。我们很难发现一种内容的素材能涵盖所有学生的经验，社会多元化强化了这种差异，学生认知经验的交集其实比较有限，特点相仿但内容各异。选择教学情境时，我们会遇到众口难调的麻烦，但结构的相同是老师必须把握的。学习动机是纯粹兴趣吗？兴趣本身又包含了什么？对于信息技术课的兴趣，应该不仅仅是看到素材或软件界面时候的新鲜感。当学生能用它们解决一些问题时，他会觉得这门课有用，他们会有基本的学习动机。但学生能用计算机完成一些自己以前从未想到过的应用时———甚至有些应用它的设计者都不会想到，他应该已经乐在其中了。让他们像IT专业技术人士一样思考，感受到同样的实践、思考和创新的乐趣，这才是这门课的终极目标。任何高度发展的兴趣，都属于基于深度学习的核心素养。发现的能力，不仅仅源自于他们的手和脑，更源自于他们的内心。任何一门学科都是有趣的，只要他们愿意去发现，专职老师的作用就是尽可能引导更多的学生发现属于这门学科的乐趣，为他们将来在需要发现的时候，多几种“连线”的方式与选择，并让他们的内心多一道色彩。
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