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1、促进知识识整合的的科学探探究式学学习环境境设计基于于对WIISE网网络探究究平台的的评介黄 都都一、基本本理论思思考无论是低低级动物物还是作作为高级级动物的的人，一一旦降生生于大自自然的怀怀抱里，要要想获得得生存和和进一步步发展，都都离不开开学习。学习是是需要一一定的环环境的，学学习的结结果也会会因环境境给养的的不同与与千差万万别，例例如，早早期的“狼孩”实验，将将刚出生生的婴儿儿放进狼狼群之中中，其成成长的结结果就是是一只具具备典型型的“狼”的行为为特征的的“狼孩”，而不不是我们们所指的的具有社社会性的的“人”。要使使人成长长为名符符其实的的“人”，既需需要自然然环境，更更需要社社会环境境。
2、在自自然环境境中，人人挺多也也只学会会了如何何生存；而置身身于自然然和社会会共同构构成的学学习环境境中，人人则有可可能既学学会生存存，又学学会交往往、学会会求知和和学会做做事。应应该说，人人的学习习环境是是自然性性和社会会性的有有机统一一，这种种统一性性是人与与自然、社会互互动过程程中自动动生成的的。我们们的学校校教育，正正是为了了使一个个人在经经历更为为系统的的学习之之后，能能够在日日后与自自然和社社会互动动过程中中得心应应手、有有所作为为。然而而，长期期以来，我我们的学学校所为为学生制制造的学学习环境境，却与与他们日日后或当当前身处处的自然然和社会会环境特特征相去去甚远，这这使得一一个人在
3、在其人生生发展过过程中，在在学校里里是一种种人，而而在自然然与社会会里又是是另一种种人，人人的生存存和发展展是不谐谐和、不不连续的的(如图图1-aa所示)。于是是，要求求学校教教育要与与自然、社会相相融合的的课程与与教学改改革之呼呼声日益益高涨，根根据这种种融合的的观点，学学校中的的每一个个人同时时也是社社会中的的人，他他们所处处的学校校学习环环境是整整个自然然和社会会学习环环境大系系统中的的一部分分；人所所处的学学习环境境是开放放的、充充满变异异的，而而不是封封闭的、不变的的(如图图1-bb所示)。这种种认识，已已经在一一些教育育实践中中得以体体现。学校学习环境自然和社会学习环境人学校学习环
4、境自然和社会学习环境人(a) (b)图1 不同教教育实践践中对学学习环境境的处置置事实上，我我们大多多数老师师在进行行课堂教教学设计计与实施施时，只只是凭借借经验和和感觉来来进行，并并未意识识到我们们所做的的工作是是学生学学习环境境的设计计，而这这种学校校学习环环境与自自然和社社会学习习环境之之间到底底有何区区别与联联系？就就更少去去琢磨了了。但是是，对于于教师和和研究者者而言，在在经济、社会的的发展及及其相应应的教育育改革的的长河中中，对学学校学习习环境进进行理性性地、精精心地设设计是有有必要的的、不可可回避的的、可能能的工作作。在学学习环境境设计的的过程中中，在以以下几点点可成为为我们思思
5、考与行行动的基基本指导导：(1) 以人为中中心，着着眼于人人的学习习与发展展。即把把人看作作是终身身学习者者。学校校学习环环境仅仅仅是人的的一生中中最关键键的成长长环境之之一。有有机会进进入学校校学习的的人，在在其日后后处理自自然与社社会环境境中的工工作或学学习问题题时会充充满智慧慧，得心心应手。相反，没没有机会会进入学学校学习习的人，会会表现出出不善于于学习和和处理各各种复杂杂事务。(2) 依托于现现代信息息科学技技术和理理念，使使学校学学习环境境的跨越越时空性性成为可可能，且且这种需需要日益益增长。这使得得学校的的学习不不再孤立立于自然然与社会会情境，学学校设定定的问题题任务是是以学生生为
6、中心心的，但但在解决决问题和和任务的的过程中中，可以以由来自自不同社社区、不不同国家家的从业业人员、各类研研究者、学习者者所构成成的学习习者共同同体来协协同完成成。(3) 以真实问问题解决决为基本本的学习习方式。自然和和社会的的学习情情境都是是由一系系列的实实际问题题或任务务来构成成的，学学校学习习环境中中的问题题或任务务如果长长期脱离离生活、生产实实践，会会使学生生在学校校之外的的工作和和学习中中难以适适从。(4) 在解决真真实问题题的学习习中，通通常会以以科学探探究的组组织方式式来进行行。学习习者有机机会像科科学家进进行科学学研究那那样，学学会定义义问题、做出预预测、搜搜集证据据、推断断结
7、果、交流整整合、形形成结论论等科学学探究的的基本技技能。(5) 知识在问问题解决决过程中中不是孤孤立地起起作用的的，而是是以学习习者不断断的学习习、追忆忆、联系系、迁移移等方式式来支撑撑问题解解决的。知识只只有在解解决问题题中被灵灵活的运运用，才才是有生生命力的的、有价价值的知知识，否否则，它它仅仅是是一堆杂杂乱的符符号罢了了。(6) 问题解决决的成效效应当是是多元的的，它表表面上是是某一问问题得到到了解决决，但实实质上更更为重要要的学生生对问题题解决过过程在所所学习的的概念、原理、策略等等进行反反思和总总结，形形成整合合的知识识。(7) 整合型的的知识意意味着知知识编码码时，不不同概念念、内
8、容容之间的的界限并并不明显显，知识识之间是是广泛联联系的、结构化化的。默默会的知知识形态态在很多多情况下下经过反反思、整整合，可可以由学学习者系系统、清清晰地表表征出来来，它将将为学习习者后续续的探究究性学习习提供有有力支持持。整合合型的知知识往往往具备强强解决问问题功能能和迁移移能力，有有研究表表明，专专家学习习者比新新手更善善于解决决真实、复杂的的问题，其其原因不不在专家家拥有更更多的“如何做做(knnow howw)”的知识识，而是是专家拥拥有更多多的整合合型知识识(knnow howw + knoow wwhatt + knoow wwhy + kknoww whho + knnow
9、whoom + knnow wheere) 。可可见，整整合型知知识与问问题解决决两者相相生相补补，共同同促进学学习与发发展。(8) 促进知识识整合的的学习环环境，要要求为学学习者提提供问题题解决和和整合知知识的脚脚手架(Scaaffooldeed KKnowwleddge Inttegrratiion)。以下下我们将将以美国国加里佛佛尼亚大大学伯克克利分校校MarrciaaCLinnn教授授主持的的基于网网络的科科学探究究环境 (Weeb-bbaseedInqquirry SScieencee Ennvirronmmentt，简称称WISSE)项项目为例例来说明明这种学学习环境境的设计计。二
10、、WIISE科科学探究究平台1 课题研究究的起源源WISEE探究平平台是由由MarrciaaCLinnn教授授1 MarciaCLinn教授于1970年在Stanford大学获得教育心理学博士学位(Ph.D)，之后长期在加里佛尼亚大学从事教学与研究工作。从1983年开始，主要从事基于现代信息技术的课程、教学、学习与发展、教师专业发展、教育测量等多项研究。KIE项目仅仅是她的团队所承担研究项目中的一小部分。具体可参阅：http:/tels.berkeley.edu/mclinn/index.html。主持的的“知识整整合环境境” (KKnowwleddge Inttegrratiion Envv
11、iroonmeent，简简称KIIE)研研究计划划的主要要研究成成果。KKIE计计划得到到了美国国国家科科学基金金会(NNSF)的大力力资助，于于19994年立立项，到到20004年99月为止止先后分分三个阶阶段共投投入了33,9884,7718美美元。他他们的工工作是，于于19994-119977年开发发、测试试学习软软件，于于19998年开开始推广广使用，主主要工作作是围绕绕“支持教教师和促促进终身身学习：基于网网络的整整合型科科学学习习环境”这一课课题展开开，进一一步扩大大合作单单位和个个人，借借助实践践和共同同体的力力量，大大力发展展可纳入入WISSE探究究平台的的学习项项目(即即各种
12、值值得深入入探究的的问题)。KIE研研究项目目是在MMarcciaCLinn等人对对当时网网络学习习工具及及其应用用的深刻刻反思和和审视的的基础上上形成的的。网络络学习工工具及其其应用的的主要问问题表现现为：(1)随随着更多多的学校校互联到到信息高高速公路路上，师师生们对对各种学学习环境境的需求求将与日日俱增。这种学学习环境境的优势势在于它它将各种种“课堂材材料” 集结结于网络络上，允允许学生生跨越国国界，合合作探究究科学问问题。然然而，由由于当前前网络资资源的未未充分利利用和网网络学习习工具的的不充足足，常常常导致了了学生无无目的的的浏览。(2)老老师和研研究者都都认为学学生所需需要的是是整
13、合的的知识，而而不是那那些孤立立的、惰惰性的知知识。然然而，学学生却忙忙于应付付一个又又一个的的主题性性知识。国家课课程标准准也倡导导综合性性理解，但但是，却却给出了了太多的的主题以以致于学学生不能能进行综综合性理理解。学学生没有有足够的的时间进进行相关关主题的的深入学学习，最最终导致致了他们们对事物物的看法法浅显化化。而且且，整合合知识的的动机也也少得可可怜。标标准测试试通常只只评估孤孤立的知知识，而而课堂测测试却经经常效仿仿标准测测试。(3)课课堂中的的教学材材料通常常过于抽抽象，不不利于学学生的理理解。学学生需要要的是适适合于他他们理解解的模型型，与他他们生活活相关的的问题，以以及能够够
14、帮助他他们发展展综合理理解的各各种指导导。(4)教教师通常常使用他他们信奉奉的“真实、可靠”的方法法来提高高可理解解性，如如文献或或教科书书，可这这样却促促成了“老师和和教材是是权威”以及“科学是是静态的的”的信念念，而不不是我们们所期望望的学生生积极的的、以理理解为中中心的科科学学习习，以及及具备动动态的科科学观。因此，KKIE项项目试图图通过构构筑WIISE探探究平台台，提供供一种支支架化的的知识整整合框架架(Sccafffoldded Knoowleedgee Innteggrattionn Frammewoork，简简称SKKIF)。2SKKIF支架架化的知知识整合合框架(1)SSKI
15、FF的基本本观点通常，科科学课程程总是与与日常观观察相抵抵触而扰扰乱学生生的观念念(Caareyy, 119855; ddiSeessaa, 119933; RResnnickk, 119833; VVosnniaddou & BBrewwer, 19992)，从而而导致了了学生科科学观念念的认识识偏差，改改变这种种认识偏偏差的最最好方法法是：通通过推断断来消除除矛盾。例如，学学生会认认为，物物体从运运动变为为静止是是在家里里，而不不是在学学校；光光会在家家里而不不是在学学校里消消失；热热和温度度在家里里是同样样的而在在学校里里却不同同。为了了支持知知识的整整合，科科学课程程必须帮帮助学生生在
16、科学学模型和和直觉观观察之间间取得和和谐统一一，引导导学生区区分科学学词汇中中的技术术用语和和日常用用语，帮帮助学生生获得对对科学的的健全的的和预见见性的理理解。SSKIFF强调科科学概念念之间的的联系，以以及这些些科学概概念与个个人相关关的情境境和问题题之间的的联结。SKIIF将为为设计者者创设科科学学习习环境(如KIIE)提提供指引引。SKIFF可以帮帮助学生生区别和和联结他他们的关关于科学学世界的的模型。将学生生看作是是正在探探索和修修正一个个模型表表单的人人(Liinn, Seessaa, PPea, & Sonngerr, 119944)。科科学是一一个动态态的过程程，没有有人能从从
17、单个模模型或理理论中发发现绝对对真理。科学家家喜欢检检验、修修订和重重新评价价科学事事件的模模型。为为了使学学生成为为终身学学习者，也也为了帮帮助他们们在网络络搜索学学习中能能成功处处理所遇遇到的大大量的思思维模型型，SKKIF将将依托于于WISSE探究究平台，让让他们有有机会加加入到有有趣的对对模型的的检验、修订和和重新评评价等学学习活动动之中来来。(2)SSKIFF的四个个主要构构成部分分明确确学习的的新目标标。SKKIF会会提供科科学概念念的可理理解模式式，帮助助学生在在新信息息与原有有观点之之间，以以及在熟熟悉的问问题和相相干的新新问题之之间建立立联系。通常，会会为让学学生通过过直觉等
18、等方式，产产生各种种各样的的模型，然然后就此此进行交交流，在在交流的的过程中中，亦鼓鼓励学生生对他们们的观点点进行检检验、修修订和重重新表述述。强调调学生要要对他们们所选择择的模型型的思维维过程进进行深入入的理解解和把握握，在此此基础上上，明确确探究的的新目标标：利用用网络等等学习资资源，为为自己初初步认定定的模型型寻找证证据。使思思维可视视化。强强调学生生对备选选模型的的深入理理解。学学生需要要理解若若干科学学思想观观点的视视角，以以体验比比较和检检验科学学观点的的乐趣。学生同同样可以以比较可可视化的的科学解解释、模模型或理理论的实实现过程程中获益益。这样样的场景景会发生生：两个个学生之之间
19、就某某一科学学理论进进行争论论，或学学生阅读读自然科科学家之之间的争争论。然然而，仅仅仅使思思维可视视化是不不够的，学学生还需需要对达达成自己己的结论论负责，以以使自己己成为终终身学习习者。鼓励励终身学学习。为为学生反反思自己己的观点点以及监监控自己己的行为为提供技技术支持持，方法法之一是是使学生生成为一一个探究究者和科科学评论论家。提供供社会支支持。编编撰课堂堂中多产产性社会会互动的的交响曲曲，打破破陈旧的的性别以以及身分分地位之之间的壁壁垒，使使学生能能够互相相帮助，相相互尊重重，比较较思想和和连结模模型。通通过聚焦焦于如何何比较科科学现象象的模型型，通过过帮助学学生区分分他们当当前拥有有
20、的模型型，通过过强调科科学家介介入区分分和选择择科学现现象模型型的过程程，SKKIF为为学生今今后从事事科学或或非科学学职业提提供了坚坚实的终终身学习习基础。事实上上，随着着市民越越来越多多地使用用网络，他他们需要要区分诸诸多模型型，选择择与他们们思维相相关的信信息。在在这一点点上，SSKIFF能为学学生提供供他们终终身受用用的技能能，也为为他们提提供了发发展对复复杂科学学事物综综合理解解的工具具。3 WISEE探究平平台的基基本结构构基于互联联网技术术，WIISE平平台主要要包括两两个部分分：WIISE主主页(hhttpp:/wisse.bberkkeleey.eedu/)和WWISEE探究
21、平平台。其其基本构构成如下下图所示示。WISE主页WISE探究平台学习关于WISE加入WISE成员进入资助于：NSF 什么是WISE WISE探究项目示例 当前的WISE项目 如何使用WISE 教师反馈与评价 更多关于WISE的 浏览区KIE工具面板 探究指引工具 项目管理工具 活动选择工具 快速存贮工具 浏览工具 E-MAIL工具 网络证据数据库 活动设计与记载工具 网络讨论工具 HTML编辑工具图2 WISSE探究究平台基基本结构构图显然，WWISEE探究平平台的强强大功能能在于它它那些镶镶嵌于网网络浏览览器上的的KIEE工具，这这些工具具的功能能如表11所示。表1 KIEE工具及及其功能
22、能工 具功 能能Worlld-WWidee-Weeb BBrowwserr为网上证证据提供供适当的的图像界界面HTMLL Edditoor学生可以以为网页页创造和和编辑多多媒体文文体E-Maail Sofftwaare学生可以以与他人人进行电电子邮件件的收发发KIE Toool PPaleettee工具面面板为系统构构件提供供导航。学生可可以任意意使用面面板中的的软件，可可以请求求引导，可可以用小小组笔记记本来保保存书签签、文本本或网上上截取的的东西，也也可以有有选择性性地对网网页参考考文献进进行分类类保存。Netbbookk网络书书供合作小小组组织织、分析析和创造造证据用用。学生生可以通通过
23、合作作来组织织他们的的计划和和文件，也也可成为为网上版版权所有有者(作作者)。Nettboook对所所有进入入KIEE系统的的小组开开放，他他们可以以随时进进入自己己当前或或过去的的工作，这这意味着着他们可可以进入入所有其其他的计计划，或或计划中中的任何何部分(文件夹夹)，以以及各部部分中的的任何文文件。学学生可以以创建、开放或或删除任任一Neetboook元元素。Netwworkked Eviidennce Dattabaasess (NNED) 网络络证据数数据库从网络上上和学生生创造中中收集科科学证据据，通过过科学主主题和活活动来组组织。包包括证据据的重新新表述；证据分分类的标标准和索索
24、引词；呈现方方式可以以是文本本、图像像、声音音、视频频。上传传的证据据可以是是他们的的实验观观察数据据或录像像。SpeaakEaasy多媒体讨讨论工具具学生可以以在网络络上对他他们的科科学思想想进行结结构性对对话。记记录他们们的观点点并参与与讨论，概概括出一一个论点点地图，其其中的多多媒体界界面还包包含那些些已经被被检验并并认为有有助于刺刺激多产产性的讨讨论和反反思的图图像、文文本、声声音、视视频等。Studdentt Knnowlledgge IInteegraatioon PPlannnerr annd PProffileer (SKIIPP) 学生生知识整整合计划划者和仿仿制者是一个老老
25、师工具具，允许许使用者者为他们们的学生生设计和和编撰网网络导向向活动，同同时为个个别学生生根据他他们的专专长和兴兴趣确定定和定制制活动。其中，Profiler(仿制者)的功能是：提供入口处和储存处，留下学生所完成的项目和活动的足迹以及他们所发现的证据，将学生的兴趣、认识信念、关于科学事物的知识等参数存储，以使项目、活动以及反馈成为用户化(可定制的)，根据不同学生的需要而呈现在在线指引中。 Knowwleddge Inttegrratiion Coaach (KIIC) 知识整整合教练练一个在在在线导向向系统，为为学生活活动提供供支撑性性的提示示和反馈馈。分三三个水平平的引导导：计划划类引导导；
26、活动动类引导导和证据据类引导导等。Senssemaakerr 感知知记载一个论点点工具，允允许学生生归类、评估与与学习项项目相关关联的证证据系列列其中的几几个主要要的工具具界面可可在参考考文献22中查到到。4 适用于WWISEE探究平平台的学学习项目目WISEE探究平平台主要要支持三三类学习习项目：(1)理论比比较；(2)论论据探查查；(33)设计计。这些些项目分分别如下下三个表表格(表表2，表表3，表表4)：表2 已经通通过课堂堂测试的的项目Alieens on Touur旅途中的的外地人人一个设计计项目：要求学学生利用用热力学学、绝缘缘和传导导等知识识，为有有不同气气候需求求的冷血血外地人
27、人种设计计衣服和和住宅。All Thee Neews所所有的新新闻一个评论论项目：要求学学生采用用批判性性思维来来评判一一个科学学小报所所做的主主张和所所用的证证据。恐龙灭绝绝一个理论论比较项项目：一一个理论论认为恐恐龙灭绝绝是由于于一个巨巨大的流流星撞击击地球所所致，而而另一种种理论则则认为是是由于地地球地质质变化所所致。Housses in thee Deeserrt沙漠漠中的房房子一个设计计项目：利用所所学的热热力学、绝缘和和传导知知识，设设计一个个在极热热的沙漠漠中仍能能保持舒舒适的，有有效利用用能量的的房子。How Farr Dooes Ligght Go?光能走走多远？一个理论论比
28、较项项目：在在一个非非正式的的课堂中中争辩、检验光光和极点点的问题题。.Lighht & Coolorr Deebatte光和和颜色的的争辩历史性辩辩论：光光和色的的相关性性。Lookkingg att Liightt观察光光提供介绍绍：在关关于自然然光的证证据背景景中介绍绍如何使使用KIIE的一一些软件件。Lifee onn Maars火火星上的的生命理论比较较项目：辩论是是否有证证据证明明火星上上存在生生命。Sunllighht, SunnHEAAT!太太阳光，太太阳热!软件介绍绍和评论论项目：在关于于太阳能能和被动动太阳光光建筑学学的证据据背景下下，介绍绍如何使使用一些些KIEE软件。表
29、3 已已经完整整开发，但但还没有有进入试试验的项项目Coniic SSecttionns圆锥锥截面评论项目目：学习习如何做做数学猜猜想以及及支持这这些猜想想的证据据。Gas Lawws气体体定律探索真实实世界中中的气体体定律Globbal Warrminng全球球变暖学习全球球变暖概概念，并并解释相相关的气气候数据据Thatt Daam PProjjectt 防御御性反导导弹系统统围绕该主主题进行行辩论：启用防防御性反反导弹系系统作为为交流操操纵的特特征。表4 当前正正在开发发的项目目Enviironnmenntall Raacissm环境境各族主主义学生探索索关于环环境各族族主义的的论题，以
30、以及这些些论题在在社区中中的情况况Cupss杯子学生思考考关于容容器的热热量设计计方面Air Pollluttionn空气污污染学生建立立污染监监控以及及检验关关于染污污因素的的证据The Sciiencce oof RRadiioacctivvityy放射能能科学学生学习习关于放放射能的的科学历历史和过过程Ratss inn Sppacee!太空空中的老老鼠学生探索索空间中中老鼠能能否提供供适合于于人类的的太空生生态模型型。Muchh Addo aabouut FFroggs关于于青蛙的的众多纷纷扰学生争辩辩哪些理理论能更更好地解解释自然然状态下下青蛙畸畸形成长长的现象象。由上表可可知，要要
31、开发一一个完整整的KIIE学习习项目是是不容易易的，它它至少应应当包括括：证据据的原创创、回顾顾和评论论；项目目/活动动设计；讨论；记录感感受等。5 WISEE项目开开发案例例项目：光光能走多多远项目描述述：“光能走走多远”是一个个争论项项目，要要求学生生利用来来自网络络上的证证据来检检验光的的科学属属性。它它在一个个非正式式的课堂堂争论中中达到高高潮，在在这里各各小组呈呈现他们们关于光光能走多多远的论论点，并并应答其其他同学学提出的的问题。项目类型型：论辩辩概念学习习目标：学生将将提增对对如下概概念的理理解 物体的光光反射 物体的光光散射(漫反射射) 光的吸收收和能量量转化 能量转化化 远距
32、离光光强度 光探测仪仪器(如如，望远远镜) 视觉科学思想想目标：学生将将学习 学生解释释和评价价有关科科学证据据的可靠靠度以及及生成这这些科学学证据的的方法。 建立对理理论思想想有关证证据的科科学观点点 富有成效效地与其其他同学学就观点点和证据据展开争争论在这个项项目中，学学生将练练习评论论证据，使使用如下下标准：(a)证据所所使用的的科学观观点；(b)创创建证据据的方法法；(cc)证据据来源的的可靠性性；(dd)证据据总体上上的有效效性。先决条件件：学生生应当首首先熟悉悉如下概概念 光的传播播 光的反射射、吸收收和散射射 远距离光光强度探究时间间(每天天总共用用时500分钟)：7-9天年级：
33、77-122年级一般注释释：在这这个项目目中，学学生将探探索一系系列与光光有关的的证据，利利用这些些证据来来反驳一一个或两两个来自自课堂争争论的理理论。第第一种理理论是“当远离离光源时时，光将将消失殆殆尽。”这是一一个学生生带进课课堂的非非常普遍遍的观点点。第二二种理论论是更科科学有效效的观点点，认为为“光将永永远向前前走，直直至它被被吸收。”理解这这个理论论会涉及及调和大大量的关关于光的的不同的的观点。学生将将他们大大量的一一手的经经验带入入课堂，这这是他们们带来的的一些共共同的初初步概念念： 一些学生生认为光光仅仅指指光源(如，头头顶的灯灯)或仅仅指通常常某区域域被光照照的效果果。学生生通
34、常不不具备光光以能量量形式穿穿越太空空的这种种概念。 紧随这个个观点，学学生不能能直觉的的想象光光与物体体相互作作用的特特殊方式式这就就是，反反射，散散射(漫漫反射)，以及及光的传传输。 许多学生生并没有有理解视视觉包括括光进入入眼睛，他他们通常常谈论眼眼睛要比比光探测测器具有有更积极极和作用用。 甚至当学学生谈论论光作为为实体，而而眼睛作作为探测测器时，他他们可以以不认识识我们的的眼睛在在探测光光的能力力上的局局限性：他们相相信如果果你看不不见光，是是因为光光根本就就不在那那儿。这这种观点点在本项项目研究究中的现现在非常常之频繁繁。同样的，学学生对望望远镜和和双眼望望远镜等等光学仪仪器也有有
35、大量的的观点：他们认认为望远远镜可以以“带你靠靠近”光源，或或者它们们可以看看到“离光源源更近的的”光。在KIEE教学方方法中，我我们鼓励励学生积积极表达达他们关关于现象象的科学学观点，独独立地反反思这些些观点，并并积极与与他们讨讨论这些些观点。这个项项目是为为学生提提供一个个机会：分析与与上述观观点有关关的证据据，讨论论更广泛泛适用 的观点点，最后后，将他他们的观观点聚集集于一个个关于光光的链接接模型。本项目应应用于你你的课堂堂，你将将需要： 课程计划划：你可可以下载载我们所所提供的的完整的的项目摘摘要(ccompplette ssummmaryy off thhis proojecct)，
36、包包括每一一天的课课程计划划。 项目文件件： 本本项目的的相关文文件已经经包含在在我们的的KIEE软件之之中，你你可以从从此处下下载：ssofttwarre ddownnloaad ppagee。6证据据数据库库的表征征示例加入论辩辩：光能能走多远远? 在此输入入你的姓姓名：论争级别别: 未定定理论1: 光将将永远前前行，直直至它被被吸收。级别: 中等观点1：光只有有被某一一物体吸吸收时才才停止向向前 光反射在在从浅色色衣服上上晚上上骑自行行车的人人(Biicycclissts at Nigght)级别：高高级对于这个个证据我我们要记记住的是是一个穿穿白色衣衣服的人人容易被被看见因因为我们们的
37、眼睛睛能看到到从白色色衣服上上反射出出来的光光。黑色色设备吸吸收照射射在其表表面的光光而白色色衣服反反射其表表面所接接触到的的光。我我们的眼眼睛看得得到被物物体反射射出来的的光，而而如果该该物体吸吸收光，我我们将无无法看到到它。对对这个证证据所采采取的方方法非常常高因为为它得到到很好的的安排。它给我我们提供供当时所所发生的的一切的的证据。可信度度也很高高因为他他们有一一部电影影向我们们显示骑骑车的人人和他们们骑车时时的样子子。这个个证据来来自一个个可靠的的来源而而我们相相信这个个理论受受光只有有被某一一物体吸吸收时才才停止向向前这一一理论的的指引，因因为我们们看到白白色的汗汗衫是由由于汗衫衫反
38、射出出来的光光而我们们看不到到黑色的的（汗衫衫）是因因为它吸吸收了照照射到他他表面的的光。 踏球者(Thee Soocceer FFielld-ccopyy)级别：高高关于这个个证据我我们要记记住的是是光不会会永往直直前因为为这个证证据显示示一个叫叫Phiill的的人在足足球场上上走，当当他渐渐渐进入球球场更远远一点的的地方时时，光逐逐渐消失失。而且且当照相相机逐渐渐向你靠靠近时你你能看到到（汽）车车灯。我我们认为为这个方方法是伟伟大的因因为它显显示了一一个真实实的电影影并提供供了有力力的证据据。它对对即将进进行的一一切也提提供了一一个有力力的证据据。其可可信度非非常高因因为他们们有录像像带和
39、电电影来证证明他们们所作的的一切。我和JJen认认为光逐逐渐消失失是因为为如果光光将被吸吸收，它它会在更更近的地地方被更更快地吸吸收。观点2 随着光光的离得得越来越越远，它它的强度度在漫漫漫减少 不同距离离的光的的强度(Ligght Inttenssityy Ovver Disstannce)级别：高高注意：关关于这个个证据我我们要记记住的是是随着光光源离探探测器越越来越远远，光的的强度似似乎慢慢慢消失。它的强强度从不不会完全全消失，只只是它的的强度变变得更低低。强度度会随着着它慢慢慢离开而而变低，即即使它永永远前进进。我们们认为这这些方法法对他们们如何进进行试验验非常清清楚因为为他们对对他们
40、如如何进行行有一个个完整的的电影，因因为他非非常清楚楚。我们们相信这这个理论论非常可可信因为为我们已已经对这这个电影影进行实实验以便便看看他他们是否否说了实实话。我我们也已已经在我我们自己己家乡的的课堂也也进行了了类似的的实验。观点3 某一光光束能持持续多久久取决于于它的亮亮度 在车里的的Robbertt(Robbertt inn thhe CCar)(视频频材料)级别：中中等注意：关关于这个个证据我我们要记记住的是是我们夜夜晚驾车车时能够够看到远远处驶来来的车辆辆以避免免发生交交通事故故。我们们认为这这个证据据受“LGFF” 理论论的指引引。我们们认为它它不是很很可信因因为它只只是用文文本来
41、说说明（没没有录像像）。我我们确实实认为它它是可信信只是因因为我们们两个人人一直在在夜间时时在高速速路上行行驶而且且你可以以看到远远处驶来来的车这这样的一一个事实实。就像像Jenn一样，我我认为它它不是受受“LGFF”理论的的指引，因因为我注注意到如如果它确确实在很很远的地地方，你你看不到到那些光光, 我我还注意意到黑光光与亮光光不一样样。这样样的理论论证明了了光不是是永远前前进的。我相信信来自远远处车辆辆的灯光光一直前前进直到到它被另另外的物物体吸收收而这正正是光慢慢慢减弱弱的原因因。7WIISE探探究平台台的功能能特点(1) 采用广广泛的途途径，寻寻求帮助助学生在在感知科科学过程程中提取取
42、各种信信息的方方法。(2) 预设的的学习环环境，在在教学、认知和和社会等等维度具具有如下下功能：l 在教学功功能方面面，网络络需要具具备使科科学向纵纵深方向向持续发发展的潜潜力。如如果学生生没有目目的的浏浏览，那那么，他他们的探探索就类类似于网网络冲浪浪，实质质上，网网络只是是为他们们提供了了数个小小时的娱娱乐罢了了。然而而学生却却需要活活动与资资源，以以帮助他他们在探探究中获获益。而而那些网网络却只只能提供供大量学学生浏览览或阅读读材料的的机会，而而不是大大量的思思想互联联的机会会。所以以，KIIE会提提供积极极的、忙忙碌的学学习环境境。l 从认知层层面，学学生在网网上航行行和探索索是需要要
43、脚手架架的，他他们也需需要指引引什么值值得关注注，什么么最好忽忽略掉。KIEE所提供供的工具具将变得得更易于于管理，并并开始成成为开发发对学生生有用资资源的程程度。(交互功功能不同同于网络络上提供供的信息息以及对对它们的的浏览)l 要使网络络具备社社会的有有意义的的体验，要要求对课课程和软软件的精精心设计计。在网网络上工工作是一一项非常常孤立的的活动。交互功功能不同同于那些些由网络络提供信信息以及及对对这这些信息息的浏览览。事实实上，使使用网络络并不一一定是合合作的。KIEE力图通通过软件件设计和和课程结结构来促促进学生生之间的的合作。三、反思思与小结结1 对于我们们来说，依依托于互互联网等等
44、现代信信息技术术的课程程开发与与教学改改革，仍仍然是一一片有待待深入发发掘的领领地。当前，在在中国，与与WISSE相匹匹敌的中中文网站站或学习习平台，无无论如何何搜索、查找都都无法找找到。原原因不是是我们的的理念陈陈旧，也也不是我我们缺乏乏技术，而而是我们们缺乏大大力的人人力、物物力、财财力等投投入，更更缺乏从从实践出出发，脚脚踏实地地的案例例开发等等工作方方式和工工作热情情。我们们所开发发出来的的是大量量的名师师讲坛，教教学课件件，要知知道，这这些课件件或“把名师师请回家家”的教学学录像，对对于学习习者而言言，已经经脱离了了他们特特定的情情境，特特定的基基础和条条件；对对于其中中老师角角色的
45、主主讲者而而言，他他的课也也脱离了了特定的的情境，他他的陈述述定格在在一种表表情、一一种定制制的逻辑辑之中，没没有交互互，没有有创新!曾经有有一些所所谓的名名师在四四处巡讲讲示范课课时，且且每一次次都以同同样的方方式讲同同样的内内容，对对此，我我们无不不觉得悲悲哀：教教学是一一个创生生的过程程，是一一种生命命的生成成和诠释释之过程程，教师师岂能成成为某一一“优质”课的传传播机器器!由此可见见，基于于问题的的、促进进知识整整合的互互动式学学习平台台设计，仍仍是我们们需要深深入研究究和开发发的领域域。2 应当慎对对网络在在科学探探究中的的功能和和作用。网络的功功能更多多的只在在于它博博大的存存储功
46、能能和交互互潜力。借助网网络，人人们可以以更快捷捷、全面面地集结结集体智智慧，交交流经验验、知识识，发现现真理，网网络在一一定程度度上类同同于科学学学会、科学期期刊、科科学集会会等，是是科学研研究智慧慧共同体体的交互互场所，它它收集的的观点、证据资资源都来来自于实实践探索索。因此此，以网网络的背背后，如如何组织织学生进进行证据据的搜集集、实验验研究的的设计等等实地工工作，显显得尤其其重要。WISSE所提提供的软软件仅仅仅是指导导师生进进行实际际科学探探究的脚脚手架，在在设计的的过程中中，我们们可以更更换内容容，但是是，探究究活动是是相对固固定的，学学生从中中可以更更好的体体验科学学知识生生产的
47、逼逼真过程程。这也也意味着着，除了了WISSE脚手手架之外外，科学学探究还还需要更更多的同同样依托托于现代代信息技技术的研研究工具具。同样，基基于网络络等现代代信息技技术所为为学生提提供的拟拟真探究究场所，如如，Innterracttivee Phhysiics，BoddySccopee等各类类学习软软件，无无论它是是镶嵌于于网络还还是独立立运行，都都不能完完全取代代真实的的学习活活动。只只要我们们有可能能为学生生提供真真实的学学习工具具和学习习活动，就就不应该该把基于于信息技技术的学学习当成成一种时时髦的追追求或“画蛇添添足”式的补补充来加加以应用用。3 应当慎对对科学探探究中的的证据。证据在科科学探究究中的重重要性是是不言而而喻的。但是，证证据不是是万能的的，正如如WISSE平台台所体现现的，证证据在知知识整合合方面起起到了核核心作用用，可在在实验设设计等创创新性工工作却不不是。我我们不会会因为缺缺乏有力力的、全全面的证证据而放放弃某种种试验，