對(duì)于科學(xué)課程來說，由于它是融物理、化學(xué)、生物、自然地理為一體，與傳統(tǒng)的分科課程相比，在課程的功能、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、實(shí)施、評(píng)價(jià)和管理等各方面都有了重大的創(chuàng)新和突破。因此，我們?cè)趯⑿畔⒓夹g(shù)與這門嶄新的課程整合的同時(shí)，更加側(cè)重于探討在現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下如何變革教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。走過三年多課改的路程，我們?cè)诳茖W(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)上述問題進(jìn)行了初步探討，并獲得了寶貴的第一手資料。
　　
　　一、基于探究的新的科學(xué)教學(xué)模式的建立
　　
　　探究是科學(xué)課程的核心概念，也是教材編寫、教學(xué)實(shí)施和教學(xué)評(píng)價(jià)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。它立足于建構(gòu)主義及主體教育的理論，以學(xué)生為主體，以學(xué)生主動(dòng)探究科學(xué)問題的實(shí)踐活動(dòng)為策略，使其理解并嘗試科學(xué)家研究自然規(guī)律所經(jīng)歷的探究過程，并在其原有的基礎(chǔ)和水平上一層層地建構(gòu)、累積新的知識(shí)，掌握科學(xué)研究的方法，體驗(yàn)科學(xué)研究的酸甜苦辣。問題解決是貫穿這一過程的主線，而學(xué)生知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建則是最終的教學(xué)目標(biāo)。
　　三年多來，我們?cè)诳茖W(xué)課程的實(shí)踐中，初步建立起一種“以主題或?qū)ｎ}為主線，以任務(wù)帶問題、以分工來協(xié)作、以技術(shù)促研究、以收獲給評(píng)價(jià)，以活動(dòng)貫穿始終”的新型教學(xué)模式。具體地說，這種探究型的教學(xué)模式包含如下的結(jié)構(gòu)要素：
　　主題（專題）—任務(wù)—問題—假設(shè)—分工協(xié)作與驗(yàn)證—技術(shù)運(yùn)用—研究討論—收獲提交—評(píng)價(jià)（教師評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)、同伴評(píng)價(jià)）。
　　其中，初中階段在相對(duì)低層次的探究活動(dòng)中，主題、任務(wù)、教師評(píng)價(jià)、活動(dòng)組織這四項(xiàng)要素重在教師主導(dǎo)作用的體現(xiàn)；問題、假設(shè)、技術(shù)運(yùn)用、分工協(xié)作與驗(yàn)證、交流研討、成果提交和自我評(píng)價(jià)、同伴評(píng)價(jià)是學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生主體作用的主要體現(xiàn)。
　　事實(shí)證明，這種新型科學(xué)探究教學(xué)模式的運(yùn)作是卓有成效的，是我校科學(xué)課程對(duì)新課程理念所做的個(gè)性化的演繹和實(shí)踐，尤其是信息技術(shù)的運(yùn)用，提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，成為科學(xué)探究學(xué)習(xí)模式中無可替代的角色。
　　
　　二、信息技術(shù)在科學(xué)探究教學(xué)模式三個(gè)層面上的運(yùn)用
　　
　　隨著科學(xué)探究教學(xué)模式的實(shí)施，我們?cè)趯で笮畔⒓夹g(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的過程中，對(duì)信息技術(shù)在教學(xué)中的功能的認(rèn)識(shí)逐漸深化，在具體教學(xué)實(shí)踐中，走過了依次遞進(jìn)的三個(gè)階段。
　　
　　1．信息技術(shù)在媒體層面上的運(yùn)用
　　這是基于“輔助”的理念，將信息技術(shù)作為教學(xué)的手段、方法來幫助教師解決教學(xué)中的問題。在這個(gè)層面上，信息技術(shù)扮演的是媒體角色，發(fā)揮的是媒體功能，體現(xiàn)的是媒體特征。它與傳統(tǒng)的教學(xué)掛圖、模型、標(biāo)本等并無本質(zhì)的區(qū)別，并不引起真正意義上的教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式的改變。此時(shí)的信息技術(shù)仍然掌握在教師手中，是以教師為主體的課堂運(yùn)用。我們用圖1來表明它在教學(xué)中的運(yùn)用。
　　
　　比如，在《脊椎動(dòng)物》一課中，我充分利用多媒體的視聽效果和一些素材性課程資源，將動(dòng)物的大量信息、各種難得一見的珍貴鏡頭鮮活地展現(xiàn)在課堂，如：鯽魚的慢鏡頭的呼吸、蜥蜴的產(chǎn)卵與孵化、家鴿的飛翔、鴨嘴獸的活動(dòng)、大熊貓?jiān)谝巴獾纳钋榫暗鹊?，幫助學(xué)生對(duì)枯燥知識(shí)的理解與記憶，讓活生生的脊椎動(dòng)物在大家面前進(jìn)化！如果沒有了信息技術(shù)，這堂課的教學(xué)效果就要遜色得多了。
　　今天，我們的探究性教學(xué)除了擁有廣為傳誦的《探知學(xué)堂》、《科學(xué)探頭》外，還有師生自建的專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站如《校園植物網(wǎng)》、《水資源網(wǎng)》、《綠色網(wǎng)站》等，有校園網(wǎng)上的師生交流平臺(tái)作為教學(xué)的補(bǔ)充，更兼有其他的一些大平臺(tái)或小課件。
　　運(yùn)用信息技術(shù)的媒體功能，我們?cè)谡n堂教學(xué)中做到了化抽象為具體、化復(fù)雜為簡(jiǎn)單、化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)、化無形為有形、化無聲為有聲，大大加快了課堂節(jié)奏，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，縮短了學(xué)生的認(rèn)知過程，其教學(xué)效果是“一支粉筆、一本書、一塊黑板、一張嘴”的傳統(tǒng)授課方式所無法比擬的。
　　
　　2．信息技術(shù)在工具層面上的運(yùn)用
　　這是基于“整合”的理念，將信息技術(shù)像顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等教學(xué)工具一樣作為教學(xué)的有機(jī)組成部分，它扮演的是學(xué)習(xí)、研究工具的角色，發(fā)揮著新型探索工具的作用。信息技術(shù)在“整合”層次上應(yīng)用的重要特征，就是引發(fā)教學(xué)方式的變革，在教師的引導(dǎo)、輔助和支持下，學(xué)生們嫻熟地將信息技術(shù)變成了問題解決的策略工具、效能工具和研發(fā)工具，信息技術(shù)掌握在學(xué)生的手中，是以學(xué)生為主體的課堂探究。我們以圖2來表明它在教學(xué)中的運(yùn)用。
　　
　　在學(xué)習(xí)《聲音的特征》時(shí)，教師這樣開場(chǎng)：“常言說，‘雁過留聲’，對(duì)于今天的我們當(dāng)然可以用錄音設(shè)備將某一聲音錄下來并隨時(shí)欣賞。你能用眼睛‘看’一下你所聽到的聲音嗎？”隨后，教師讓各小組學(xué)生自己用科學(xué)探頭收集電子琴不同鍵的聲音，輸入到電腦中，引導(dǎo)學(xué)生觀察分析波形，逐步建立周期、頻率、音調(diào)、振幅、響度、音色等一系列描述聲音的概念。學(xué)生為能親手“抓”住自己的聲音而興致勃勃……
　　我們一直陶醉在多媒體的強(qiáng)大模擬功能上，總認(rèn)為它能化抽象為具體，但對(duì)七年級(jí)的學(xué)生來說，無論我們?cè)谡n件中放多少種聲音，他們都覺得抽象?？茖W(xué)探頭的靈敏度極高，信息收集和處理的能力很強(qiáng)，可以將事物發(fā)生和變化的瞬時(shí)信息輸入到電腦中。本例中就是讓學(xué)生先用相應(yīng)探頭“抓住”不同聲音，再用眼睛“看”聲音，最后用頭腦分析聲音，為學(xué)生搭好思維的腳手架。
　　有時(shí)，學(xué)生自己運(yùn)用工具平臺(tái)的創(chuàng)造性思維就連教師都始料未及。
　　在《宇宙的演化》一課中，教師帶上教參力薦的氣球，帶領(lǐng)學(xué)生模擬“大爆炸理論”。先在氣球上標(biāo)三個(gè)點(diǎn)，代表三個(gè)星球，讓學(xué)生吹氣球并觀察球上三個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。教師認(rèn)為如此學(xué)生便可以理解哈維的“星系運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”，可學(xué)生卻對(duì)“離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快”無法理解。此時(shí)，有一個(gè)學(xué)生自己打開電腦中的《幾何畫板》，創(chuàng)建了一個(gè)小圓，依次標(biāo)上A、B、C三個(gè)點(diǎn)，連結(jié)AB和AC，并度量線段AB和AC的長(zhǎng)度，將圓擴(kuò)大時(shí)，兩線段同時(shí)變長(zhǎng)，但在相同的時(shí)間里變長(zhǎng)的長(zhǎng)度不相等……全班豁然開朗。
　　《幾何畫板》一般用在數(shù)學(xué)上，但在本例中，學(xué)生卻用來模擬天體運(yùn)動(dòng)并且是動(dòng)態(tài)展示其過程和原理?？梢?，只要用得合理，教學(xué)平臺(tái)是沒有學(xué)科界線的。
　　更多的時(shí)候，我們是隨時(shí)隨地地利用網(wǎng)絡(luò)來尋找我們所需要的資料。
　　一次，學(xué)化學(xué)的李老師正在上科學(xué)《生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)》內(nèi)容，做了充分準(zhǔn)備的他正向?qū)W生展示精美的圖片：北極狐、枯葉蝶、黃蜂……突然，班上一名學(xué)生舉手了：“老師，有一種無毒蛇也有鮮艷的斑紋，它是警戒色還是擬態(tài)？”猶如平靜的湖面投入了一粒石子。同學(xué)們七嘴八舌地議論不休，李老師有點(diǎn)拿不準(zhǔn)。學(xué)生們也看出老師不知道，于是，師生一起將電腦切換到上網(wǎng)，在搜索欄中輸入“警戒色、擬態(tài)、無毒蛇”，回車……
　　在今天的科學(xué)課堂上，我們特別強(qiáng)調(diào)和注重信息技術(shù)在這個(gè)層面上的運(yùn)用，正是信息技術(shù)在這個(gè)層面上的運(yùn)用使得我們成功地實(shí)現(xiàn)了科學(xué)課堂的自由探尋，學(xué)生們的信息量之大，涉獵之廣泛，思維之變通、求異、創(chuàng)新是在傳統(tǒng)教學(xué)體制下不可想象的。
　　
　　3．信息技術(shù)在環(huán)境資源層面上的運(yùn)用
　　這是在更高的層次上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的人工智能化。這時(shí)的信息技術(shù)已作為構(gòu)建自主探究學(xué)習(xí)環(huán)境的要素來支持教學(xué)，它扮演著學(xué)習(xí)資源的角色，這也正是我們目前正在探索的發(fā)展目標(biāo)。我們將充分利用信息技術(shù)來創(chuàng)建新型的以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境，讓學(xué)生真正獲得學(xué)習(xí)的自由，為他們提供可以自由探索、嘗試和創(chuàng)造的條件，真正促使教學(xué)從傳統(tǒng)的教師中心模式向?qū)W生中心模式轉(zhuǎn)變。到那時(shí)，一個(gè)學(xué)生雖然只面對(duì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，背后卻有無數(shù)的專家和海量的信息資源的支持，使得探究式的教與學(xué)在信息資源的海洋里更加游刃有余。
　　
　　
　　4．三個(gè)層面之間的相互關(guān)系
　　信息技術(shù)在科學(xué)探究教學(xué)模式三個(gè)層面上的運(yùn)用，并不是彼此對(duì)立、水火不容的，而是相輔相成、相得益彰的。信息技術(shù)在媒體層面上的運(yùn)用是它和課程整合的最低層次，現(xiàn)在，大多數(shù)中小學(xué)的課堂仍采用這種方式；信息技術(shù)在工具層面上的運(yùn)用會(huì)引發(fā)傳統(tǒng)教學(xué)方式的根本變革，是目前許多學(xué)校正在積極探討的課題；信息技術(shù)在環(huán)境資源層面上的運(yùn)用代表著信息技術(shù)和課程整合未來的發(fā)展方向。即使到了第三階段，我們?nèi)匀徊粫?huì)也不能說前兩個(gè)層面的運(yùn)用已經(jīng)失去了意義。
　　
　　三、我們的體會(huì)和思考
　　
　　探究是科學(xué)課程最重要的概念，“信息技術(shù)”是解決信息時(shí)代教育問題的最重要的技術(shù)，兩者的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，必然會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式產(chǎn)生深刻的變革和深遠(yuǎn)的影響。
　　我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)是在行為主義教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，以教師為中心的灌輸式教學(xué)。科學(xué)探究教學(xué)模式的建立，就是我們所創(chuàng)設(shè)的一種新型教學(xué)結(jié)構(gòu)，旨在充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正成為信息加工的主體和知識(shí)意義的主動(dòng)構(gòu)建者，而不是外部刺激的被動(dòng)接受者和知識(shí)灌輸?shù)膶?duì)象。教師真正成為課堂教學(xué)的組織者和指導(dǎo)者。
　　要實(shí)現(xiàn)這種教學(xué)模式的成功運(yùn)作，決然離不開信息技術(shù)的作用，因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)為該模式的創(chuàng)建提供了最理想的教學(xué)環(huán)境。兩者的有機(jī)整合，使各種教學(xué)資源、各個(gè)教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)，經(jīng)過整理、組合、互相融合，在整體優(yōu)化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聚集效應(yīng)，從而促進(jìn)教學(xué)方式的根本變革，也就是促進(jìn)以教師為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)模式的變革，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的目標(biāo)。
　　在以網(wǎng)絡(luò)和多媒體為基礎(chǔ)的信息化環(huán)境中實(shí)施科學(xué)課程的探究式教學(xué)，要求教師要對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行信息化處理后成為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源，并提供給學(xué)習(xí)者共享學(xué)習(xí)，而不僅僅是教師手中的媒體工具；還要利用其信息加工工具，利用文字處理、圖像處理、信息集成的數(shù)字化工具，對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行重組、創(chuàng)作，使信息技術(shù)與課程整合不僅只是向?qū)W生傳授知識(shí)，讓學(xué)生獲得知識(shí)，而且能夠使學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的重構(gòu)和創(chuàng)造。
　　（作者單位：廣東深圳北師大南山附中）