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1、广西师范大学硕士研究生学位论文 利用网络资源进行科学课程的合作探究性学习研究 The Study of Learning on Cooperation Inquiry into Science Curriculum by Means of Internet Resource 院系：化学化工学院 年级： 2001级 学科专业：课程与教学论（化学 ) 研究方向：科学教育信息化 导师：黄璣 研究生：王涛涛 完成时间：2004年 4月 致谢 致谢 三年的硕士生活即将画下句号，此刻除了喜悦、不舍之外，更夹杂了无限的 感谢之意。我的父亲和母亲，从小就开始辛苦的培养我，无私的支持我成长、学 习，没有你们的支
2、持，就没有我现在，亲爱的姐姐也无时无刻不关心着我，由于 你们我今天才取得一点点成就，我真的要由衷的说一声 “ 你们辛苦了，你们永远 是我最大的精神的支柱！ ” 。我的导师黄璣副教授，您做学问的态度永远是我学习 的楷模，在这 3年中您不仅仅指导我的学习，而且在做人、做事上都指点了很多， 并且在生活上给我许多的关心。您给予我的知识和做人的磨练，无论是这 3年还 是未来的 发展，是我的一笔最大的精神财富，我的成长离不开黄老师的心血。我 要感谢唐力教授。唐老师素以治学严谨著称，始终关心我的成长，在我的毕业论 文的完成过程中，倾注了许多心血，对我的论文仔细的审阅和指正，使我的论文 更加完善，其治学的风范
3、令人折服。 我还要感谢文庆城副教授的指导，文老师在我学习过程中指导了我很多。 并且我还要感谢华南师范大学的钱扬义老师，对我的论文提出很多意见；感 谢广州大学的魏冰老师，对我的论文修改提出建议；南京师范大学新闻与传播学 院的博导李艺教授、一直很热心的解答我的问题；感谢远在大洋彼岸美国 的 BUFFALO大学柳秀峰教授对我的开题以及论文修改提出了很多宝贵的建议。 感谢南京师范大学新闻与传播学院我的好友柯俊，在我学习、做毕业论文期 间，给予我很多启示，对我的毕业论文提出非常细致的修改意见，我非常庆幸自 己能有这样的朋友，感谢安徽师范大学教育科学院洁茹，感谢南京师范大学化学 教育研究所的程萍。 朋友是
4、一辈子的，感谢那些在广西师范大学时代的同学们，在这 3年中，感 谢你们支持和交流，斯林、智慧、慧芳谢谢你们了。即将告别美丽的桂林，我会 永远记得这一段难忘的时光，需要感谢的人太多了，再一次向所有的师 长、同学、 朋友说一声 “ 谢谢，谢谢你们了 .” 。 仅以本文，代表我无限的感激 . . I 王涛涛于 2004年 4月 利用网络资源进行科学课程的合作探究性学习研究 中夂摘要 面向 21世纪的基础科学教育培养学生科学素养具有开放性和活动性，要求教 学不能局限于校内、课堂和书本，必须开放教育空间、拓宽教育渠道，进行开放 式的教育活动。教学活动由课堂教学延伸到课外，引导学生参与自主的实践活动 ,
5、探索途径和方法等均可以灵活多样，为学生提供发展创造性思维和实践的机会。 探究学习是一种以学生的知识探究活动为主的教学策略，主要是指教师在教 学过程中提出问题以及教师提供与教学相关的资料，让学生主动进行假设、探索、 验证、归纳、解释以及讨论活动。虽然探究式教学有许多优点，但在实施的过程 中也有不少的困难，例如学校缺乏必要的实验仪器、图书资料以及活动场所、所 需吋间较长等，使教师和学生无法或者是不易开展探究式教学。 以多媒体网络来辅助学习是全球教育发展趋势，而科学教育的目的之一是在 增进学生的科学探究能力。本研究希望探索一种有效地应用网路资源进行合作探 究学习的活动课程方式，即以网 络资源为基础
6、,利用探究性问题去引导学生思考， 通过学生展现概念图建构属于自己的知识，进行有意义的学习。在学习的过程中， 学生彼此交流所收集的资料、个人的想法以及个人概念图作品，达到互助合作、 信息共享的目的。此外，本研究希望可以兼顾个人的作品以及小组的作品，在个 人概念图的基础上产生小组概念图，建构学习共同体知识。经过在桂林中学 223 班的教学行动研究，研究结果发现： 1、 在科学课程教学中利用网络资源进行合作探究学习的活动课程方式，可以有 效整合探究学习策略、合作学习策略以及利用概念图呈现知识，并提供学生一个 相互合作以进行探究知识和呈现知识成果的学习环境。 2、 本研究依据认知和教学理论，提出在科学
7、课程教学利用网络资源进行科学课 程的合作探究学习模式及学习活动，包含设定主题与计划、个人探究学习、合作 探究学习、建构小组成果以及成果展示与讨论等阶段，可以作为在活动课程中有 效的教学策略。 3、 在设定主题与计划阶段，学生在阅读教材完毕后，可以根据问题先形成假设 再到教材中寻找证据，建构出个人概念图，但是学生构图的作品个别差异比较大。 致谢 4、 在个人探究学习阶段，学习者非常喜欢到网络上探究证据，且其浏览的网页 也与主题相关，只是将阅读后的成果加以组织和表达在记事本上的结果不太理 想，主要表现为大量内容的堆砌，没有对其进行整理加工。 5、 在合作探究学习阶段，学习者可以透过相互交流进行资料
8、、电子作品和观点 上的分享。学生非常喜欢讨论各自的观点进行的沟通，其次是记事本的分享，最 后是概念图的分享。 6、 在建构小组成果阶段，投票策略可以协助成员产生小组的共同成果，但是在 协商、沟通、妥协的过程中，往往需要牺牲自己的想法，迁就作品比较完整的同 学，达成共识的情况较少。 7、 利用基因算法进行分组情况，由于此次研究时间较短，效果不是很明显，但 是也在部分小组体现，有些低质的同学学习动机明显提高。 研究表明利用网络资源进行科学课程的合作探究学习的活动课程方式，可以 较好的整合探究学习的策略、合作学习的策略与概念构图知识的特点，给学生提 供一个合作进行知识探究和展示、交流成果的学习环境。
9、但是由于本人的理论水 平和教学实际操作水平能力的有限等原因，本研究有待于进一步完善和发展。 关键 词：科学课程；网路资源；活动课程；合作探究；概念图；基因算法；合作 学习分组；电子作品 in 致谢 The Study of Learning on Cooperation Inquiry into Science Curriculum by Means of Internet Resource Abstract In the 21st century elements science education refer to train student to have opening and act
10、ivity science literacy. Knowledge are not be teach in the school, classroom and textbook but also outside of the school, the education activity need to open education space, develop education channel, inducting student to take part in the independent practice. Method of explore is flexible, we must
11、supply the chance to develop students creational thinking. Inquiry learning is a teaching strategy that mainly thought student knowledge inquiry activity. Teacher present question and offer the information which relate to teaching, then student begin supposing, exploring, validating, concluding, com
12、mentating and discussing. Although there are many advantage of inquiry teaching, there are many difficulties in the course of implement. For example, many schools are shortening of necessarily experiment instrument， books， reference， stage. It will take us long time to finish the activity. All the r
13、easons are said make the teacher and student can not or are not easy to develop inquiry teaching. It is trend of development of global education that use of multimedia and internet to assist teaching. One of the aims of science education is enhance the students science inquiry ability. This paper pr
14、esent a course method which be use of internet to induct student inquiry, that is said based internet using inquiry question to induct student thinking, construct own knowledge by conception chart. During the learning, students can communion the information thinking and conception chart, so win the
15、aim of cooperator and sharing the information. This paper also hope have both individual and group words, develop group concept map form individual concept map and construct learning community knowledge. We have a research in class 223 Guilin school; the major finIV 致谢 (2) The web-based collaborativ
16、e inquiry learning activity including anchoring and planning phase, inquiry by individual phase, collaborative inquiry phase, building groups product phase ， and product presentation and discussion phase. (3) In anchoring and planning phase， the students concept mapping product showed significant in
17、dividual differences. (4) In inquiry by individual phase, students crave for search evidence on Internet but the product are not fruitful for every student. (5) In collaborative inquiry phase, students can collaboratively complete their inquiry task by the idea sharing, data sharing, and product sha
18、ring processes. (6) In building groups product phase ， voting mechanism can help group member produce groups product but students seldom have a common consensus. The research show the science educational model which web-based cooperator inquiry can conform the characteristic of inquiry learning stra
19、tegy, cooperative learning and concept mapping, supply a communication circumstance for student. Due to my theory and teaching operator ability are limited, the research wait develop more. Key words: science course, internet information, activity course, cooperative inquiry, concept mapping, genetic
20、 algorithm, operational learning classification, electronic works v _ _ 目录 mm - 1 中文摘要 - ii 英文摘要 - IV 第一章绪论 - 1 第一节研究背景 - 1 第二节研究动机 - 5 第三节研究内容与限制 - 8 第四节研究方法 - 8 第二章理论基础 - 11 第一节建构主义学习理论 - 11 第二节信息化环境中的科学学习 - 13 第三节探究学习的意义、模式与应用 - 17 第四节合作学习的意义、理论与应用 - 20 第五节概念图的意义与应用 - 22 第三章利用遗传算法进行合作学习分组 - 26 第一
21、节遗传算法的基本思想和方法 - 26 第二节利用遗传算法进行合作学习分组 - 30 第四章利用互联网资源进行科学课程合作探究学习过程一一 34 第一节活动课程教学设计 - 34 第二节教学活动实施（案例一） - 38 第三节教学活动实施（案例二） - 41 第五章研究结果分析和展望 - 43 第一节研究结果分析（案例一） - 43 第二节研究结果分析（案例二） - 47 第三节研究结论与展望 - 52 参考文献 - 59 攻读学位期间的研究成果 - 63 附录 - 66 VII 第一 章 绪论 第一节研究背景 一、 物质基础 随着计算机技术和网络技术的发展和应用，信息技术已经深入到人们的工作、
22、学习和生 活等各方面。硬件技术和网络技术的突飞猛进，使计算机机和互联网不再为精英阶层所独享 ; 图形用户界面 （ GUI)的普及、用户交互行为的日益友好，为计算机和互联网走向大众铺平 道路。 在信息社会里，信息的获取、加工、处理、交流、发布和应用能力将成为衡量现代人基 本能力和文化水平的重要标志。培养学生的信息素养，提高学生处理和运用信息的能力，成 为新世纪教育的重要内容和任务。 与其它国家相比，我国的中小学信息技术的起步较晚，但是发展很迅速。 2000年 11月 14日教育部出台了关于中小学实施 “ 校校通 ” 工程的通知（以下简称通知 )，决定在中 小学实施 “ 校校通 ” 工程。 “ 校
23、校通 ” 工程的目标是：用 510年时间，使全国 90%左右的独立 建制的中小学校能够上网，使中小学师生都能共享网上教育资源，提高所有中小学的教育教 学质量，使全体教师能普遍接受旨在提高实施素质教育水平和能力的继续教育。 具体目标是： 2005年前，争取东部地区县以上和中西部地区中等以上城市的中小学都 能上网；西部地区及中部边远贫困地区的县和县以下的中学及乡镇中心小学与中国教育卫星 宽带网联通。 2010年前，争取使全国 90%以上独立建制的中小学校都能上网。不具备上网 条件的少数中小学校也 可配备多媒体教学设备和教育教学资源 1。 二、 政策支持 互联网是未来社会的重要的信息传播工具。在信息
24、海洋里如何获取所需要的信息，如何 将获取的信息转变为知识，这是生活信息社会中的人必须具备的基本能力和素质。信息技术 在教育领域应用水平和层次的深入，使信息技术从最初的学习对象（学习信息技术课程基本 知识）、学习工具 （ 将信息技术作为演示、交流、个别辅导等工具）已发展成为学生学习环 境的一部份。信息技术提供了丰富开放的资源环境，为学生进行信息加工、协作交流、研究 问题提供了良好的平台支持，促进了教育内容、教育目标、教学方法和教学组织架构的全方 位的改革。 放眼欧美国家推广信息技术教育基础建设，将教学和研究互联网的建设和信息资源的应 用列为主要的目标，其目的是要使所有的公民都学会运用信息技术，促
25、进社会的发展，。如 1 在美国、瑞典等欧美国家，在中小学课程实施计划中，鼓励学生利用互联网资源主动 学习。 2002年秋天，美国 99%的公立学校 （ public school)已经联入了互联网（资料来源： National center for Education Statistics. Digest of education statistics 2002.)。各国未来的教育理 念，无不体现从单纯的知识记忆存储转为手脑并用、学以致用的能力倾向。 学校教育作为传授知识和培养能力主要场所如何应对信息社会的挑战，培养出适应信息 社会发展需求的学生，成为教育的重要问题。在新一轮基础教育课程改革中
26、，将课程改革的 核心目标即课程功能的转变：改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习 态度和正确价值观的过程。即从单纯注重传授知识转变为引导学生学会学习，学会合作，学 会生存，学会做人，打破传统的基于精英主义思想和升学取向的过于狭窄的课程定位，而关 注学生 “ 全人 ” 的发展。 在学习方式上，要改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导 学生主动参与、乐于探究、勤于动手、培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、 分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。以往长期的灌输式学习使学生变得内向、被 动、缺少自信、恭顺等自然也就窒息了人的创造性。学习方式的改善是
27、以教师教学行为的变 化为前提的，因而我们把教师教学行为的变化和学生学习方式的改善视为本次课程改革成功 与否的重要标志。 纲要第十一条明确提出， “ 大力推进信息技术在教学过程中的普遍运用 ” ，并对这种 应用的立足点作了明确的阐述： “ 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、学生的学习方式和师生互动方式的变革 ” ； “ 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。 ” p，例如在中小学开设信息技术课 程的目的就在于 “ 使学生具有获取信息、传输信息和应用信息的能力。培养学生良好的信 息 素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的
28、手段，为适应信息社会的学习、工作和生 活打下必要的基础。 ” 信息技术课程的教学任务之一就是推进信息技术和其它学科的整合， 鼓励在其它的学科的教学中广泛的应用信息技术手段。在信息化的学习环境中，将信息技术 与科学课程整合，对于深化科学课程的教学改革、提高教学效率以及培养学生的整体素质和 全面能力都具有重要的意义。这样有利于学生的学习，这样从而可以提高知识的迁移的概率。 在新课程改革理念的指导下，本研究进行了利用互联网络资源进行科学课程的合作探究 性学习模式的探索。 利用互联网资源，创设多元化的学习环境，给学生提供生活化的问题情 境，提供从不同角度审视以及解决问题的机会，训练学生发现知识与问题情
29、境之间关系的能 力，提高知识迁移的概率，促进信息素养的培养。 2 三、普通高中开设综合实践活动课程 2000年 6月，教育部正式印发了全日制普通高级中学课程计划 (试验修改稿 ） ， 新的课程计划增设了 “ 综合实践活动 ” ，以帮助学生能够适应时代的要求，培养学生的创新 精神、实践能力和终身学习的能力。 (一） 综合实践活动课程的目标 近年来 .随着基础教育改革的不断深入，人们对学科课程所暴露出来的弊端的认识日趋 深化。如忽视学生素质的全面提高与个性才能的充分发展，忽视学生的兴趣，忽视实践性环 节和学生毕业后走向社会就业的需求，脱离学生的生活环境和经验等，这些与提高全民族 科学文化素质、培养
30、创新能力的教育总目标要求是有一定差距的。而建立在自愿、自觉、自 主基础上的活动能帮助青少年积累大量的感性认识，拓宽知识面，有助于形成正确的观点、 信念、判断和行为习惯；有助于发展学生的特殊才能，满足多方面的需求，在实践过程中 理解人的发展，从而促进学生的 全面发展。因此，综合实践活动课程是为改善学生的学习方 式，培养学生的自主学习意识、创新精神和实践能力以及积极参与社会生活、服务社会的意 识而设置的。综合实践活动课程的目标有以下三方面。 1. 培养学生参加综合实践活动的积极态度。它主要包括：关心、参与和进取。关心，主要 是使学生对实践活动的每一个环节能自觉地给予注意；参与，主要是让学生能够成为
31、综合实 践活动的每一个环节的参加者；进取，是关心和参与的延伸。 2. 培养学生的六种能力：独立思考和独立完成任务的能力；人际交往与合作的能力；语言 表达的能力；领导和被 领导的能力；收集资料的能力；动手操作的能力。 3. 让学生理解所学习的知识。但这里的知识是指经亲身体验、亲自尝试而来的经验总结，是 淡化了学科界限的综合知识。因为实践活动是以某一特定任务的完成为目的，各种有关知识 相互交融并统一在具体的任务中。学习和获取知识的过程也是各科知识自然和谐地结合的过 程。 (二） 综合实践活动课程的界定 综合实践活动课程是一种充分发挥学生的主观能动性，以学生的自主学习和直接体验、 感受为基本学习方式
32、，以个性养成为基本目标的课程。课程内容所涉及的范围很广，可以 是几门学科知识的综合 ，既包含文科知识同时也包含理科知识，还可以涉及所学学科以外的 知识，在学习过程中，课程强调学生的亲自参与和实践。综合实践活动课程的综合性主要有 以下儿种含义。 1.目标的综合性。课程的目标不只是学生对知识的学习，同时也是学生的技能培养与良好 3 态度的形成，尤其是学生的实践能力、问题解决能力、创新能力的发展。综合起来即 是健全人格的养成。 2. 知识的综合性。该课程的学习内容是集人文学科和自然学科为一体的综合知识。如以 人类与环境为载体的综合活动课涉及人口学、环境学、生理学、地理学、信息学等多学科的 知识。 3
33、. 能力的综合性。该课程对学生进行系统的能力培养。用生动的事例介绍人类在社会和自 然活动中所积累起来的宝贵的科学思维方法；课程还教会学生如何去查阅资料，如何从社会 调查中去获取信息、处理和归纳信息；教会学生独立研究课题与开展课题研究的方法，以提 高学生的研究能力。要求学生具有计算机处理数据的能力；要让学生做论文宣读和论文答 辩，培养用汉、英语进行语言交流的能力等。 4. 活动的综合性。该课程的活动是在教师的指导下，以 学生的创造性学习为主体的一种活 动。它包括：听教师和专家的讲座、看录像资料、查阅图书文献、参加社会考察调查活动、 确立研究课题、开展个体与群体相结合的研究活动、写论文报告等系列活
34、动。教师的指导体 现在活动的组织、实施与管理等方面，师生间的活动是双向交流、相互促动的过程。 5. 评价的综合性。对该课程的评价，不完全在于论文或作品水平的高低，同时要关注学生的 能力是否得到有效的培养和发展。是一种学习过程的评价，也是集知识体、思维链、能力键、 再生力 (学会学习的能力）为一体的综合体。 (三）综合实践活动课程与创新 教育、分科课程的关系 素质教育是充分弘扬学生主体性的教育，是一种基础性、发展性和创造性的教育。创新 教育是依据社会主义现代化对人的要求，有目的地培养青少年学生的创新精神、创新能力和 创新品格的教育。综合实践活动课程的设置能培养学生的创新精神、创新能力和创新品格。
35、 创新精神，主要包括好奇心、探究兴趣、求知欲，对新异事物的敏感，对真知的执着追求，对 发现、发明、革新、开拓、进取的百折不挠的精神。创新能力，主要包括创造思维能力，创 造想象力，创造性的计划、组织与实施某种活动的能力。创新品格，主要包括责任感、使 命 感、事业心、顽强意志、毅力，能经受挫折、失败的良好心态。传统的分科课程比较偏重 各种化的知识体系，肢解了学习内容，使学生无暇对自己所感兴趣的领域进行深入的研究 和广泛的涉猎。在高中阶段，学生的志向、兴趣和能力等各方面的发展逐步有所定向，共同 的知识基础是必要的，但这种基础已不必是各类分科的系统知识，只需要形成学生一定的 认识自然和社会的能力、观点
36、和方法，使其能够在从事各自选择的工作中产生迁移。综合实 践活动课程的设置为发展学生不同的个性提供了可能，有助于改变分科课程的弊端，为课程 4 个性化奠定综合知识基础，能够为学生的学习提供更广阔的知识背景。 第二节研究动机 科学包括社会科学和自然科学两大类。采用自然科学的思维方式并根据其研究成果，依 据学生心理发展特点而编制的课程，通常称为自然科学课程，或科学课程 （ Science Course), 我国习惯上称为综合理科课程。根据对自然界研究的具体的对象不同，科学课程又被划分为 物理、化学、生物、地理等成分科课程。 从以下出台科学各课程标准（见表 1 一 1)，可以看出，在学习方式上，特别强
37、调学生通 过科 学探究获取知识，科学探究成为学生建构知识的有效手段之一。倡导在各门课程的学习 中，要加强过程性、体验性目标、引导学生主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究，从 而实现学生学习方式的变革；改变单一的记忆、接受、模仿的被动学习方式，发展学生收集 和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。 在评价方式上，各学科课程标准力图结合本学科的特点提出有效的策略和具体的评价手 段，引导学校的日常评价活动更多地指向学生的学习过程，从而促进学生的和谐发展。课程 标准中建议采取多种方法进行评 价。如：成长记录与分析；测验与考试；答辩；作业（长周 期作业、短周期作
38、业 ）； 集体评议等 表 1一 1科学课程的学习理念 课程标准 学习理念 化学 强调探究性的学习，增强学生学习化学的学习兴趣；提供给每个学生 平等的学习机会，强调培养学生如何学习化学知识、技能、方法和态 度，并注意因材施教；注意在新课程中设置情境，从与学生相连的日 常生活入手；在探究性学习的同时注意培养学生的科学态度，和科学 方法等等 物理 改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学 研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。改革以书 本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样化的教学方式，鼓励将信息 技术渗透于物理教学之中。 生物 倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式
39、，引导学生主动参与、乐 于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取 新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等， 5 突出创新精神和实践能力的培养。 地理 改变地理学习方式。要根据学生的心理发展规律，联系实际安排教学 内容，引导学生从现实生活的经历与体验出发，激发学生对地理问题 的兴趣，培养地理学习能力，鼓励积极探究，使学生了解地理知识的 功能与价值，形成主动学习的态度。 科 学 （ 3 6) 科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习 的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途 径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使
40、他们在像科学 家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究 能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科 学发展的历史 科学 （ 79) 发展学生的科学素养离不开科学的学习过程。科学的核心是探究，教 育的重要目标是促进学生的发展，科学课程应当体现这两者的结合， 突出科学探究的学习方式。应给学生提供充分的科学探究机会，让学 生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学 方法，发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解。 (资料来源：作者整理 ) 探究学习是一种以学生的知识探究活动为主的教学策略，主要是指教师在教学过程中提 出问题以及教师提供与教
41、学相关的资料，让学生主动进行假设、探索、验证、归纳、解释以 及讨论活动，教师在学生学习过程中主要起着引导者作用，引导学生主动学习 3。同时，探 究学习是一种引导策略，通过设疑或者是调查，事以刺激学生学习的兴趣，鼓励学生追求事 物真正的本质，澄清问题以及观念，培养学生独立思考、推论或者是归纳等能力。 虽然探究式教学有许多优点，但在实施的过程中也有不少的困难，例如学校缺乏必要的 实验仪器、图书资料以及活动场所，以及实行探究教学需要比较多的教学时间，这与国家和 学校规定的教学课时计划就会有冲突，教师有时无法在规定的教学时间里完成教学任务，这 些使得教师和学生无法或者是不 易开展探究式教学。在探究式教
42、学中，囿于传统课堂教学模 式，除了少数的优秀的学生，对于较多的学生的学习形成了困难，较难进行深层次的思考。 此外为了让探究式教学更为有效，需要提高学生的探究学习动机和兴趣，让学生明确的了解 6 探究学习中的哪些科学探究技巧，以及需要让学生对于背景知识有所了解 4。 针对实施探究教学的困难和问题，我们认为可以尝试以下几种方式： 一、 中学课程体系由学科课程和活动课程组成。我们认为，活动课程应是以学生自主活动为 主，培养学生全面素质的一门综合课程。这不是学科课程的补充或延伸，它是与学科课程相 对独立的课程。活动课程不宜分得过细，根据当前实际情况，建议活动课程分为规定学习内 容和机动学习内容两大块，
43、除了课堂之外我们可以充分的利用课余时间来完成机动学习内 容。 二、 利用互联网络开展探究活动，解决学校部分实验仪器、学习资料等不足的问题。互联网 络具有资料丰富、更新迅速、获取容易等特点，学生在互联网上进行探究学习，可以克服由 于部份仪器和资料的缺乏的困难。 三、 绘制概念图 （ Conceptmapping)， 辅助学生对于单 元探究主题的理解，促进大多数同学 对问题进行深层次思考的能力。概念图符合认知心理学的认知发展理论、建构主义的知识建 构理论，以及教育心理学的有意义学说 （ meaningful learning)， 是目前科学教育领域应用的 比较广泛的教学和学习策略 5。运用概念图进
44、行教学，能更好的组织和呈现教学内容 6，能 更有效的监控自己的教学过程中和自身概念的发展，更为强调概念和原理的重要作用。利用 概念图进行学习，可以更好的组织自己所学的概念，较好的感知和理解概念在知识体系中的 位置和意义，有效的降低自己的焦虑水平。 四、 组织学生之间的进行合作与讨论，共享信息，克服在科学探究的过程中遇到的种种问题， 减少学习的阻力，增加学习的动机与效果。合作学习是指，按照学生不同的能力、性别等特 点进行分组，使小组成员之间进行有效的交流。合作学习是一种有结构、有系统的教学策略。 教师可以根据学生的能力、性别以及其他的学生特征，组成 2 6人的异质性成员小组，并 鼓励小组成员为了
45、达到共同的学习目标而相互合作，从而提高个人的学习效果 7。随着计算 机网络的普及，网络环境中的合作学习行为和效果，也吸引了许多研究者的关注 891 。 五、 合作学习的成功实施除了教材设计和教师的教学设计之外，分组是一个关键的因素。我 国目前采用的分组一般是将座位相邻的学生分为一组，教师无法依据学生的特点和学习内容 性质，灵活地组织学生的合作学习活动，也不能为学生的合作提供针对性的指导，只能简单 地要求学生以小组形式进行活动。这样并不符合合作学习组内异质组间同质的分组原则。而 要有效的进行分组必须考虑学生的性别、学习成绩、能力等方面的差异，本研究中利用遗传 算法的思想研究合作学习的分组策略，通过将学生的基本情况分别进行编码，实施遗传操作 最终得到分组结果。该策略不仅有效保证符合分组原则，也给成功实施合作学习奠定了基础。 7 以多媒体网络来辅助学习是全球的趋势，而科学教育的目的之一是在增进学生的 科学探究能力