1、.PAGE ：.；促進(jìn)知識整合的科學(xué)探求式學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計 基于對WISE網(wǎng)絡(luò)探求平臺的評介黃 都一、根本實(shí)際思索無論是低級動物還是作為高級動物的人，一旦降生于大自然的懷抱里，要想獲得生存和進(jìn)一步開展，都離不開學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)是需求一定的環(huán)境的，學(xué)習(xí)的結(jié)果也會因環(huán)境給養(yǎng)的不同與千差萬別，例如，早期的“狼孩實(shí)驗(yàn)，將剛出生的嬰兒放進(jìn)狼群之中，其生長的結(jié)果就是一只具備典型的“狼的行為特征的“狼孩，而不是他們所指的具有社會性的“人。要使人生長為名符其實(shí)的“人，既需求自然環(huán)境，更需求社會環(huán)境。在自然環(huán)境中，人挺多也只學(xué)會了如何生存；而置身于自然和社會共同構(gòu)成的學(xué)習(xí)環(huán)境中，人那么有能夠既學(xué)會生存，又學(xué)會交往、學(xué)會求

2、知和學(xué)會做事。應(yīng)該說，人的學(xué)習(xí)環(huán)境是自然性和社會性的有機(jī)一致，這種一致性是人與自然、社會互動過程中自動生成的。他們的學(xué)校教育，正是為了使一個人在閱歷更為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)之后，可以在日后與自然和社會互動過程中得心應(yīng)手、有所作為。然而，長期以來，他們的學(xué)校所為學(xué)生制造的學(xué)習(xí)環(huán)境，卻與他們?nèi)蘸蠡虍?dāng)前身處的自然和社會環(huán)境特征相去甚遠(yuǎn)，這使得一個人在其人生開展過程中，在學(xué)校里是一種人，而在自然與社會里又是另一種人，人的生存和開展是不調(diào)和、不延續(xù)的(如圖-a所示)。于是，要求學(xué)校教育要與自然、社會相交融的課程與教學(xué)改革之呼聲日益高漲，根據(jù)這種交融的觀念，學(xué)校中的每一個人同時也是社會中的人，他們所處的學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境

3、是整個自然和社會學(xué)習(xí)環(huán)境大系統(tǒng)中的一部分；人所處的學(xué)習(xí)環(huán)境是開放的、充溢變異的，而不是封鎖的、不變的(如圖-b所示)。這種認(rèn)識，曾經(jīng)在一些教育實(shí)際中得以表達(dá)。學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境自然和社會學(xué)習(xí)環(huán)境人學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境自然和社會學(xué)習(xí)環(huán)境人(a) (b)圖 不同教育實(shí)際中對學(xué)習(xí)環(huán)境的處置現(xiàn)實(shí)上，他們大多數(shù)教師在進(jìn)展課堂教學(xué)設(shè)計與實(shí)施時，只是憑仗閱歷和覺得來進(jìn)展，并未認(rèn)識到他們所做的任務(wù)是學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計，而這種學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境與自然和社會學(xué)習(xí)環(huán)境之間究竟有何區(qū)別與聯(lián)絡(luò)？就更少去琢磨了。但是，對于教師和研討者而言，在經(jīng)濟(jì)、社會的開展及其相應(yīng)的教育改革的長河中，對學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)展理性地、精心地設(shè)計是有必要的、不可逃避

4、的、能夠的任務(wù)。在學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的過程中，在以下幾點(diǎn)可成為他們思索與行動的根本指點(diǎn)：以人為中心，著眼于人的學(xué)習(xí)與開展。即把人看作是終身學(xué)習(xí)者。學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境僅僅是人的終身中最關(guān)鍵的生長環(huán)境之一。有時機(jī)進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)的人，在其日后處置自然與社會環(huán)境中的任務(wù)或?qū)W習(xí)問題時會充溢智慧，得心應(yīng)手。相反，沒有時機(jī)進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)的人，會表現(xiàn)出不擅長學(xué)習(xí)和處置各種復(fù)雜事務(wù)。依托于現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)和理念，使學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境的跨越時空性成為能夠，且這種需求日益增長。這使得學(xué)校的學(xué)習(xí)不再孤立于自然與社會情境，學(xué)校設(shè)定的問題義務(wù)是以學(xué)生為中心的，但在處理問題和義務(wù)的過程中，可以由不同社區(qū)、不同國家的從業(yè)人員、各類研討者、學(xué)習(xí)者所

5、構(gòu)成的學(xué)習(xí)者共同體來協(xié)同完成。以真實(shí)問題處理為根本的學(xué)習(xí)方式。自然和社會的學(xué)習(xí)情境都是由一系列的實(shí)踐問題或義務(wù)來構(gòu)成的，學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境中的問題或義務(wù)假設(shè)長期脫離生活、消費(fèi)實(shí)際，會使學(xué)生在學(xué)校之外的任務(wù)和學(xué)習(xí)中難以適從。在處理真實(shí)問題的學(xué)習(xí)中，通常會以科學(xué)探求的組織方式來進(jìn)展。學(xué)習(xí)者有時機(jī)像科學(xué)家進(jìn)展科學(xué)研討那樣，學(xué)會定義問題、做出預(yù)測、搜集證據(jù)、推斷結(jié)果、交流整合、構(gòu)成結(jié)論等科學(xué)探求的根本技藝。知識在問題處理過程中不是孤立地起作用的，而是以學(xué)習(xí)者不斷的學(xué)習(xí)、追想、聯(lián)絡(luò)、遷移等方式來支撐問題處理的。知識只需在處理問題中被靈敏的運(yùn)用，才是有生命力的、有價值的知識，否那么，它僅僅是一堆雜亂的符號罷了。

6、問題處理的效果該當(dāng)是多元的，它外表上是某一問題得到理處理，但本質(zhì)上更為重要的學(xué)生對問題處理過程在所學(xué)習(xí)的概念、原理、戰(zhàn)略等進(jìn)展反思和總結(jié)，構(gòu)成整合的知識。整合型的知識意味著知識編碼時，不同概念、內(nèi)容之間的界限并不明顯，知識之間是廣泛聯(lián)絡(luò)的、構(gòu)造化的。默會的知識形狀在很多情況下經(jīng)過反思、整合，可以由學(xué)習(xí)者系統(tǒng)、明晰地表征出來，它將為學(xué)習(xí)者后續(xù)的探求性學(xué)習(xí)提供有力支持。整合型的知識往往具備強(qiáng)處理問題功能和遷移才干，有研討闡明，專家學(xué)習(xí)者比新手更擅長處理真實(shí)、復(fù)雜的問題，其緣由不在專家擁有更多的“如何做(know how)的知識，而是專家擁有更多的整合型知識(know how + know what

7、 + know why + know who + know whom + know where) 。可見，整合型知識與問題處理兩者相生相補(bǔ)，共同促進(jìn)學(xué)習(xí)與開展。促進(jìn)知識整合的學(xué)習(xí)環(huán)境，要求為學(xué)習(xí)者提供問題處理和整合知識的腳手架(Scaffolded Knowledge Integration)。以下他們將以美國加里佛尼亞大學(xué)伯克利分校MarciaCLinn教授主持的基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探求環(huán)境 (Web-based Inquiry Science Environment，簡稱WISE)工程為例來闡明這種學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計。二、WISE科學(xué)探求平臺課題研討的來源WISE探求平臺是由MarciaCLinn教

8、授 MarciaCLinn教授于年在Stanford大學(xué)獲得教育心思學(xué)博士學(xué)位(Ph.D)，之后長期在加里佛尼亞大學(xué)從事教學(xué)與研討任務(wù)。從年開場，主要從事基于現(xiàn)代信息技術(shù)的課程、教學(xué)、學(xué)習(xí)與開展、教師專業(yè)開展、教育丈量等多項(xiàng)研討。KIE工程僅僅是她的團(tuán)隊(duì)所承當(dāng)研討工程中的一小部分。詳細(xì)可參閱： HYPERLINK /mclinn/index.html /mclinn/index.html。主持的“知識整合環(huán)境 (Knowledge Integration Environment，簡稱KIE)研討方案的主要研討成果。KIE方案得到了美國國家科學(xué)基金會(NSF)的大力資助，于年立項(xiàng)，到年月為止先后

9、分三個階段共投入了,美圓。他們的任務(wù)是，于-年開發(fā)、測試學(xué)習(xí)軟件，于年開場推行運(yùn)用，主要任務(wù)是圍繞“支持教師和促進(jìn)終身學(xué)習(xí)：基于網(wǎng)絡(luò)的整合型科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境這一課題展開，進(jìn)一步擴(kuò)展協(xié)作單位和個人，借助實(shí)際和共同體的力量，大力開展可納入WISE探求平臺的學(xué)習(xí)工程(即各種值得深化探求的問題)。KIE研討工程是在MarciaCLin等人對當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工具及其運(yùn)用的深化反思和審視的根底上構(gòu)成的。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工具及其運(yùn)用的主要問題表現(xiàn)為：()隨著更多的學(xué)校互聯(lián)到信息高速公路上，師生們對各種學(xué)習(xí)環(huán)境的需求將與日俱增。這種學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢在于它將各種“課堂資料 集結(jié)于網(wǎng)絡(luò)上，允許學(xué)生跨越國界，協(xié)作探求科學(xué)問題。然而，

10、由于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源的未充分利用和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工具的不充足，經(jīng)常導(dǎo)致了學(xué)生無目的的閱讀。()教師和研討者都以為學(xué)生所需求的是整合的知識，而不是那些孤立的、惰性的知識。然而，學(xué)生卻忙于應(yīng)付一個又一個的主題性知識。國家課程規(guī)范也倡導(dǎo)綜合性了解，但是，卻給出了太多的主題以致于學(xué)生不能進(jìn)展綜合性了解。學(xué)生沒有足夠的時間進(jìn)展相關(guān)主題的深化學(xué)習(xí)，最終導(dǎo)致了他們對事物的看法粗淺化。而且，整合知識的動機(jī)也少得可憐。規(guī)范測試通常只評價孤立的知識，而課堂測試卻經(jīng)常效仿規(guī)范測試。()課堂中的教學(xué)資料通常過于籠統(tǒng)，不利于學(xué)生的了解。學(xué)生需求的是適宜于他們了解的模型，與他們生活相關(guān)的問題，以及可以協(xié)助 他們開展綜合了解的各種指

11、點(diǎn)。()教師通常運(yùn)用他們信奉的“真實(shí)、可靠的方法來提高可了解性，如文獻(xiàn)或教科書，可這樣卻促成了“教師和教材是權(quán)威以及“科學(xué)是靜態(tài)的的信心，而不是他們所期望的學(xué)生積極的、以了解為中心的科學(xué)學(xué)習(xí)，以及具備動態(tài)的科學(xué)觀。因此，KIE工程試圖經(jīng)過構(gòu)筑WISE探求平臺，提供一種支架化的知識整合框架(Scaffolded Knowledge Integration Framework，簡稱SKIF)。SKIF支架化的知識整合框架()SKIF的根本觀念通常，科學(xué)課程總是與日常察看相抵觸而擾亂學(xué)生的觀念(Carey, ; diSessa, ; Resnick, ; Vosniadou & Brewer, )，

12、從而導(dǎo)致了學(xué)生科學(xué)觀念的認(rèn)識偏向，改動這種認(rèn)識偏向的最好方法是：經(jīng)過推斷來消除矛盾。例如，學(xué)生會以為，物體從運(yùn)動變?yōu)殪o止是在家里，而不是在學(xué)校；光會在家里而不是在學(xué)校里消逝；熱和溫度在家里是同樣的而在學(xué)校里卻不同。為了支持知識的整合，科學(xué)課程必需協(xié)助 學(xué)生在科學(xué)模型和直覺察看之間獲得調(diào)和一致，引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分科學(xué)詞匯中的技術(shù)用語和日常用語，協(xié)助 學(xué)生獲得對科學(xué)的健全的和預(yù)見性的了解。SKIF強(qiáng)調(diào)科學(xué)概念之間的聯(lián)絡(luò)，以及這些科學(xué)概念與個人相關(guān)的情境和問題之間的結(jié)合。SKIF將為設(shè)計者創(chuàng)設(shè)科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境(如KIE)提供指引。SKIF可以協(xié)助 學(xué)生區(qū)別和結(jié)合他們的關(guān)于科學(xué)世界的模型。將學(xué)生看作是正在探求和

13、修正一個模型表單的人(Linn, Sessa, Pea, & Songer, )。科學(xué)是一個動態(tài)的過程，沒有人能從單個模型或?qū)嶋H中發(fā)現(xiàn)絕對真理。科學(xué)家喜歡檢驗(yàn)、修訂和重新評價科學(xué)事件的模型。為了使學(xué)生成為終身學(xué)習(xí)者，也為了協(xié)助 他們在網(wǎng)絡(luò)搜索學(xué)習(xí)中能勝利處置所遇到的大量的思想模型，SKIF將依托于WISE探求平臺，讓他們有時機(jī)參與到有趣的對模型的檢驗(yàn)、修訂和重新評價等學(xué)習(xí)活動之中來。()SKIF的四個主要構(gòu)成部分 eq oac(,)明確學(xué)習(xí)的新目的。SKIF會提供科學(xué)概念的可了解方式，協(xié)助 學(xué)生在新信息與原有觀念之間，以及在熟習(xí)的問題和相關(guān)的新問題之間建立聯(lián)絡(luò)。通常，會為讓學(xué)生經(jīng)過直覺等方式，

14、產(chǎn)生各種各樣的模型，然后就此進(jìn)展交流，在交流的過程中，亦鼓勵學(xué)生對他們的觀念進(jìn)展檢驗(yàn)、修訂和重新表述。強(qiáng)調(diào)學(xué)生要對他們所選擇的模型的思想過程進(jìn)展深化的了解和把握，在此根底上，明確探求的新目的：利用網(wǎng)絡(luò)等學(xué)習(xí)資源，為本人初步認(rèn)定的模型尋覓證據(jù)。 eq oac(,)使思想可視化。強(qiáng)調(diào)學(xué)生對備選模型的深化了解。學(xué)生需求了解假設(shè)干科學(xué)思想觀念的視角，以體驗(yàn)比較和檢驗(yàn)科學(xué)觀念的樂趣。學(xué)生同樣可以比較可視化的科學(xué)解釋、模型或?qū)嶋H的實(shí)現(xiàn)過程中獲益。這樣的場景會發(fā)生：兩個學(xué)生之間就某一科學(xué)實(shí)際進(jìn)展?fàn)幷摚驅(qū)W生閱讀自然科學(xué)家之間的爭論。然而，僅僅使思想可視化是不夠的，學(xué)生還需求對達(dá)本錢人的結(jié)論擔(dān)任，以使本人成為

15、終身學(xué)習(xí)者。 eq oac(,)鼓勵終身學(xué)習(xí)。為學(xué)生反思本人的觀念以及監(jiān)控本人的行為提供技術(shù)支持，方法之一是使學(xué)生成為一個探求者和科學(xué)評論家。 eq oac(,)提供社會支持。編撰課堂中多產(chǎn)性社會互動的交響曲，突破陳舊的性別以及身分位置之間的壁壘，使學(xué)生可以相互協(xié)助 ，相互尊重，比較思想和連結(jié)模型。經(jīng)過聚焦于如何比較科學(xué)景象的模型，經(jīng)過協(xié)助 學(xué)生區(qū)分他們當(dāng)前擁有的模型，經(jīng)過強(qiáng)調(diào)科學(xué)家介入?yún)^(qū)分和選擇科學(xué)景象模型的過程，SKIF為學(xué)生今后從事科學(xué)或非科學(xué)職業(yè)提供了堅實(shí)的終身學(xué)習(xí)根底。現(xiàn)實(shí)上，隨著市民越來越多地運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)，他們需求區(qū)分諸多模型，選擇與他們思想相關(guān)的信息。在這一點(diǎn)上，SKIF能為學(xué)生提供

16、他們終身受用的技藝，也為他們提供了開展對復(fù)雜科學(xué)事物綜合了解的工具。WISE探求平臺的根本構(gòu)造基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，WISE平臺主要包括兩個部分：WISE主頁( HYPERLINK / /)和WISE探求平臺。其根本構(gòu)成如以下圖所示。WISE主頁WISE探求平臺學(xué)習(xí)關(guān)于WISE參與WISE成員進(jìn)入資助于：NSF什么是WISEWISE探求工程例如當(dāng)前的WISE工程如何運(yùn)用WISE教師反響與評價更多關(guān)于WISE的 閱讀區(qū)KIE工具面板探求指引工具工程管理工具活動選擇工具快速存貯工具閱讀工具E-MAIL工具網(wǎng)絡(luò)證據(jù)數(shù)據(jù)庫活動設(shè)計與記載工具網(wǎng)絡(luò)討論工具HTML編輯工具圖 WISE探求平臺根本構(gòu)造圖顯然，WI

17、SE探求平臺的強(qiáng)大功能在于它那些鑲嵌于網(wǎng)絡(luò)閱讀器上的KIE工具，這些工具的功能如表所示。表 KIE工具及其功能工 具功 能World-Wide-Web Browser為網(wǎng)上證據(jù)提供適當(dāng)?shù)膱D像界面HTML Editor學(xué)生可以為網(wǎng)頁發(fā)明和編輯多媒體文體E-Mail Software學(xué)生可以與他人進(jìn)展電子郵件的收發(fā)KIE Tool Palette工具面板為系統(tǒng)構(gòu)件提供導(dǎo)航。學(xué)生可以恣意運(yùn)用面板中的軟件，可以懇求引導(dǎo)，可以用小組筆記本來保管書簽、文本或網(wǎng)上截取的東西，也可以有選擇性地對網(wǎng)頁參考文獻(xiàn)進(jìn)展分類保管。Netbook網(wǎng)絡(luò)書供協(xié)作小組組織、分析和發(fā)明證據(jù)用。學(xué)生可以經(jīng)過協(xié)作來組織他們的方案和文

18、件，也可成為網(wǎng)上版權(quán)一切者(作者)。Netbook對一切進(jìn)入KIE系統(tǒng)的小組開放，他們可以隨時進(jìn)入本人當(dāng)前或過去的任務(wù)，這意味著他們可以進(jìn)入一切其他的方案，或方案中的任何部分(文件夾)，以及各部分中的任何文件。學(xué)生可以創(chuàng)建、開放或刪除任一Netbook元素。Networked Evidence Databases (NED) 網(wǎng)絡(luò)證據(jù)數(shù)據(jù)庫從網(wǎng)絡(luò)上和學(xué)生發(fā)明中搜集科學(xué)證據(jù)，經(jīng)過科學(xué)主題和活動來組織。包括證據(jù)的重新表述；證據(jù)分類的規(guī)范和索引詞；呈現(xiàn)方式可以是文本、圖像、聲音、視頻。上傳的證據(jù)可以是他們的實(shí)驗(yàn)察看數(shù)據(jù)或錄像。SpeakEasy多媒體討論工具學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)上對他們的科學(xué)思想進(jìn)展構(gòu)造性

19、對話。記錄他們的觀念并參與討論，概括出一個論點(diǎn)地圖，其中的多媒體界面還包含那些曾經(jīng)被檢驗(yàn)并以為有助于刺激多產(chǎn)性的討論和反思的圖像、文本、聲音、視頻等。Student Knowledge Integration Planner and Profiler (SKIPP) 學(xué)生知識整合方案者和仿制者是一個教師工具，允許運(yùn)用者為他們的學(xué)生設(shè)計和編撰網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)向活動，同時為個別學(xué)生根據(jù)他們的專長和興趣確定和定制活動。其中，Profiler(仿制者)的功能是：提供入口處和儲存處，留下學(xué)生所完成的工程和活動的腳印以及他們所發(fā)現(xiàn)的證據(jù)，將學(xué)生的興趣、認(rèn)識信心、關(guān)于科學(xué)事物的知識等參數(shù)存儲，以使工程、活動以及反響成

20、為用戶化(可定制的)，根據(jù)不同窗生的需求而呈如今在線指引中。 Knowledge Integration Coach (KIC) 知識整合教練一個在在線導(dǎo)向系統(tǒng)，為學(xué)生活動提供支撐性的提示和反響。分三個程度的引導(dǎo)：方案類引導(dǎo)；活動類引導(dǎo)和證據(jù)類引導(dǎo)等。Sensemaker 感知記載一個論點(diǎn)工具，允許學(xué)生歸類、評價與學(xué)習(xí)工程相關(guān)聯(lián)的證據(jù)系列其中的幾個主要的工具界面可在參考文獻(xiàn)中查到。適用于WISE探求平臺的學(xué)習(xí)工程WISE探求平臺主要支持三類學(xué)習(xí)工程：()實(shí)際比較；()論據(jù)探查；()設(shè)計。這些工程分別如下三個表格(表，表，表)：表 曾經(jīng)經(jīng)過課堂測試的工程Aliens on Tour旅途中的外地人

21、一個設(shè)計工程：要求學(xué)生利用熱力學(xué)、絕緣和傳導(dǎo)等知識，為有不同氣候需求的冷血外地人種設(shè)計衣服和住宅。 HYPERLINK /KIE/curriculum/summaryATN.html All The News一切的新聞一個評論工程：要求學(xué)生采用批判性思想來評判一個科學(xué)小報所做的主張和所用的證據(jù)。恐龍滅絕 一個實(shí)際比較工程： 一個實(shí)際以為恐龍滅絕是由于一個宏大的流星撞擊地球所致，而另一種實(shí)際那么以為是由于地球地量變化所致。 HYPERLINK /KIE/curriculum/summaryHITD.html Houses in the Desert沙漠中的房子 一個設(shè)計工程： 利用所學(xué)的熱力學(xué)、

22、絕緣和傳導(dǎo)知識，設(shè)計一個在極熱的沙漠中仍能堅持溫馨的，有效利用能量的房子。 HYPERLINK /KIE/curriculum/summaryHF.html How Far Does Light Go?光能走多遠(yuǎn)？一個實(shí)際比較工程： 在一個非正式的課堂中爭辯、檢驗(yàn)光和極點(diǎn)的問題。.Light & Color Debate光和顏色的爭辯歷史性爭辯：光和色的相關(guān)性。Looking at Light察看光 提供引見：在關(guān)于自然光的證據(jù)背景中引見如何運(yùn)用KIE的一些軟件。Life on Mars火星上的生命 實(shí)際比較工程：爭辯能否有證據(jù)證明火星上存在生命。 Sunlight, SunHEAT!太陽光，

23、太陽熱! 軟件引見和評論工程：在關(guān)于太陽能和被動太陽光建筑學(xué)的證據(jù)背景下，引見如何運(yùn)用一些KIE軟件。表 曾經(jīng)完好開發(fā)，但還沒有進(jìn)入實(shí)驗(yàn)的工程Conic Sections圓錐截面評論工程： 學(xué)習(xí)如何做數(shù)學(xué)猜測以及支持這些猜測的證據(jù)。Gas Laws氣體定律探求真實(shí)世界中的氣體定律Global Warming全球變暖學(xué)習(xí)全球變暖概念，并解釋相關(guān)的氣候數(shù)據(jù)That Dam Project 防御性反導(dǎo)彈系統(tǒng)圍繞該主題進(jìn)展?fàn)庌q：啟用防御性反導(dǎo)彈系統(tǒng)作為交流支配的特征。表 當(dāng)前正在開發(fā)的工程Environmental Racism環(huán)境各族主義學(xué)生探求關(guān)于環(huán)境各族主義的論題，以及這些論題在社區(qū)中的情況Cu

24、ps杯子學(xué)生思索關(guān)于容器的熱量設(shè)計方面Air Pollution空氣污染學(xué)生建立污染監(jiān)控以及檢驗(yàn)關(guān)于染污要素的證據(jù)The Science of Radioactivity放射能科學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)關(guān)于放射能的科學(xué)歷史和過程Rats in Space!太空中的老鼠學(xué)生探求空間中老鼠能否提供適宜于人類的太空生態(tài)模型。Much Ado about Frogs關(guān)于青蛙的眾多紛擾學(xué)生爭辯哪些實(shí)際能更好地解釋自然形狀下青蛙畸形生長的景象。由上表可知，要開發(fā)一個完好的KIE學(xué)習(xí)工程是不容易的，它至少該當(dāng)包括：證據(jù)的原創(chuàng)、回想和評論；工程/活動設(shè)計；討論；記錄感受等。WISE工程開發(fā)案例工程：光能走多遠(yuǎn)工程描畫：“光

25、能走多遠(yuǎn)是一個爭論工程，要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)上的證據(jù)來檢驗(yàn)光的科學(xué)屬性。它在一個非正式的課堂爭論中到達(dá)高潮，在這里各小組呈現(xiàn)他們關(guān)于光能走多遠(yuǎn)的論點(diǎn)，并應(yīng)對其他同窗提出的問題。工程類型：論辯概念學(xué)習(xí)目的：學(xué)生將提增對如下概念的了解物體的光反射物體的光散射(漫反射)光的吸收和能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化遠(yuǎn)間隔 光強(qiáng)度光探測儀器(如，望遠(yuǎn)鏡)視覺科學(xué)思想目的：學(xué)生將學(xué)習(xí)學(xué)生解釋和評價有關(guān)科學(xué)證據(jù)的可靠度以及生成這些科學(xué)證據(jù)的方法。建立對實(shí)際思想有關(guān)證據(jù)的科學(xué)觀念富有效果地與其他同窗就觀念和證據(jù)展開爭論在這個工程中，學(xué)生將練習(xí)評論證據(jù)，運(yùn)用如下規(guī)范：(a)證據(jù)所運(yùn)用的科學(xué)觀念；(b)創(chuàng)建證據(jù)的方法；(c)證據(jù)來源的

26、可靠性；(d)證據(jù)總體上的有效性。先決條件：學(xué)生該當(dāng)首先熟習(xí)如下概念光的傳播光的反射、吸收和散射遠(yuǎn)間隔 光強(qiáng)度探求時間(每天總共用時分鐘)：-天年級：-年級普通注釋：在這個工程中，學(xué)生將探求一系列與光有關(guān)的證據(jù)，利用這些證據(jù)來反駁一個或兩個課堂爭論的實(shí)際。第一種實(shí)際是“當(dāng)遠(yuǎn)離光源時，光將消逝殆盡。這是一個學(xué)生帶進(jìn)課堂的非常普遍的觀念。第二種實(shí)際是更科學(xué)有效的觀念，以為“光將永遠(yuǎn)向前走，直至它被吸收。了解這個實(shí)際會涉及調(diào)和大量的關(guān)于光的不同的觀念。學(xué)生將他們大量的一手的閱歷帶入課堂，這是他們帶來的一些共同的初步概念：一些學(xué)生以為光僅僅指光源(如，頭頂?shù)臒?或僅指通常某區(qū)域被光照的效果。學(xué)生通常不

27、具備光以能量方式穿越太空的這種概念。緊隨這個觀念，學(xué)生不能直覺的想象光與物體相互作用的特殊方式這就是，反射，散射(漫反射)，以及光的傳輸。許多學(xué)生并沒有了解視覺包括光進(jìn)入眼睛，他們通常議論眼睛要比光探測器具有更積極和作用。甚至當(dāng)學(xué)生議論光作為實(shí)體，而眼睛作為探測器時，他們可以不認(rèn)識他們的眼睛在探測光的才干上的局限性：他們置信假設(shè)他看不見光，是由于光根本就不在那兒。這種觀念在本工程研討中的如今非常之頻繁。同樣的，學(xué)生對望遠(yuǎn)鏡和雙眼望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)儀器也有大量的觀念：他們以為望遠(yuǎn)鏡可以“帶他接近光源，或者它們可以看到“離光源更近的光。在KIE教學(xué)方法中，他們鼓勵學(xué)生積極表達(dá)他們關(guān)于景象的科學(xué)觀念，獨(dú)立

28、地反思這些觀念，并積極與他們討論這些觀念。這個工程是為學(xué)生提供一個時機(jī)：分析與上述觀念有關(guān)的證據(jù)，討論更廣泛適用 的觀念，最后，將他們的觀念聚集于一個關(guān)于光的鏈接模型。本工程運(yùn)用于他的課堂，他將需求：課程方案：他可以下載他們所提供的完好的工程摘要( HYPERLINK /KIE/curriculum/HFSummary.pdf complete summary of that project)，包括每一天的課程方案。工程文件： 本工程的相關(guān)文件曾經(jīng)包含在他們的KIE軟件之中，他可以從此處下載： HYPERLINK /KIE/software/downloads.html software do

29、wnload page。證據(jù)數(shù)據(jù)庫的表征例如參與論辯：光能走多遠(yuǎn)? 在此輸入他的姓名：論爭級別: 未定實(shí)際: 光將永遠(yuǎn)前行，直至它被吸收。級別: 中等觀念：光只需被某一物體吸收時才停頓向前光反射在從淡色衣服上晚上騎自行車的人( HYPERLINK /ned/data/E-/E-.html Bicyclists at Night)級別：高級對于這個證據(jù)他們要記住的是一個穿白色衣服的人容易被看見由于他們的眼睛能看到從白色衣服上反射出來的光。黑色設(shè)備吸收照射在其外表的光而白色衣服反射其外表所接觸到的光。他們的眼睛看得到被物體反射出來的光，而假設(shè)該物體吸收光，他們將無法看到它。對這個證據(jù)所采取的方法非

30、常高由于它得到很好的安排。它給他們提供當(dāng)時所發(fā)生的一切的證據(jù)。可信度也很高由于他們有一部電影向他們顯示騎車的人和他們騎車時的樣子。這個證據(jù)一個可靠的來源而他們置信這個實(shí)際受光只需被某一物體吸收時才停頓向前這一實(shí)際的指引，由于他們看到白色的汗衫是由于汗衫反射出來的光而他們看不到黑色的汗衫是由于它吸收了照射到他外表的光。踏球者( HYPERLINK /ned/data/E-/E-.html The Soccer Field-copy )級別：高關(guān)于這個證據(jù)他們要記住的是光不會永往直前由于這個證據(jù)顯示一個叫Phill的人在足球場上走，當(dāng)他漸漸進(jìn)入球場更遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方時，光逐漸消逝。而且當(dāng)照相機(jī)逐漸向他

31、接近時他能看到汽車燈。他們以為這個方法是偉大的由于它顯示了一個真實(shí)的電影并提供了有力的證據(jù)。它對即將進(jìn)展的一切也提供了一個有力的證據(jù)。其可信度非常高由于他們有錄像帶和電影來證明他們所作的一切。我和Jen以為光逐漸消逝是由于假設(shè)光將被吸收，它會在更近的地方被更快地吸收。觀念 隨著光的離得越來越遠(yuǎn)，它的強(qiáng)度在漫漫減少不同間隔 的光的強(qiáng)度( HYPERLINK /ned/data/E-/E-.html Light Intensity Over Distance )級別：高留意：關(guān)于這個證據(jù)他們要記住的是隨著光源離探測器越來越遠(yuǎn)，光的強(qiáng)度似乎漸漸消逝。它的強(qiáng)度從不會完全消逝，只是它的強(qiáng)度變得更低。強(qiáng)度

32、會隨著它漸漸分開而變低，即使它永遠(yuǎn)前進(jìn)。他們以為這些方法對他們?nèi)绾芜M(jìn)展實(shí)驗(yàn)非常清楚由于他們對他們?nèi)绾芜M(jìn)展有一個完好的電影，由于他非常清楚。他們置信這個實(shí)際非常可信由于他們曾經(jīng)對這個電影進(jìn)展實(shí)驗(yàn)以便看看他們能否說了實(shí)話。他們也曾經(jīng)在他們本人家鄉(xiāng)的課堂也進(jìn)展了類似的實(shí)驗(yàn)。觀念 某一光束能繼續(xù)多久取決于它的亮度在車?yán)锏腞obert ( HYPERLINK /ned/data/E-/E-.html Robert in the Car )(視頻資料)級別：中等留意：關(guān)于這個證據(jù)他們要記住的是他們夜晚駕車時可以看到遠(yuǎn)處駛來的車輛以防止發(fā)生交通事故。他們以為這個證據(jù)受“LGF 實(shí)際的指引。他們以為它不是很可

33、信由于它只是用文本來闡明沒有錄像。他們確實(shí)以為它是可信只是由于他們兩個人不斷在夜間時在高速路上行駛而且他可以看到遠(yuǎn)處駛來的車這樣的一個現(xiàn)實(shí)。就像Jen一樣，我以為它不是受“LGF實(shí)際的指引，由于我留意到假設(shè)它確真實(shí)很遠(yuǎn)的地方，他看不到那些光, 我還留意到黑光與亮光不一樣。這樣的實(shí)際證明了光不是永遠(yuǎn)前進(jìn)的。我置信遠(yuǎn)處車輛的燈光不斷前進(jìn)直到它被另外的物體吸收而這正是光漸漸減弱的緣由。WISE探求平臺的功能特點(diǎn)() 采用廣泛的途徑，尋求協(xié)助 學(xué)生在感知科學(xué)過程中提取各種信息的方法。 預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境，在教學(xué)、認(rèn)知和社會等維度具有如下功能：在教學(xué)功能方面，網(wǎng)絡(luò)需求具備使科學(xué)向縱深方向繼續(xù)開展的潛力。假設(shè)

34、學(xué)生沒有目的的閱讀，那么，他們的探求就類似于網(wǎng)絡(luò)沖浪，本質(zhì)上，網(wǎng)絡(luò)只是為他們提供了數(shù)個小時的文娛罷了。然而學(xué)生卻需求活動與資源，以協(xié)助 他們在探求中獲益。而那些網(wǎng)絡(luò)卻只能提供大量學(xué)生閱讀或閱讀資料的時機(jī)，而不是大量的思想互聯(lián)的時機(jī)。所以，KIE會提供積極的、忙碌的學(xué)習(xí)環(huán)境。從認(rèn)知層面，學(xué)生在網(wǎng)上航行和探求是需求腳手架的，他們也需求指引什么值得關(guān)注，什么最好忽略掉。KIE所提供的工具將變得更易于管理，并開場成為開發(fā)對學(xué)生有用資源的程度。(交互功能不同于網(wǎng)絡(luò)上提供的信息以及對它們的閱讀)要使網(wǎng)絡(luò)具備社會的有意義的體驗(yàn)，要求對課程和軟件的精心設(shè)計。在網(wǎng)絡(luò)上任務(wù)是一項(xiàng)非常孤立的活動。交互功能不同于那些

35、由網(wǎng)絡(luò)提供信息以及對對這些信息的閱讀。現(xiàn)實(shí)上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)并不一定是協(xié)作的。KIE力圖經(jīng)過軟件設(shè)計和課程構(gòu)造來促進(jìn)學(xué)生之間的協(xié)作。三、反思與小結(jié)對于他們來說，依托于互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)的課程開發(fā)與教學(xué)改革，依然是一片有待深化開掘的領(lǐng)地。當(dāng)前，在中國，與WISE相匹敵的中文網(wǎng)站或?qū)W習(xí)平臺，無論如何搜索、查找都無法找到。緣由不是他們的理念陳舊，也不是他們?nèi)狈夹g(shù)，而是他們?nèi)狈Υ罅Φ娜肆Α⑽锪Α⒇斄Φ韧度耄狈膶?shí)際出發(fā)，腳踏實(shí)地的案例開發(fā)等任務(wù)方式和任務(wù)熱情。他們所開發(fā)出來的是大量的名師講壇，教學(xué)課件，要知道，這些課件或“把名師請回家的教學(xué)錄像，對于學(xué)習(xí)者而言，曾經(jīng)脫離了他們特定的情境，特定的根底和

36、條件；對于其中教師角色的主講者而言，他的課也脫離了特定的情境，他的陳說定格在一種表情、一種定制的邏輯之中，沒有交互，沒有創(chuàng)新!曾經(jīng)有一些所謂的名師在四處巡講示范課時，且每一次都以同樣的方式講同樣的內(nèi)容，對此，他們無不覺得悲痛：教學(xué)是一個創(chuàng)生的過程，是一種生命的生成和詮釋之過程，教師豈能成為某一“優(yōu)質(zhì)課的傳播機(jī)器!由此可見，基于問題的、促進(jìn)知識整合的互動式學(xué)習(xí)平臺設(shè)計，仍是他們需求深化研討和開發(fā)的領(lǐng)域。該當(dāng)慎對網(wǎng)絡(luò)在科學(xué)探求中的功能和作用。網(wǎng)絡(luò)的功能更多的只在于它博大的存儲功能和交互潛力。借助網(wǎng)絡(luò)，人們可以更快捷、全面地集結(jié)集體智慧，交流閱歷、知識，發(fā)現(xiàn)真理，網(wǎng)絡(luò)在一定程度上類同于科學(xué)學(xué)會、科學(xué)期刊、科學(xué)集會等，是科學(xué)研討智慧共同體的交互場所，它搜集的觀念、證據(jù)資源都于實(shí)際探求。因此，以網(wǎng)絡(luò)的背后，如何組織學(xué)生進(jìn)展證據(jù)的搜集、實(shí)驗(yàn)研討的設(shè)計等實(shí)地任務(wù)，顯得尤其重要。WISE所提供的軟件