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运用现代教育技术优化教学过程的理论与实践

华厦智力工程研究所 徐章英 顾力兵

  【摘要】作者根据几十年教学实践中所遇到的矛盾、困扰,提出了课堂教学存在的问题,并进而探讨了如何运用现代教育技术优化教学过程、提高教学效率的问题.

  【关键词】教育技术;优化教学过程;课堂教学

  【中图分类号】 G40.  057【文献标识码】A

  一、实践中的困扰

  在教学实践中,我们可以观察到千百次重复出现的一个司空见惯的现象,这就是:每当一次测验、考试之后,教师就会恍然大悟,原以为自己已经教过多遍、学生本该掌握的内容,实际上不少学生却并未懂得,致使广大教师陷入了普遍的困扰之中,几成“课堂之谜”.由于激烈升学竞争的重压,使教师很少能冷静、深入地思考产生这些问题的原因及其解决办法,而不得不求助于“题海战术”“大运动量”等没有办法的办法,造成了“学生负担过重”的现象、自50年代至今,长期存在,始终未能得到较好的解决,甚至在某种程度上还有愈演愈烈的趋势。这个问题确实牵动着千家万户,关系着国家和民族的未来,成了困扰我们学生、教师、家长乃至整个社会的一大难题。

  尽管造成这个问题的原因是多方面的,应该说是一个综合性的社会时弊,但对于我们来说,必须也只能从自己站着的地方去思考:我们对解决这个问题能做些什么。如果说,他山之石,可以攻玉,那么,我们就会发现,这种现象在其他战线似乎是不能容许的,我们很难设想,一栋楼房或是一座桥梁,在建成若干时间后,会这里捅个窟窿,那里出个漏洞。为什么在教学领域却是那样地习以为常,甚至见怪不怪呢?应该看到这个现象深刻反映了我们教学工作的可靠性较差、效率较低、质量不高这一严重事实。据一个区最近的分析统计,课堂效率较高的仅占5~10%,一般的占60%,差的竟达30%。这与以知识经济为主要特征的现代社会对多出人才、出好人才的要求形成了极为尖锐的矛盾。我们一定要清醒地认识到,当“大烟囱经济”向“超级信息符号经济”迅速大规模涌流时带来的“头脑资本”取代“美元资本”的严峻事实;知识经济社会向人的知识、智力和各方面的素质提出更高的要求。现代管理学对人才的测定要求有128项指标,而凭卷面考试只能考出其中的47项,还有81项未能考出。如果我们还想以传统的经验方式和习惯的套路去应付信息社会的挑战,我们一定会陷入拼时间、拼体力的极大痛苦之中,这种痛苦是以牺牲学生的身体、品格的良好发展为代价的,我们将会感到一种深深的历史的内疚。“学生负担过重”这一教育界的难解之结,预示着我们教育战线正面临着一场革命,因为任何科学革命的前提都是原有的概念、理论在新的事实面前显得软弱无力,才迫使人们不得不从新的角度,用新的方法,寻求解决问题新的“药方”,从而导致了新的科学革命。每个教育工作者都会出自于一个教师和公民的责任感,非常强烈地去思考:问题在那里?原因是什么?出路又何在呢?

  二、课堂剖析

  为了揭开这个“课堂之谜”,笔者曾深入课堂集中听了100多节课,其目的,就想设身处地当一个学生,去体察一下一个学生在课堂上经历的过程。有一次,当一位物理教员是那样津津乐道、滔滔不绝地在对学生讲述“功”和“能”的概念:“功”是一个过程量,‘能’是一个状态量,它们既密切联系又有严格的区别,你们一定要搞清楚,千万别搞混了!”当他讲完以后,我就问旁边的一个学生:“你听懂了没有?”这个学生居然说:“我不知道老师在讲什么。”学生的这番话就像一盆冷水一样把我浇醒,使我开始冷静地思考:课堂的45分钟究竟有多少分钟才是有效的。

  经过漫长的学习和思考,我悟出了一些道理:

  1.颠倒的课堂

  现在我们在课堂里传授的各科知识,是人类认识的最后结果。课堂教学,就是把人类认识的最后结果教给开始认识的学生。这不是一种颠倒又是什么呢?!众所周知:人类认识的最后结果,是高度抽象化、概括化的认识结晶,充满分析推理的理性思维形式。而人类认识的开始阶段则充满着混沌、模糊以及伴随而来的诸多矛盾、冲突,甚至痛苦。无数事实证明:人类认识某个新事物,接受某个新概念,经历了多么曲折又多么漫长的道路。但这一切在我们的教科书里都被严格的逻辑筛选得一干二净,看不到半点踪影了。而我们的学生却是开始认识这个世界的青少年,在这个年龄阶段,他们的认识是以形象思维为其主要特征的,什么“科学抽象”、“理想模型”,对他们来说简直像无方夜谭一样。正因为两种截然不同的认识方式,造成了极大的矛盾冲突,导致了教师“滔滔不绝”、“津津乐道”,学生却“云里雾里”“似懂非懂”的必然结果。问题就产生在自己已经学过多遍且又教过多遍的教师,往往很难体察一个初学者在接触一个新概念、新知识时可能产生的种种错误和误解,往往以自己的主观想象代替学生的客观实际,教和学的矛盾就是这样产生的。

  因此,从教育内部来看,教学的可靠性较差、效率较低、质量不高的原因,就在于我们对学生怎样思维、学习怎样进行……这样一些带根本性的问题知之甚少,甚至一无所知所造成的盲目性。只有掌握规律才能赢得主动,因此,教学的全部科学和艺术之所在就在于解决好两种不同认识方式的接口和匹配的问题。

  2.缺损的教学

  现代控制论告诉我们:对一个系统的有效控制,必须取得足够的信息量,“反馈”是系统优化的关键,没有反馈的系统是无法实现控制和无从优化的。一个系统要高效和稳定,必须通过反馈调控才能实现。对于一个没有反馈调控的系统,如图1示:

  在控制端输入目标信息(激励),则通过被控系统的内部过程使被控系统的状态发生变化,从而影响其输出参数(响应)。对应于教学系统,上述框图中的“目标信息”相当于根据教学大纲制定的“教学目标”;“被控系统”就是师生共同的教学活动;“状态信息”主要是全体学生的学习情况,实际上它表征着师生共同活动中的教学效果。

  对于反馈控制系统,则如图2所示:

  上图中的S处为反馈系统的取样点,表示被控系统的状态信息(输出)被反馈系统取样。C处为控制的调节点,即调控点,控制的目标信息与系统的反馈信息在这里进行比较,并将比较的结果去激励被控系统,而系统的响应又被反馈系统取样,如此不断循环,使被控系统不断发展或者取得某种稳定。显然,在有反馈的控制系统中,对被控系统的控制不仅与目标的设定有关,还与输出的反馈有关,是两者的共同作用,才能使系统得到发展和稳定,这就是反馈控制的原理。由于反馈控制,使系统在实现目标时达到高效的发展和相对的稳定,这是无反馈系统无法办到的。

  广大教师对教学中的反馈是十分关注的、课堂上的察颜观色、个别提问、课外作业、测验考试等,无一不是为了从学生那里取得反馈信息,以改进自己的教学。但由于传统的手工业手段,费时太多而不能为教师经常采用,致使教师无法由此获得足够的信息量以准确、及时地调控自己的教学,使我们的教学成了单向的、直线式的、缺乏有效反馈的、盲目性极大的低效传输系统。这种缺损的教学带来了可靠性较差、效率不高、质量较低的必然结果。

  3.错位的角色

  人是能动的个体,学生的学习和个性的发展,如同人的身体的成长一样,是机体自组织的建构过程,是任何人替代不了的。瑞士著名心理学家皮亚杰提出的“发生认识论”为我们提供了有力的佐证。笔者也曾就“浮沉问题”在幼儿、小学三年级和初中生中做过一系列调查。当问某个年龄阶段的学生:“一块木头放在水里,会怎样?”有的学生回答:“不会沉下去!”有的孩子居然说:“会上沉!”、“会沉上来!”总之,他们只会说:“沉”,不会说“浮”。也就是说:在这个年龄阶段的孩子只认识“沉”,所以,当他们接触“浮”现象时,他们总要将它纳入“沉”的轨道加以把握。因此,学生的人脑绝不会像电脑那样你灌输什么,它就接受什么。人的认识是主客体相互作用的结果,学习是学生自己进行的,他们是学习的真正主人,学生在教学中的主体地位是任何人所代替不了的。

  但在现行的课堂教学中,却出现了另一个颠倒和角色错位:以教师为中心,学生成了被动的“填鸭”,课堂的“满堂灌”、“一言堂”,一切由教师说了算。把一个个活生生的个体当成了一个个简单的容器,可以任意灌注,任意填充,严重扼杀了学生的主动精神和创造能力的培养和发挥,致使教师整天忙得不亦乐乎、疲惫不堪,而学生这一大批极其宝贵的人力资源却被白白地闲置和浪费,教师则由于寡不敌众而处于非常尴尬的境地。

  三、走科技兴教之路

  犹如生产力的提高必须借助于生产工具的改革一样,有什么样的工具水平,就有什么样的生产力水平,在“科教兴国”、“科技兴省”、“科技兴市”、“科技兴农”的大潮中,作为科学知识传播人的我们,理应文认真地思考“科技兴教”的问题。如果我们的教学还停留在“一张嘴巴”、“一支粉笔”、“一块黑板”这样一种类似刀耕火种的水平上,那么,“提高教育质量,科教兴国”就只是一句空话。问题就产生在我们的教学还是一种技术含量较低的劳动密集型行业,教学效率不高、教学质量较低实属在所难免。当信息革命的浪潮滚滚而来,正在改变着人们的工作方式、思维方式乃至生活方式的时候,如何充分运用现代教育技术武装我们的教学,对原有教学方式来一场革命,这是教育实践的呼唤,是时代的呼唤。

  当第一台电子计算机诞生的时候,人们就期盼着这场革命的到来,遗憾的是这场革命却总是姗姗来迟。令人欣慰的是:现在这一天终于初见端倪,在教育部提出的“面向21世纪教育振兴行动计划”中,就提到了教育信息化的问题;《中国教育报》特辟了一个“制高点”的版面;掌握和运用计算机已成为教师职称评定和学校进行等级评估的指标体系之一。教育信息化的浪潮正在全国各地蓬勃兴起,我们一定要有紧迫感、危机感,一定要看清形势,乘势而进,知难而上,做一个敢吃螃蟹的人,才能跟得上一个飞速发展、充满激烈竞争的新时代。

  1.运用多媒体技术,按学生的认识规律组织教学

  当代高新技术,特别是多媒体技术的发展,为我们提供了足够的技术支撑,使我们传统的用“一张嘴巴、一支粉笔”干巴巴的说教变成多感官的刺激;使抽象的变得具体、形象、使看不见的变成看得见;使“静”的变成“动”的。这就使我们有可能为学生创设一个尽可能真实的情境,让人类认识的最后结果变得生动、有趣,喜闻乐见,充满魅力,更加符合学生的认识规律,更能为学生所接受,这是传统的“教学方式”所无法实现的。正是由于高技术的支撑,帮助我们解决好了两种不同认识方式的匹配与接口的问题,必将大大增加课堂信息的容量、密度和效率,足以帮助我们把一个颠倒了的课堂颠倒过来,这无疑是一场教学生产方式的革命。对广大教师来说,由于高技术的渗透,提高了教学工作的科技含量,备课就再也不是简单的、枯燥无味的重复性劳动,而是充满激情的创造性工作,必将大大改变“教书匠”的传统形象,预示着一代学者型教师的诞生。

  2.构建双向双控的反馈教学模式

  再好的教学软件也只解决优化教学过程的一半,即“教”的一半。说到底还是在“教”字上狠下功夫,依然是教师为中心的“一言堂”教学模式,只是改变了一种形式,很可能变“人灌”为“电灌”,这样的教学依然是单向的、不完整的,盲目性极大的。而要使现代教育技术真正发挥作用,换汤不换药是不行的。因此,我们必须补上另外一半,即“学”的一半,构建一个双向双控的反馈教学模式,如图3所示:

  这样的教学才是完整的,教师和学生都可以从反馈信息中不断调控自己的“教”和“学”。这样的控制将不再是传统意义上的控制,而是教师的“他控”和学生“自控”的完美结合,必将有效地提高课堂教学的效率和质量。

  现代教育技术不仅为我们提供了优化前向传输的多媒体技术,同时也为我们提供了反馈媒体技术——“教学反馈测评系统”(以下简称“系统”)。由于该“系统”的介入,营造了一个学生得以参与教学过程的具体环境,沟通了师生之间的信息通道,使传统的课堂开放起来,透明起来,从而使以学生为主体和面向全体学生的要求落到了实处。特别值得提出的是,在获取的大量反馈信息中,为教学管理提供了一个数据化环境,我们就可以从量的积累中发现质的规定性。数据化教学环境的创设为使教学由经验走向科学提供了可能。

  笔者自1985年起,就开始了“教学信息实时反馈系统”的研制,1986通过省级鉴定,1987年获省科技进步奖。“系统”研制成功以后,我们一直致力于教学实践中的应用,并根据教学实践中提出的问题不断加以改进,逐步发展成适合于各种不同机型、具有各种不同功能的系列机,1993获国家发明专利证书。《教学反馈与测试分析》一书也于 1995年由电子工业出版社出版。1999年又发展成“教学反馈测评系统”,在新的协同中,使原“系统”又有了新的突破,1999年12月12日由中央电教馆组织鉴定为“国内领先”。

  “系统”由硬件和软件两部分组成。硬件包括学生用“反应器”、课堂总线、接口三部分;软件主要包括:数据采集与数据分析。可实时采集学生的应答反应与反应时间,在此基础上可作出各种统计分析:百计得分、标准分得分、按标准分划分的等级表、S-P表、M-T表等。随着应用领域的拓展,软件的发展是无限广阔的,如英语、语文的阅读速度测试、心理测试、智力测试等。

  3.唤醒学生的主体意识,落实学生的主体地位

  优化前向教学信息的传输和通过反馈检测,不断调控我们的教学,使之逐步优化,这是我们对如何运用现代教育技术优化教学过程、提高课堂教学效率的思考。但再好的技术也是要人去掌握、去驾驭的,只有人才是技术的灵魂,只有人才能使设备获得灵气和活力。离开了人,技术很可能成为一堆废铁,甚至是一堆“高级垃圾”。因此,教师和学生的培训至关重要,特别是学生主体意识的唤醒。以学生为主体和落实学生主体地位的问题不能老是停留在理论上,不能总是一种良好的主观愿望,依然以教师为中心的习惯模式去行以学生为主体之事,这样以学生为主体是始终落不到实处的。我们一定要首先转变观念,并采取有力的具体措施,唤醒学生的主体意识,诱发他们的学习动机,教给良好的学习方法,养成良好的学习习惯。

  基于以上思考,我们坚持深入教学实际,与第一线的教师们在一起,开始了运用现代教育技术优化教学过程、提高师生素质的实验研究。我们曾与广州市一所学校的老师一起上了556节实验课,1997年正式列入由中央电教馆主持的“全国教育科学‘九五’规划课题”,以期探索一条运用现代教育技术,优化教学过程、提高课堂教学效率、减轻师生负担的途径。1998年4月6日,在深圳市沙头角召开了开题会,在总课题组的指导下确立了六所实验学校,其中一所学校在中期评估中被评为“优”。

  探索的道路十分艰辛而漫长,我们将一如既往,认准方向,坚定理念,奋力探索。

  参考文献:

  [1][美]N·维纳.控制论[M].科学出版社, 1962
  [2][瑞士]J·皮亚杰,B·英海尔德.儿童心理学[M]商务印书馆,1981
  [3]钱学森,宋健.工程控制论(修订版)[M]科学出版社,1980
  [4]施铁如,学校教育科学研究[M]广东高等教育出版社, 1998
  [5]徐章英,顾力兵.智力工程概论[M]人民教育出版社,1997
  [6]徐章英,顾力兵.教学反馈与测试分析[M]电子工业出版社, 1995
  [7]徐章英,顾力兵.教学反馈概论[J]电化教育研究,1996,(1)
  [8]徐章英,顾力兵.教学反馈系统[J]电化教育研究,1996,(5)

  (摘自:《电化教育研究》,2000年第11期)




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