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信息技术辅助科学探究
近年来,一方面,青少年科学究活动蓬勃发展,却仍面临着学生总体科学素质水平低,对需要主动探究、创新发展的活动毫无兴趣的窘境;另一方面,信息技术教育虽然发展得红红火火,但一直都停留在浅层的应用上,学生无法真正做到把学到的计算机技能学以致用,仅仅只是为了应付考试。如何让学生主动地参与到科学探究活动中来,同时又能把学到的计算机技能运用到实践中,让信息技术与青少年科学探究活动相结合,使其成为一种让学生自主学习、探究学习的辅助手段,是值得探讨的方法。为此,我在以下三个方面进行了尝试。

一、将信息技术有机地融入科学探究活动中
  现代教育中,随着信息技术的发展,在教学中引入计算机技术已不是什么新鲜的方法,因此在科学探究活动中使用信息技术也将是一个发展方向。在具体应用时,信息技术必须与科学探究活动的思想、观念相结合,不能只是手段上的新颖和内容上的增多。在实际的科学探究活动中,更不能仅为追求时尚而盲目地使用信息技术,使之成为简单的“人机对话”。另外要注意的是,教师应该在进行科学探究活动的不同项目或不同活动阶段,根据活动的内容、学生的认知特点以及教师个人特长,选择恰当的信息技术手段,充分发挥其优势,为学生的探究学习提供有力的支持。如:从2003学年度第一学期开始,我与航空模型组教师合作,在航空模型课程中加入了计算机辅助设计的课程,目标是希望学生在学习计算机CAD辅助软件的使用方法后,从S6A飞机模型的简单零部件开始进行制图,然后完成整个飞机零部件的平面视图,最终尝试制作S6A飞机模型的三维视图,并和实际模型进行比较。在活动的初期,学生们对利用计算机进行制图抱着可有可无的心态。他们认为,手工绘制的图形已可以满足航空模型制作的要求,何必再多此一举呢!对此,我在教完直线的绘制后,就让学生根据已有的数据利用AUTOCAD绘制了S6A飞机的机翼,并要求学生在绘制完成并打印输出后,将计算机绘制的机翼与他们先前在坐标纸上人工绘制的机翼进行了比较,看看哪一个更平滑,利用哪一张图纸制作出的机翼更符合航空模型制作的要求,答案不言自明。随着课程的深入,学生开始兴奋起来,对计算机制图的兴趣越来越浓厚。在活动过程中,开始自觉地比较、分析手工绘制的平面图与计算机CAD辅助设计软件绘制的平面图有何不同。有的学生还主动尝试着改变已知数据,以期让图形更加完善,更加符合空模制作的要求。我们计划,在绘制、制作完成一架完整的S6A飞机模型,并进行发射训练后,要引导学生进一步探究、比较和分析,使其在实践的基础上,能够发现问题,进行修改加工、不断完善。

二、利用信息技术激发学生对科学探究活动的参与
  没有学生的参与,就没有科技活动目标的实现。学生参与的前提是学生的注意,指向活动的内容,对活动内容产生兴趣,形成参与的欲望,思维才得以活跃起来。如何启动学生的参与意识,让他们成为科学探究活动的主人呢?答案就是利用信息技术,激发学生探究的兴趣和欲望。信息技术使学生对知识、信息的获取直观而形象。处于青少年时期的学生,直观记忆力远远胜过抽象记忆力。实验证明:单凭听觉获取知识,只能记忆百分之十五的内容;单凭视觉获取知识,只能记忆百分之二十五的内容;但如果同时调动视觉与听觉就能记忆百分之六十五的内容。信息技术充分发挥了声、电、光、影、形、色等多元素的功能,突出了形象,让学生的视觉和听觉同时受到刺激,从而激发学生学习的积极性,促使其主动的探求知识。因此,应该根据科学探究活动的内容,利用多媒体为学生创设犹如“身临其境”的情景,激发学生探究的兴趣。如:在开展“网络给我们带来了什么”的探究活动时,首先利用多媒体,放映一部关于人类通讯发展历史的小电影,接着启发学生探讨:从鸿雁传书——越洋电话——电子商务,现如今,是什么突然拉近了我们彼此之间的距离,使远隔重洋的人也能随时进行可视化交流。这样的引入,激发了学生探究的欲望,使他们学习兴趣浓厚,能够积极主动地参与到活动中去。在探究活动过程中,学生们经过了充分的调查准备,获取了第一手资料。当进行交流时,他们提出了各自不同的见解:有的说,网络让我们的距离一下子拉近了,即使远隔重洋,也可以不受任何限制的进行交流;有的说,网络让我们的生活更加丰富多彩了,它让我们可以足不出户,了解天下大事小事,认识世界各地的朋友;也有的另辟蹊径,他们说,网络让我们的生活中多了很多疾病,因为我们花越来越多的时间坐在电脑前一动不动,这对眼睛、腰、肩膀都不好等。但无论学生持何种观点,他们都用详实的论据来证明了自己的观点。这也说明了在这次探究活动中,学生真正投入了进去,成为了这次探究活动的主人,因而取得了不错的成果。

三、利用信息技术为师生互动的探究创造条件
  科学探究活动要培养学生的创造思维能力,让学生主动参与到活动的过程中,开放头脑,敢想、敢说、敢做。教师可以借助MSN等网络即时通讯工具,与学生进行交互学习,实现师生、学生相互之间正确的情感、态度和价值观的交流,并参加各种类型的讨论活动。这也使信息由师生双向交流向多元化转换。因此,教师要充分灵活运用网上的各种资源。如:2003年的世界环境日活动中,除举行了象往常一样的大型活动外,还在“与绿色同行”网站上设立了聊天室,在特定的时间段内,提供学生与专家之间的即时性交互活动。
  在运用网络讨论的过程中,学生从不同角度对自己的课题提出问题,产生新的探究动机。而教师则帮助他们建立正确的研究方向,以获得有效的科学结论。这样学生的想象、分析以及判断能力都能得到综合的培养,更能培养独立思考、创新能力和团队合作精神,使学生在轻松、愉快、趣味盎然的气氛中得到答疑解惑。
  除此之外,教师和学生都可以在“与绿色同行”的交流论坛中发布言论、评论或进行答疑。同时,教师还向学生提供一些其他环保网站,让学生带着问题和任务,通过信息技术的帮助进行自主探究,充分发挥他们的主观能动性。这样不仅能扩大学生的知识面,培养学生的独立能力,养成良好的学习习惯,更重要的是,它使活动不再单纯依赖于教师的指导就可达到交流和反馈的目的。
  科学探究活动的成功,不仅要借助教师的指导,有时更要依靠学生之间的互相合作。如:在上海市“壳牌美境行动设计方案”活动中,学生提出了构建学生环保网站的设想。在随后的实践中,学生们根据不同的特长和所参与的环保课题的不同,分成各个合作小组,分别进行课题资料搜集、课题摘要撰写、网页制作等任务。通过上网搜索与下载,获得与课题相关的资料,并进行加工。然后分工合作,建立展示课题的网页。最后经过一段时间,在教师的指导下,学生建立了一个环保网站——与绿色同行。该网站主要以展示区内学生环保课题、报道区内学生环保活动为主,目标是成为区内热爱环保的学生与专家及同道间进行交流的乐园。