基于网络的高中信息技术学习环境的设计与实施的研究
[摘要]环境是学习者生活于其中,能影响人发展的一切外部条件。它为人的发展提供了多种可能性，同时也作出了一定的限制。学习环境为人的发展提供了客观条件，也提供了认识与实践的客体。一个人怎样认识它的环境，取决于它的成熟程度、知识和目的（勒温，1999）。学习者所面对的环境，日趋复杂和多样化，从单纯的物理环境，人文环境到基于网络的技术环境，教学所面对的不仅仅是提供多样的学习机会，更应该根据学习者的需求、目标及任务的要求，提供基于境脉、人文、创新的现代技术学习环境，促进学习者建构知识，达成发展目标。本文从学习环境的意义、背景及高中信息技术课网络学习环境设计的理论和个案进行了分析和研究，以实现该课新课程理念，为高中信息技术课的教学设计作出努力。
[关键字]网络 学习环境 教学设计 创新 境脉 新课程理念
一、 文献综述
1．1．1 研究现状
第一位关注学习环境并将其视为一种教学策略的教育家是蒙台梭利，她认为教师的职责就是要观察在与自然环境进行交互作用时的学生，进而设计或修订学习材料，以使这些材料能够支持学生自然的好奇心。她说：教育不是完全由教师单方面来做事情，而是一个人类自发地发展的过程。它不是通过听来实现的，而是通过儿童在适合自己的环境中活动的经验来实现的。田慧生把学习环境视为一种场所，她认为从教学论出发，教学环境是“由学校和家庭的各种物质因素构成的学习场所”，主要内容是家庭、学校、课堂中的物质因素。（田慧生，1996）。无独有偶，与之相同的观点的还有陈琦教授，他从心理学角度，认为学习环境就是指物理环境，如果给学习目标和活动配以相应的学习情景，将有助于达到教学目标，可以通过座位的安排来影响教学和学习，他的研究证实，最受注意的是坐在前排和中线上的学生。美国教育技术学家Knirk.F.G(1979)也明确将学习环境定义为：“由学校建筑、课堂、图书馆、实验室、操场以有家庭中的学习区域所组成的学习场所。由此可见，在传统的课堂教学形式中，教师、教材是最主要的学习资源，师生之间的教学模式单一，学习环境就以场所的形式表现出来。也有人认为，任务情境是建构主义学习环境的核心（杨开城，2000）。这种观点将建构主义学习环境概括为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。其中学习资源不仅包括信息资源、认知工具、人类教师等物理资源，还包括任务情境等资源。任务情境在学习环境中起着集成其它各种学习资源的作用。所谓的任务情境是指呈现的学习者的问题解决情境。任务情境蕴含中等待学生学习的知识和智力操作。建构主义学习环境的学习任务是真实性任务。学习任务的真实性是指任务情境与知识、技能被应用的实际情境相联系的程度。何克抗教授认为学习环境是学习资源和人际关系的一种动态的组合。其中既有丰富的学习资源，又有人际互动的因素。学习资源包括学习材料（即信息）、帮助学习者学习的认知工具（获取、加工、保存信息的工具）、学习空间（如：教室或者虚拟网上学校）等。人际关系包括学习之间的人际交往和师生之间的充分的人际交往。学生不但能够得到教师的支持和帮助，而且学生也可以相互协作和支持。
随着以计算机技术、网络通讯技术为核心的信息技术在教育教学领域的普及应用，学习资源越来越丰富，在基于因特网的远程学习环境下，学习者的学习方式发生了很大的变化，可以进行个别化学习，也可以进行协作式学习，或者二者的结合，另外，学习时间、学习内容、学习方式甚至指导教师都可以按照学习者自已的意愿进行选择，场所在学习环境中的作用起来越小，由此，对学习环境的认识可能会发生更加丰富多彩的变化。本文认为，基于网络的学习环境既保持了物理环境的真实性，同时也具有丰富的技术因素，并且应关注由于“迷航”所致的人文缺失。因此，基于网络的学习环境包括物理因素、技术因素和人文因素三个方面。
1．1．2 高中信息技术课的目标定位及理念
十几年来，我国中小学计算机教育迅速发展，从最初的以学习计算机语言为主的程序设计教学阶段(1981-1990年)，到以学习办公自动化软件(文字处理、表处理、数据库)为主的应用软件教学阶段(1991-1997)，到现在的以培养学生信息素养为主的信息技术教育阶段(1998一，目前正处于从计算机应用软件教学向信息素养培养阶段转变时期。信息技术教育教学内容也从传授计算机基本知识转到利用信息技术作为工具帮助学生更好地自主学习和探讨，信息技术课程教学也正在改变以往单纯进行信息技术的教学，更加注重对学生进行人文、伦理、道德和法制的教育。
2003年，教育部颁发了高中新课程标准，《普通高中技术领域课程标准(信息技术部分)》，提出了高中信息技术课程以义务教育阶段课程为基础，以进一步提高学生的信息素养为宗旨，强调通过合作解决实际问题，让学生在信息的获取、加工、管理、表达与交流的过程中，掌握信息技术，感受信息文化，增强信息意识，内化信息伦理，使高中学生发展为适应信息时代要求的具有良好信息素养的公民。
新的课程标准特别强调了高中信息技术课程的设计要体现如下三个特点:
1)信息技术应用能力与人文素养培养相融合的课程目标;
2)符合学生身心发展需求的课程内容;
3)有利于所有学生全面发展与个性发展的课程结构形式。
现在，新的高中信息技术课程标准，已经从过去关注计算机知识和技能的教育，发展到关注学生作为人的全面发展，学生信息素养的提高。所以，信息技术课的教学方法和设计方法也应相应变革。
二、 理论基础
2． 1建构主义学习理论
知识不只是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境中借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得。提倡在教师指导下的“以学习者为中心”的学习。强调情境与合作在学习过程中的重要作用。主张用发现法去建构知识的意义。学习者是根据自己原有的知识经验为基础，对新信息进行主动选择、加工和处理，重新认识和编码，建构自己的理解。按照认知理论，教学设计应当帮助学生主动获得知识，主动建构自己的新认知，而不是单纯传授知识和技能。
建构主义认为学习环境是学习者可以在其中进行自由探索和自主学习的场所。在此环境中学生可以利用各种工具和信息资源（如文字材料、书籍、音像资料、CAI与多媒体课件以及因特网上的信息等）来达到自己的学习目标。在这一过程中学生不仅能得到
教师的帮助和支持，而且学生之间也可以相互协作和支持。按照这种观念，学习应当被支持和促进而不应受到严格的控制和支配；学习环境则是一个支持和促进学习的场所。在建构主义学习理论指导下的教学设计应当是针对学习环境的设计而非教学环境的设计。这是因为，教学意味着较多的控制和支配，而学习则意味着更多的主动和自由。
2．2教育传播环境理论
教育传播环境是指围绕教育传播活动四周的一切事物，是教育传播系统赖以存在和发展的全部外部条件的总和。教育传播系统作为一个开放的系统，其内容是复杂和多方面的，对教育传播影响较直接的环境因素，主要有校园环境（包括校园社会心理环境）、教室环境、社会信息环境、人际环境等，近年来，以电视直播技术、通讯卫星技术、数字技术、网络技术为代表的传播技术迅猛发展，以此为基础，全世界的信息传播领域发生了天翻地覆的变化：一方面是资讯和空前丰富，一方面是“知沟”的不断扩大；一方面是民主和多元价值观领得以推广，另一方面是一体化和文化霸权的盛行。多媒体技术在课堂中的应用，彻底改变了传统的课堂教学模式，将崭新的现代教学思想及教学模式引入教学过程，构建了多种学习方式并存的教学环境。
教育传播环境是一个课堂，在这里实施的是一种“隐性课程”，它以潜移默化的形式，对学生的认知、情感和行为产生着强有力的影响。它可以激发学生的学习动机，提高他们的学习积极性，也可以促进学生智力的发展，有助于学生身心健康。接照此理论，我们在教学设计时应精心设计各种教育场所和设施，认真筛选各种信息，重视培养学生自己控制、管理环境的能力，努力建立良好的人际关系和校风班风。
2．3 情境认知理论
情境认知是不同于信息加工的另一理论。它试图纠正认知的符号计算方法的一些不足，特别是信息加工依靠储存中的规则和信息的描述，集中于有意识的推理和思维，忽视了文化和物理的情境脉络。情境认知的突出特点是把个人认知放在更大的物理和社会的情境脉络中，这一脉络是互动性的，包含了文化性建构的工具和意义。“物理境脉与社会境脉在思维进程中进行着重组”（Light&Butterworth,1992）。所有的学习都是情境中的学习，学校建构了特定的学习情境，它有自己的文化、历史、政治和经济上的考虑，学校为学生准备的不是一般形式的将学校中学习的东西迁移到其它场合，而更看重他是一个学生，他是成功还是失败，是否进入了就业市场等（萨其曼，1993）。
学习环境设计的情境认知方法更注意语言、个体各群体的活动、文化和意义和差异、工具（包括计算机工具和环境），以及所有这些因素的互动。与学习环境相关的情境原则包括以下几个主要原则：
1） 情境脉络中的学习：
思维和学习只有在特定的情境中才有意义。所有的思维、学习和认知都是在特定的情境脉络中的；不存在非情境化的学习。
2） 实践共同体：
人们在实践共同体中行动和建构意义，这些共同体是意义的有力的储存处和传递者，并使行动合法化。共同体建构和定义了适当的对话实践
3） 作为积极参与的学习：
从属于和参与实践共同体的角度去看学习。学习被看作是与他人、工具和物质世界互动的辩证过程。认知与行动不可分----不论是直接的物理的行动还是有意的反思和内部行动。要理解学到了什么就看在活动境脉中是如何学习的。
2．4 创新学习理论
创新学习，指的是学习者在学习的过程中，不拘泥于书本，不迷信于权威，不依循常规，而是以已有的知识为基础，结合当前的实践，独立思考，大胆探索，标新立异，别出心裁，提出自己的新思想、新观点、新思路、新设计、新意图、新途径、新方法……的活动。（龚春燕，2002）简而言之，所谓创新学习就是以创新为目的的学习活动。其主要特点是具有新颖性和独创性。而学生创新学习，是指学生依据一定的学习资源和工具，在已有知识的基础上，结合实际，独立思考，组合加工，大胆探索，积极提出一些新思想、新方法的学习方式。当前，通过多种形式和方法，培养学生的质疑和反思能力，进而形成一个人人思创新，个个肯创新的情境脉络。钟启泉教授说：“教学，从本质上说一种环境的创造，所谓教学模式就是创造这种环境的方法”。在信息化网络环境下，通过多种信息工具的使用和信息环境的创设，让学生在自主探究、协作解决问题和反思评价中提高信息素养，进而建构其创新学习能力。
2．5多元智能理论
美国哈佛大学教育学教授霍华德?加德纳在对传统智力测验的批判的基础上建立起全新的智能理论，提出人类的智能是多元的。他于1983出版了《智能的结构》一书，提出了多元智能理论。在多元智能理论提出伊始，加德纳教授提出人类至少具有八方面相互独立的智能，随着加德纳教授对于多元智能理论的不断充实，目前已经成熟地阐述了九种智能。多元智能理论不在于研究人类究竟具有多少种智能，而是在于强调要多元的认识和理解智能，而不是像传统智力测验那样片面单一地看待智能。
运用多媒体技术和网络资源，创设适于激发学生潜能的多元智能教学环境心理学研究表明，学生在学习中的情绪与教学效果有直接关系，而教学的情境又是影响学生情绪的重要原因。学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系，学生学习的本质就是借助学习情境的帮助，实现学习者对知识意义的主动建构。当学习者在与现实世界相类似的情境中学习时，可以促使学生利用原有认知结构中的有关知识经验去同化新知识，并对其赋予新的含义。情境教学，就是在教学过程中为了达到既定的教学目的，创设与教学内容相适应的具体场景或氛围，引起学生的情感体验，吸引学生主动学习，帮助学生迅速而正确的理解教学内容，在“我要学”、“我爱学”的氛围中促进他们全面和谐发展。
三、 基于网络学习环境的高中信息技术课的设计策略
3．1 有利于激发学生的主动性学习兴趣
建构主义学习理论认为,学习是学习者主动建构内部心理表征的过程,学习者的主动性在建构认知结构的过程中起着关键作用。教育家第斯多惠曾指出，如果使学习者习惯于简单地接受和被动地工作，任何方法都是坏的，如果能激发学习者的主动性，任何方法都是好的。教学过程从本质上来说是促进学习者学习的过程，学习者的学才是学习过程的内因，教师的教是促进学习者的学习过程的外部条件。学习过程的主体是学习者，知识不能靠教师灌输给学习者，只能通过激发学习者的兴趣，让学习者主动去建构。学习动机理论认为，适当的学习动机具有加强学习的作用，学习动机推动着学习活动，能激发学生的学习兴趣，保持一定的唤醒水平。而适当的动机水平反映了学习者主动学习的意向。
要落实激发学生的主动性学习兴趣，就要促使学习者主动探索、主动自我评价、主动反思。因此，在网络学习环境设计中应注意以下几点：
1） 学习者掌握学习的主动权，自己设置学习目标，并对自己的学习负责。
2） 学习者参与小组合作学习，共同进行问题解决和小组项目，对小组荣誉负责。
3） 学习者反思自己的学习过程，小组进行评价。
4） 将学习者置于尽量真实的学习背景中。
5） 教师以促进者、教练和指导者的身份出现，而不是知识的灌输者，教师通过和学习者讨论进行指导，而不是直接将答案告诉学习者。
为了促进和支持学习者的主动性学习兴趣，在网络学习环境中通过以下教学策略来支持学习：抛锚策略、教练策略、合作学习策略、反思策略和小组评价策略。
3．2 有利于合理有效地使用媒体资源
教学媒体是指直接加入教学活动，在教学过程中传输信息的手段。目前迅速发展的多媒体技术、虚拟现实技术、人工智能技术等不再是单纯的教学手段，它还可以为学生创设多种学习环境，提高学习的效率，可以作为学生的认知和学习工具，培养学生的思维能力和解决问题的能力。因此，在现代教学设计中，媒体发挥着越来越重要的作用。
每一种教学媒体都有自己的不同的特性，所有媒体都有长处和短处，不存在某种“超级媒体”。布鲁纳认为，媒体在传授知识方面的功能是相近的，几乎是毫无并别，而在发燕展技能方面是独特的，各个不同。施拉姆说过：我们可以使用任何媒体学习，但是混合使用媒体比只用一种媒体学习效果好。那么，为了有效在促进学生建构知识，如何合理有效地使用好教学媒体资源呢？Ｋ.Lonigo给我们提出了一个教学媒体利用的选择模型，他认为，在选择决策时需要考虑以下几个因素：
１） 学习类型
根据教学目标而确定的学习行为可分为五类：（１）学习事实性信息；（２）学习对多种事物的辨别能力；（３）学习抽象的原理、概念、法则；（４）学习解决某种问题的程序和方法 （５）学习操作性技巧。
２） 媒体所需费用
媒体所需费用指媒体制作成本。费用包括设备费、支持费、装配费及人员开支，通常以学习价值作为计算单位，即以“元／学时”为计算单位。根据经验，几种常用教学媒体的制作成本见表１
教学媒体 制作成本
静止图片
电影
电视
录音
程序教学
配音幻灯
ＣＡＩ课件 Ｌ
Ｍ－Ｈ
Ｍ
Ｌ
L-M
L-M
M-H
说明：Ｌ―低成本；Ｍ－中成本；Ｈ－高成本
表１
３） 媒体所达到的性能
可用三个等级表示：
ＨＰ：高效能，定义为能迅速、准确、有效地完成教学的任务。
ＭＰ：局部效能，定义为能部分地完成教学任务。便对有困难的部分，南非要加以辅助工作才能完成。
ＬＰ：低效能。定义为比ＭＰ更低的效能。
４） 学习类型与媒体郊能关系
学习事实性信息 学习多种事物判断能力 学习原理概念与法则 学习解决问题的方法 学习操作性技巧
静止图片 MP HP MP MP LP
电影 MP Hp HP HP MP
电视 MP MP HP MP LP
录音 MP LP LP MP LP
程序教学 MP MP MP HP LP
配音幻灯 MP HP MP HP LP
ＣＡＩ课件 MP LP MP LP LP
表２
５） 媒体最优选择范围
根据媒体设计选择的最大价值律，选择媒体必须遵循低成本、高效能的原则。
3． 3有利于价值观的交流
2003年，教育部颁发了高中新课程标准，《普通高中技术领域课程标准(信息技术部分)》，提出了高中信息技术课程以义务教育阶段课程为基础，以进一步提高学生的信息素养为宗旨，强调通过合作解决实际问题，让学生在信息的获取、加工、管理、表达与交流的过程中，掌握信息技术，感受信息文化，增强信息意识，内化信息伦理，使高中学生发展为适应信息时代要求的具有良好信息素养的公民。在高中信息技术教育课程实践中，采用网络课件、基于Web的自主探究性学习活动，虚拟社区、BBS、EMAIL、QQ等现代信息工具和手段，对提高学生兴趣和知识的扩展，无疑起到了积极的作用，师生之间通过Blo日志，QQ群、BBS等形式进行交互的学习和研究，对学生而言，学习的开放性和民主性得以提高。但是，网络是一把双刃剑，它有利也有弊。青少年学生涉世不深，网络信息鱼龙混杂，充满了机会，也具有危险性。另外，使用网络时间过长，可能使学生沉溺于游戏和虚拟的成功而不能自拔，学生之间正常的人际交往，师生之间的情感交流、教育者的道德示范效应，可能都难以得以实现。一句话，学生价值观的形成，没有教育者的道德示范是难以成功的。
那么，在设计学习环境过程中，除了传统的情感激发和给学生一个自由的空间之外，我们还应该做哪些工作呢？托夫勒认为：现有教育模式实践是建立在工业模式基础之上。他说，传统模式下的大众教育教给学生基本的读、写、算、一点儿浅显的历史和其它科目构成了“显性课程”。然而，在这之下，实际上还有一个更有基础的看不见的“隐性课程”。它由三个方面组成：准时、服从和机械重复的工作。工业社会对工人的要求毫无质疑地接受阶层式管理。这个显性和隐性的课程集合就是这种要求的反映。据此，为现代学生设计学习环境的教师必须考虑到完整的学习---既有显性的也有隐性的。他们必须认识到大多数学习者都是社会性的，学生不是等待填充的真空管而是知识的建构者，学习不是为了获得大量现成的知识而是为了增长谋生的能力。教师必须为学生创设能够促进问题解决、合作、沟通、批判思考和学会如何学习的环境。因此，在学习活动中，应适当采用小组学习或者其它的合作学习方法，通过讨论、协商、竞争、角色互换等方式使学习者接触各种不同的观点、通过分析、判断、归纳达到对知识的理解，同时增强学习者之间彼此的理解和交流，改善学习者之间的社会关系。实践证明，创设高效的发展性课堂可以采用以下建议：
 采用小组评价策略和合作学习策略
 设计对学生有意义的学习活动
 强调任务的完成的过程而不是结果。
 与真实世界联系起来，进行情境化学习
 开展民主的教学过程，强调尊重每一个人，尊重每一个人的观点。
 进行尽可能真诚的交流。
总之，教师所设计的学习环境必须使学生能够感觉到一种归属感，能感觉到自己是受欢迎的个体，自己的思想受到了尊重，并总被鼓励参与各种活动。
