《信息技术环境下的课程创新》学校分课题选题指南——数学和科学教学中的互动课程研究

  围绕虚拟实验构建的数学和科学互动课程(Interactive Lessons),是以问题为导向,应用计算机模型的模拟开展自主探究和学习的新型课程。它具有在线、交互、多媒体的特点,既可用于基于项目的研究性学习活动,也作为学习支架和工具广泛用于日常的数学和科学教学中。
  依托虚拟现实技术设计的互动的虚拟实验软件与传统的课件不一样,它不是教师教的工具,而是学生学的工具。它主要通过构建一个模拟真实和人机直接交互的探究环境,把关注的焦点集中于科学和数学的概念和关系上,使学生借助于可视化的模拟来探究概念和关系。互动课程的本质是数字化学习活动,依托虚拟现实环境设计的活动与单纯的“做中学”不一样,它强调科学讨论科学理解,最后使学生能达到科学和数学课程标准的要求。目前国外许多企业、研究机构专门开发的虚拟实验软件设计上也独具匠心,始终一致的、功能强大和易学的界面,使学生一旦掌握了一个活动的操作,就会很容易地举一反三地掌握其它活动操作。虚拟实验软件以及围绕它开发的互动课程具有如下的特点:

  • 以问题为中心,和真实世界紧密关联;
  • 整合了多门学科以及面向真实世界的理论和实践;
  • 在激发学生学习兴趣的基础上扩展了科学和数学的学习内容;

  本专题研究的主要内容包括:

(1) 基于虚拟实验和传感器的虚拟实验室的设计和建设
(2) 结合学科的数字化学习活动的设计与实施
(3) 互动课程的教学策略与教学模式研究
(4) 互动课程的评价方法与评价程序研究
(5) 互动课程中学生知识迁移(虚实之间的迁移、原理向实践应用的迁移)能力培养的策略与途径研究

  互动课程在我国的实验研究已有不少成功案例,研究部门与企业开发的虚拟实验软件库和应用互联网发布的广大教师开发的软件又大大地增加了研究的选择机会,因而能面向不同环境的学校和不同学习背景的学生。学校可依托一门或几门学科,开展互动课程开发及实施的实验研究,总课题组已搜集、整理、重组了20G左右的《数字化学习中心》资源库,包括分学科、分学段的系列的数学与科学的虚拟实验软件以及国内外的成功教学案例。为学校分课题实验研究提供资源支持,还将陆续在课题网站上发布有关的研究文献和研究案例,为实验研究提供理论和方法支持。