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【摘 要】在高中物理探究式学习过程中，信息技术的支持要遵循一定的原则，即应遵循的基本要求。本文着重从科学探究过程的特征的视角讨论支持的原则，主要包括以下四个原则：①适应性原则；②灵活性原则；③组合性原则；④简约性原则。
【关键词】信息技术 科学探究 高中物理探究式学习 支持原则
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）09－0007－02
高中物理作为普通高中科学学科领域的一个重要组成部分，有其独特的学科特点，对其中的一些内容需要采取探究的方式把科学过程、科学思维和科学方法引入学生的物理学习，这不仅能使学生有身临其境之感，而且能领略物理大师们的研究方法、物理思想、科学精神，得其精髓，有所借鉴。这样做的根本主旨是为了培养具有创新精神和实践能力的人才，弘扬人的主体性，促进人的可持续发展。
信息技术的最大功能特点是刺激多样性、多重交互性和多维延展性。它扩展了古老的、但依然有用的技术——书籍、黑板和线性单向通讯媒体，例如收音机和电视的潜力——同时又提供了新的可能性。信息技术可以在学生的最近发展区中搭建支架、提供模型、排除低级的和不重要的负担，使相关的认知负荷降到最低，学生的认知资源被重新配置，以支持开展高级的思维活动和对元认知的引导。具有革命性特点的工具——“信息技术”为高中物理探究式学习构想的实现提供了强有力的支撑。
原则指的是“观察问题、处理问题的准绳”。这里所说的信息技术支持高中物理探究式学习的原则，是指信息技术支持高中物理探究式学习的过程中所应遵循的基本要求。遵循这些原则是为了达成培养高中学生科学素养、创新精神和实践能力的目的，完成高中物理课程的“三维学习目标”。综合考虑高中物理探究式学习的要求、信息技术的功能优势和高中学生身心发展的特点等因素，大概归纳出以下四个原则——适应性原则、灵活性原则、组合性原则和简约性原则。
一、适应性原则
所谓适应性原则是指在高中物理探究式学习过程中信息技术的应用要切合实际，因地制宜，有针对性，符合物理学科特点和高中学生的身心发展特点。让信息技术成为有效的学习工具，真正融入高中学生的物理探究式学习过程中。
物理作为一门自然学科，是人类在生产和生活实践中对物质世界的逐步探索中总结出来的自然规律，是科学家们智慧的结晶。很多物理概念和物理规律的透彻理解和熟练运用需要建立在对相关物理现象进行深入观察和比较辨析的基础上。高中物理作为基础物理中的一部分，感性体验的支撑仍是必须的。信息技术在这方面合适的支持能发挥独到的作用，例如，可以从大小、快慢、观察视角等方面优化视听形象的展现，提供给学生较多的与丰富物理现象、事实和生动的研究方法相互直接作用的机会，还可以根据物理规律和教学要求模拟物理现象。但在运用信息技术的过程中特别要注意尽量多让学生接触科学的真实，模拟尽量高度全面地反映客观信息。系统对模拟现象的表征的完整性非常重要。在并非必要运用信息技术或用后甚至显得累赘的地方切不可用。
另一方面，信息技术的支持还需要从高中学生的认知思维特点出发。高中学生的智力接近成熟，抽象逻辑思维已从“经验型”向“理论型”转化，开始出现辩证思维。根据皮亚杰的观点，儿童在12岁左右，开始不再依靠具体事物来运演，而能对抽象的和表征性的材料进行逻辑运演，即人的认知能力发展的形式运演阶段。可以看出，高中学生已经有能力处理假设，而不是单纯地处理客体，而且，能够把形式与内容分开，用运演符号来代替其他事物。这就要求在运用信息技术展现或模拟时不能过分的形象化，不能剥夺学生逻辑思维特别是创造性思维（主要包括发散思维、直觉思维、形象思维和辩证思维等）的培养，建构主义认为学习的过程是学习者自我意义建构的一个过程，学习需要依靠学生个人对学习内容进行深层次的加工，那么在这个过程中，学生的自我感悟，自我认知体验在学习过程中起着关键性作用，因而信息技术在支持高中物理探究式学习的过程中一定要给学生留有深度的认知参与的空间。
在情意的发展方面，占主要地位的情感是与人生观相联系的情感，道德感、理智感与美感都有了深刻的发展。他们不仅能较客观地看待自我，而且能明确地表现自我敏感地防卫自我，并珍重自我，形成了理智的自我意识。情绪引起的动因从直接、具体为主向间接、抽象为主发展，更趋于理性化。情绪体验的内容则从生理需要为主向社会性需要为主转变，表现出高中学生的社会经历进一步扩大。因此，在高中物理探究式学习过程中信息技术的支持需要针对学生的经验、认知风格和情绪状态等进行整体考虑，从而达成适应性的学习。
二、灵活性原则
灵活性原则是指在高中物理探究式学习过程中充分发掘并灵活运用信息技术的功能，不要只是将信息技术作为演示的工具，还要将信息技术作为学生探究学习中的信息获取工具、情景创设工具、认知工具、评价工具、交流工具和效能工具等。灵活性表现在信息技术的运用要随问题情境、目标、内容和对象的变化而变化，因此，信息技术的支持应呈现动态可调的结构。
探究式学习过程是动态的、复杂的，各阶段并不一定很分明，而且也不一定按单一的线性流程进行。相对于各个要素所对应的进程，信息技术发挥的支持作用也各不相同，支持的灵活性就是在探究式学习目标的实现过程中，按照各个阶段的具体需要灵活选择信息技术手段并创造性的运用。
同时，对信息技术的灵活运用也有利于全面培养学生的信息素养。1998年全美图书馆协会和美国教育传播与技术协会在出版的《信息能力：创建学习的伙伴》中，指出了学生学习的九大信息素养标准，并认为信息素养不仅仅是诸如信息的获取、检索、表达、交流等技能，而且还包括独立学习的态度和方法，将已获得的信息用于信息问题解决、进行创新性思维的综合信息能力。也即，信息素养大致包括信息获取、信息分析、信息加工、信息利用、对信息内容的批判与理解能力以及融入信息社会的态度和能力等。在高中物理探究式学习过程中，信息技术的多样化灵活性支持使学生训练了自己多方面的信息能力，如在短时间内对大量信息的快速搜集和浏览能力、把握重点的能力、提炼主要观点的能力、评价分析综合表述的能力以及下载发布信息的能力等，正是这些能力的综合体现才是全面的信息素养。
三、组合性原则
组合性原则是指依据高中物理探究式学习过程的需求对技术媒体的合理搭配使用。一方面可以是信息技术内部各种技术媒体（如视听及模拟技术、实验信息采集/处理技术和网络技术等）的合理组合使用，另一方面可以是信息技术的各类技术媒体与各类常规媒体或新技术媒体之间的交互组合使用。美国加州的实验证明，在信息技术的支持下，接受探究式物理教学的六年级学生，比同一个学校体系中接受常规方法教学的十一年纪和十二年级的学生，在回答物理的概念性问题时完成得更好。
随着科技的发展及各种各样教学软件的推陈出新，很多新技术进入了学习的课堂，如多媒体网络教室管理平台、网络教学支撑平台、资源平台、VOD校园点播系统以及一些社会性软件（如微博、WIKI）等。这些软件再加上许多新媒体如视频投影仪、实物投影、液晶投影、无线传声器等，再加上原有的录音机、电视机（一些学校直接用的背投式电视）等常规媒体，可以说，今日的高中学生在进行物理探究式学习所面临的“装备”是相当的丰富了，但在使用这些技术时，要了解各种技术（尤其是各类信息技术媒体和新技术媒体）的长处、短处在哪，最大特点是什么，特别是它们在高中物理探究式学习过程中能够发挥的特长等，如实时和非实时工具的协调运用，真正掌握这些技术，把这些媒体或技术适当地组合起来，提高它们在高中物理探究式学习过程中的应用程度，发挥其最大效用，以达到学习效果最优化。
四、简约性原则
简约性原则是指应用于高中物理探究式学习过程中的信息技术能够被学生流畅地使用，操作上注重简明，效果上力求明显。也就是说，支持的关键不在于技术的高超与完美，而是使用技术的流畅、得心应手，让学生使用起来感到舒适。
一方面对于软/硬件系统应努力做到让学生易学易用，尽量少采用复杂的和难以使用的技术，以减少因技术使用或故障的耽搁而耗费学生探究思考的时间，因为探究式学习过程不是培养学生成为某些软件的熟练工，而是要培养学生的信息能力，信息能力的培养体现在驾驭和认识各种不同信息环境和软件的共性上，体现在对未知环境特征、未知功能的探索能力上。再说，对于技术的深度复杂往往会导致学生无法排除故障，也就更谈不上理解知会，这样反而造成与技术的隔阂和心理上的阴影。另一方面，资源系统的设计要简明，如主题页的简洁设计、视/音频资源的和谐美观、相关材料的提炼总结等。总的说来，信息技术的支持应力求真实、生动、简约而又富于启迪性。
信息技术的发展日新月异，这一革命性的技术手段为高中物理探究式学习开拓了广大的空间，遵循适应性原则、灵活性原则、组合性原则和简约性原则，能让信息技术合理且高效地支持高中物理探究式学习，为学生的终生发展奠定坚实的基础，培养出具有创新精神和实践能力的人才。
参考文献
1 普通高中物理课程标准研制组.全日制普通高中物理课程标准［M］.北京：人民教育出版社，2003.2
2 戴维•乔纳森主编、高 文审校.学习环境的理论基础（郑太年、任友群译）［M］.上海：华东师范大学出版社，2002
3 施良方著.学习论［M］.北京：人民教育出版社，1994：178
4 皮连生主编.学与教的心理学（修订版）［M］.上海：华东师范大学出版社，1997：38
5 祝智庭.信息教育展望［M］.上海：华东师范大学出版社，2002：219
6 约翰•D•布兰思福特、安•L•布朗、罗德尼•R•科金等编著、高 文审校.人是如何学习的——大脑、心理、经验及学校（程可拉、孙亚玲、王旭卿译）［M］.上海：华东师范大学出版社，2002：20
【关键词】信息技术 科学探究 高中物理探究式学习 支持原则
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）09－0007－02
高中物理作为普通高中科学学科领域的一个重要组成部分，有其独特的学科特点，对其中的一些内容需要采取探究的方式把科学过程、科学思维和科学方法引入学生的物理学习，这不仅能使学生有身临其境之感，而且能领略物理大师们的研究方法、物理思想、科学精神，得其精髓，有所借鉴。这样做的根本主旨是为了培养具有创新精神和实践能力的人才，弘扬人的主体性，促进人的可持续发展。
信息技术的最大功能特点是刺激多样性、多重交互性和多维延展性。它扩展了古老的、但依然有用的技术——书籍、黑板和线性单向通讯媒体，例如收音机和电视的潜力——同时又提供了新的可能性。信息技术可以在学生的最近发展区中搭建支架、提供模型、排除低级的和不重要的负担，使相关的认知负荷降到最低，学生的认知资源被重新配置，以支持开展高级的思维活动和对元认知的引导。具有革命性特点的工具——“信息技术”为高中物理探究式学习构想的实现提供了强有力的支撑。
原则指的是“观察问题、处理问题的准绳”。这里所说的信息技术支持高中物理探究式学习的原则，是指信息技术支持高中物理探究式学习的过程中所应遵循的基本要求。遵循这些原则是为了达成培养高中学生科学素养、创新精神和实践能力的目的，完成高中物理课程的“三维学习目标”。综合考虑高中物理探究式学习的要求、信息技术的功能优势和高中学生身心发展的特点等因素，大概归纳出以下四个原则——适应性原则、灵活性原则、组合性原则和简约性原则。
一、适应性原则
所谓适应性原则是指在高中物理探究式学习过程中信息技术的应用要切合实际，因地制宜，有针对性，符合物理学科特点和高中学生的身心发展特点。让信息技术成为有效的学习工具，真正融入高中学生的物理探究式学习过程中。
物理作为一门自然学科，是人类在生产和生活实践中对物质世界的逐步探索中总结出来的自然规律，是科学家们智慧的结晶。很多物理概念和物理规律的透彻理解和熟练运用需要建立在对相关物理现象进行深入观察和比较辨析的基础上。高中物理作为基础物理中的一部分，感性体验的支撑仍是必须的。信息技术在这方面合适的支持能发挥独到的作用，例如，可以从大小、快慢、观察视角等方面优化视听形象的展现，提供给学生较多的与丰富物理现象、事实和生动的研究方法相互直接作用的机会，还可以根据物理规律和教学要求模拟物理现象。但在运用信息技术的过程中特别要注意尽量多让学生接触科学的真实，模拟尽量高度全面地反映客观信息。系统对模拟现象的表征的完整性非常重要。在并非必要运用信息技术或用后甚至显得累赘的地方切不可用。
另一方面，信息技术的支持还需要从高中学生的认知思维特点出发。高中学生的智力接近成熟，抽象逻辑思维已从“经验型”向“理论型”转化，开始出现辩证思维。根据皮亚杰的观点，儿童在12岁左右，开始不再依靠具体事物来运演，而能对抽象的和表征性的材料进行逻辑运演，即人的认知能力发展的形式运演阶段。可以看出，高中学生已经有能力处理假设，而不是单纯地处理客体，而且，能够把形式与内容分开，用运演符号来代替其他事物。这就要求在运用信息技术展现或模拟时不能过分的形象化，不能剥夺学生逻辑思维特别是创造性思维（主要包括发散思维、直觉思维、形象思维和辩证思维等）的培养，建构主义认为学习的过程是学习者自我意义建构的一个过程，学习需要依靠学生个人对学习内容进行深层次的加工，那么在这个过程中，学生的自我感悟，自我认知体验在学习过程中起着关键性作用，因而信息技术在支持高中物理探究式学习的过程中一定要给学生留有深度的认知参与的空间。
在情意的发展方面，占主要地位的情感是与人生观相联系的情感，道德感、理智感与美感都有了深刻的发展。他们不仅能较客观地看待自我，而且能明确地表现自我敏感地防卫自我，并珍重自我，形成了理智的自我意识。情绪引起的动因从直接、具体为主向间接、抽象为主发展，更趋于理性化。情绪体验的内容则从生理需要为主向社会性需要为主转变，表现出高中学生的社会经历进一步扩大。因此，在高中物理探究式学习过程中信息技术的支持需要针对学生的经验、认知风格和情绪状态等进行整体考虑，从而达成适应性的学习。
二、灵活性原则
灵活性原则是指在高中物理探究式学习过程中充分发掘并灵活运用信息技术的功能，不要只是将信息技术作为演示的工具，还要将信息技术作为学生探究学习中的信息获取工具、情景创设工具、认知工具、评价工具、交流工具和效能工具等。灵活性表现在信息技术的运用要随问题情境、目标、内容和对象的变化而变化，因此，信息技术的支持应呈现动态可调的结构。
探究式学习过程是动态的、复杂的，各阶段并不一定很分明，而且也不一定按单一的线性流程进行。相对于各个要素所对应的进程，信息技术发挥的支持作用也各不相同，支持的灵活性就是在探究式学习目标的实现过程中，按照各个阶段的具体需要灵活选择信息技术手段并创造性的运用。
同时，对信息技术的灵活运用也有利于全面培养学生的信息素养。1998年全美图书馆协会和美国教育传播与技术协会在出版的《信息能力：创建学习的伙伴》中，指出了学生学习的九大信息素养标准，并认为信息素养不仅仅是诸如信息的获取、检索、表达、交流等技能，而且还包括独立学习的态度和方法，将已获得的信息用于信息问题解决、进行创新性思维的综合信息能力。也即，信息素养大致包括信息获取、信息分析、信息加工、信息利用、对信息内容的批判与理解能力以及融入信息社会的态度和能力等。在高中物理探究式学习过程中，信息技术的多样化灵活性支持使学生训练了自己多方面的信息能力，如在短时间内对大量信息的快速搜集和浏览能力、把握重点的能力、提炼主要观点的能力、评价分析综合表述的能力以及下载发布信息的能力等，正是这些能力的综合体现才是全面的信息素养。
三、组合性原则
组合性原则是指依据高中物理探究式学习过程的需求对技术媒体的合理搭配使用。一方面可以是信息技术内部各种技术媒体（如视听及模拟技术、实验信息采集/处理技术和网络技术等）的合理组合使用，另一方面可以是信息技术的各类技术媒体与各类常规媒体或新技术媒体之间的交互组合使用。美国加州的实验证明，在信息技术的支持下，接受探究式物理教学的六年级学生，比同一个学校体系中接受常规方法教学的十一年纪和十二年级的学生，在回答物理的概念性问题时完成得更好。
随着科技的发展及各种各样教学软件的推陈出新，很多新技术进入了学习的课堂，如多媒体网络教室管理平台、网络教学支撑平台、资源平台、VOD校园点播系统以及一些社会性软件（如微博、WIKI）等。这些软件再加上许多新媒体如视频投影仪、实物投影、液晶投影、无线传声器等，再加上原有的录音机、电视机（一些学校直接用的背投式电视）等常规媒体，可以说，今日的高中学生在进行物理探究式学习所面临的“装备”是相当的丰富了，但在使用这些技术时，要了解各种技术（尤其是各类信息技术媒体和新技术媒体）的长处、短处在哪，最大特点是什么，特别是它们在高中物理探究式学习过程中能够发挥的特长等，如实时和非实时工具的协调运用，真正掌握这些技术，把这些媒体或技术适当地组合起来，提高它们在高中物理探究式学习过程中的应用程度，发挥其最大效用，以达到学习效果最优化。
四、简约性原则
简约性原则是指应用于高中物理探究式学习过程中的信息技术能够被学生流畅地使用，操作上注重简明，效果上力求明显。也就是说，支持的关键不在于技术的高超与完美，而是使用技术的流畅、得心应手，让学生使用起来感到舒适。
一方面对于软/硬件系统应努力做到让学生易学易用，尽量少采用复杂的和难以使用的技术，以减少因技术使用或故障的耽搁而耗费学生探究思考的时间，因为探究式学习过程不是培养学生成为某些软件的熟练工，而是要培养学生的信息能力，信息能力的培养体现在驾驭和认识各种不同信息环境和软件的共性上，体现在对未知环境特征、未知功能的探索能力上。再说，对于技术的深度复杂往往会导致学生无法排除故障，也就更谈不上理解知会，这样反而造成与技术的隔阂和心理上的阴影。另一方面，资源系统的设计要简明，如主题页的简洁设计、视/音频资源的和谐美观、相关材料的提炼总结等。总的说来，信息技术的支持应力求真实、生动、简约而又富于启迪性。
信息技术的发展日新月异，这一革命性的技术手段为高中物理探究式学习开拓了广大的空间，遵循适应性原则、灵活性原则、组合性原则和简约性原则，能让信息技术合理且高效地支持高中物理探究式学习，为学生的终生发展奠定坚实的基础，培养出具有创新精神和实践能力的人才。
参考文献
1 普通高中物理课程标准研制组.全日制普通高中物理课程标准［M］.北京：人民教育出版社，2003.2
2 戴维•乔纳森主编、高 文审校.学习环境的理论基础（郑太年、任友群译）［M］.上海：华东师范大学出版社，2002
3 施良方著.学习论［M］.北京：人民教育出版社，1994：178
4 皮连生主编.学与教的心理学（修订版）［M］.上海：华东师范大学出版社，1997：38
5 祝智庭.信息教育展望［M］.上海：华东师范大学出版社，2002：219
6 约翰•D•布兰思福特、安•L•布朗、罗德尼•R•科金等编著、高 文审校.人是如何学习的——大脑、心理、经验及学校（程可拉、孙亚玲、王旭卿译）［M］.上海：华东师范大学出版社，2002：20