一、研究的是什么
　　1、研究背景和意义
　　伴随着现代信息技术的光速进步，其多重技术手段在教育中的应用正日益广泛和深入，特别是Internet与校园网的接轨，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络化教学真正成为现实，同时也为中小学教育开辟了广阔的前景。同时，21世纪是信息时代。信息社会所需要的新型人才必须具有很强的信息获取、信息分析和信息加工的能力。江泽民同志也深刻指出，“当今世界，以信息技术为主要标志的科学进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转化越来越快，初见端倪的知识经济预示人类的经济生活将发生新的巨大的变化。”社会的需求，决定了教育者培养人材的方向。2002年校园网建成和使用，给我所在的学校教学带来革新的机会，为学科教学信息化奠定了物质基础。如何有效地引入信息技术，准确地利用网上的资源，建构基于网络环境的现代教学模式、探索基于网络环境的教学设计理论是一个迫切研究的问题。因此，开展信息技术环境的教学模式、教学设计、教学策略和教学评价的理论与实践研究有着十分重要的意义。
　　2、研究的目标
　　将信息技术手段作为一种教学策略有效地引入科学课堂。
　　二、为什么要研究
　　1、源于自身的志趣
　　在如今，张三、李四都在说信息技术与课程的整合，这个论题也仿佛成为一个热点，我自然也可以研究。从99年开始，我就开始尝试用自制教学软件辅助教学，2001年开始把Internet引入课堂，2002年参加了全国计算机研究中心举办的全国信息技术与课程整合能手大赛小学自然组的比赛，我耳闻目睹了科学教育界关于“要不要引入信息技术”的许多争论。各门各派的专家们都有自己的观点和见解，而且都令我不断地改变着自己的想法。身为科学和信息技术两门学科教师的我，自然而然地在教学中倾向与二者的整合。
　　2、源于“探究”的需要
　　“探究”是科学课程学习的核心内容。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。科学课程的这一特点要求教师向学生提供充分的科学探究的机会,使用信息技术可实现一些难以亲临现场可难以使用实物而进行的探究活动,为科学课程的学习提供了一个很好的补充。“基于问题解决学习”是利用信息技术手段进行探究性学习的有效策略之一，是网络环境下小学科学教学设计研究的重点内容。
　　3、源于对传统的教学形式和学生对知识量的需求之间的矛盾的认识
     传统的教学形式和学生对知识量的需求之间的矛盾已经日益显现，而且直接影响着教师的教学形式。近十年，全球信息总量呈爆炸性增长，世界上每过一小时即产生二十项发明，每过一年就会新增790亿条信息，世界已经进入新一个千年，这是一个真正的新时代，信息化、数字化、网络化的浪潮使全球实现资源、信息的互享共用，“地球村”的概念以不是理论的存在。随着计算机网络技术的不断发展，以及人们对计算机和网络知识的逐步了解，计算机网络将进入到千家万户，成为人们日常生活的一部分。信息技术的多方面应用带给人们一个信息量大，打破区域界限的新知识、新信息、开阔眼界的学习与交流的崭新天地。它的应用会使青少年能高效率地获取知识，运用知识，从而走向知识经济的新时代，应用计算机网络对青少年进行教学辅导、科普知识传播、思想道德文化教育是一种现代“学习”的趋势。
　　三、怎样研究
　　1、理论基础
　　教学策略的定义：教学策略就是指教师为实现教学目标或教学意图而采用的系列具体问题解决方法，是教师实施课程改革实验的重要手段，也是将课改精神落到科学课堂教学中，提高学生科学素养的教学艺术的理论概括。
　　教学设计理论：教学设计是用系统方法分析教学问题和需求，确立解决问题的方法和步骤，并对教学结果作出评价的一种计划过程和操作和程序。在现代教学理论与学习理论指导下的教学设计不再是简单的设计之后加以实施的问题，而是一个在学与教的具体脉络中、在互动中发展演化的过程。利用信息资源进行基于问题解决学习活动设计，更要体现新型教学设计理论的指导，如运用新型教学设计理论，指导教师为学生创设学习情境、提供学习资源、组织学习活动、控制学习进程以及评价学习成果等。
　　学习理论：学习是获取知识的全过程。由皮亚杰（J．Piaget）提出的建构主义（Constructivism）学习理论认为：知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，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而获得的。因此真正的学习发生在学习者主动参与学习的过程中。问题解决学习模式就是这样一种与建构主义学习理论及其教学原则非常吻合的教学模式。
　　探究形式理论：本理论来自于现代信息技术的故乡——美国。他们提出“探究教学”应该以三种不同的探究级别作为培养学习探究能力的水平。这三种级别“探究水平”依次分别为：（1）有结构的探究（Structured Inquiry）。即：探究教学或活动中给学生提供将要研究的问题、解决问题所需要的材料和方法，但不提供预期结果。学生根据自己收集到的资料进行概括，发现联系，找出问题的答案。（2）指导性探究(Guided Inquiry)。即：探究教学或活动中只给学生提供要研究的问题，有时也提供材料，学生必须自己对收集的数据进行概括，弄清如何回答探究的问题。（3）自由探究(Free Inquiry)。即：探究教学或活动中学生必须自己独立完成所有的探究任务，当然也包括形成要研究的问题。有结构的探究、指导性探究和自由探究分别被称为一级、二级和三级水平的探究活动，只有实现第三级“自由探究”，才类似于真正的科学研究。教师的任务就是逐步引导学生提高自己探究活动的级别。
“师生信息素养提高下，教与学的创新模式的构建”理论：该理论是芜湖市教育局组织研究并与2004年成功结题，课题隶属于全国哲学与社会科学“十五”课题“师生信息素养的培养”课题。笔者作为实验教师对象曾经历时两年参与此论题的研究，因此将此课题的理论作为本课题研究理论基础之一。
陈春雷的理论：清华同方教育技术研究院专家陈春雷算是国内研究信息技术与课程整合的先驱之一了。笔者认真仔细的学习过他的专著《“信息技术与课程整合”的思考与实践》，相信很多同行都阅读过此文。此书开篇即指出：“信息技术与课程整合”是一个包括理论、技术和教育实践的综合工程，是一个随着技术进步和社会发展不断提出新目标向前发展的工程。这个工程里包括许多有着不同特点的课题，例如不同学科、不同地区、学校，不同学生、不同年龄段，不同学习阶段里如何实现“整合”等等。所以我们不可能给它制定单一的框架或者某个统一的具体模式，只能通过长期的探索、交流，使之逐步提高、完善，跟上社会快速发展对教育提出的需求。所以笔者在立意本课题研究的时候也经历了从模式到策略的变化，觉得出现的应该是一些行之有效的教学策略和非模式。
　　2、实践基础
　　笔者学校具备了本课题研究的一切硬件需要，笔者自己是科学教师、信息技术教师、教学软件开发人员、校园网管理人员。笔者掌握了音、图、文、影、网站等信息技术手段的开发研制技术。笔者曾经全程参与了“师生信息素养提高下，教与学的创新模式的构建”课题理论的研究工作。
　　3、研究对象
　　笔者学校的三、四年级学生
　　4、研究方法
　　问卷调查、课堂实践
　　四、 过程性资料再现和分析
　　1、问题调查和分析
　　（1）问卷：此问卷引用于“信息技术与课程整合”课题研究
　　1、你的家中有电脑吗？（  ）A、有   B、没有
　　2、您家里可以上网吗？（  ）A、可以  B、还没有
　　2、你一般通过什么途径获得信息？（可多选）（             ）
　　A、书籍   B、报刊杂志 C、电视 D、网络   E、其他
　　3、下列术语的含义有几个是您所熟悉的？（信息论、信息检索、知识产权、计算机病毒、信息污染、信息犯罪、信息源、隐私权）（             ）
　　A、5 个以上    B、3-4 个    C、2 个以下    D、都不清楚
　　4、您认为利用网络进行学习对你的学习的提高——    （         ）
　　A、没影响   B、有一定影响   C、影响深远   D、作用被夸大了
　　5、 您是否想学电脑技术？（          ）
　　A、不愿学习     B、无所谓     C、愿意学习     D、非常想学
　　6、 您认为自己具备以下哪些方面的知识和技能？（可多选）（              ）
　　A、计算机的基本操作技能（如 Windows ）
　　B、文字处理等办公软件的使用（如 office ）
　　C、其他应用软件
　　D、以上都不具备
　　7、您上网的主要目的是：（可多选）（       ）
　　A、查阅资料   B、浏览新闻、收发邮件   C、游戏、聊天   D、其它  E、基本不上网
　　8、 你们班级的任课教师经常使用的现代化教学设备有：（可多选）（        ）
　　A、幻灯 B、录像、录音等 C、计算机多媒体教室或网络教室 D、基本不用
　　9、你对信息技术的概念：A、知道    B、不太知道   C、不知道
　　10、您从何时起开始使用计算机？   （       ）
　　A、幼儿园    B、小学    C、中学
　　11、平日里您喜欢用计算机做些什么呢？（         ）
　　A、学习新软件   B、上网搜集资料    C、录入文档    D、绘画,
　　E、统计资料     F、玩游戏或娱乐（听歌、看影碟等）  G、其他
　　12、您的计算机知识与技能主要来自：（        ）
　　A、自学    B、父母教   C、学校的课堂学习    D、社会培训班    E、上网吧F、其他
　　13、你认为利用网络教学与传统教学相比：（        ）
　　A、能充分体现学习的自主性    B、效果差不多    C、掌握知识较快，记得牢    D、没有传统教学效果好    E、不好比较
　　14、评价一下目前您的计算机操作水平：（      ）
　　A、很棒    B、一般    C、知道一点    D、没有接触过
　　15、您会在网上搜索资料吗?（        ）
　　A、不会    B、会一点    C、比较熟练
　　16、您对文字处理软件的掌握程度（  ）
　　A、 熟练    B、一般    C、不熟练    D、较差
　　17、您对以下哪些内容比较感兴趣？（        ）
　　A、文字处理    B、编程    C、图象处理    D、动画制作    E、网站制作
　　F、其他_______________
　　18、你对网络操作的熟程度（       ）
　　B、 熟练    B、一般    C、不熟练    D、较差
　　（2）问卷目的：了解实验对象的情况，增加实验的针对性
　　（3）汇总分析
　　a.家中有电脑的学生213人，占研究对象总数522人的40.8%其中可以上网的176人，占总数522人的33.7%。
　　b.学生希望学习电脑技术的人很多。
　　c.学生掌握电脑技术的水平不高，项目6、14、18中均选D的53人，占522人总数的10.1%，选2个D的85人，占16.2%，选1个D的124人，占23.7%。综合统计水平不高的学生占50.1%。
　　d.希望利用信息技术来进行学习的学生很多。
　　2、信息技术手段用于何处？
　　（1）信息技术让我的教学形式发生了变化。在进行科教版小学科学四年级上册《有生命的物体》单元“形形色色的植物”的教学时，教师根据教学目标对教材进行分析、处理、补充，并以素材的形式呈现给学生。上课时，学生提出了学习项目以后在教师的引导下，利用教师提供的资料（或自己查找信息）进行个别化和协作式相结合的自主学习，并利用信息技术完成提出的研究项目。师生一起利用网络信息丰富、传播及时、读取方便、交互强等特性进行学习评价、反馈。
　　（2）信息技术让学生的探究增加了一种有效手段。在《温度和温度计》教学过程中，我在学习页面上，制作上传了大量的关于温度计的图片、文字、影象资料。全校不同年级、不同班级的许多学生兴致勃勃地参加了，围绕选题，或个人或结合成研究小组，通过网络资源，查找有关资料。在不同老师的指导下，整理成自己的研究成果，写成小论文在网上发布或在校园网的留言板上进行自己经过研究后的成果留言。比如：“古人用什么做温度计？”“温度计为什么是这样的？”“温度计的使用范围和品种之间的关系”等等。学生通过收集信息——研究信息——整理信息——应用信息——拓展信息的自主探究科学的过程，完成了大信息量的探究性学习。
　　（3）信息技术解决了某些抽象概念的形象化。在教学过程中，我们往往用一些文字和图片去表达一些抽象的概念。比如我们在一棵大树和一个太阳的图片上用箭头去表示光合作用的过程；比如古人如何造纸；真空状态下声音的传播；动植物的多样性；阴晴雨雪的天气等等。说的天花乱坠，也不如直接给学生的视觉刺激来得有效。
　　3、作为教学策略意义上的定位需要注意什么？
　　（1）媒体情境激趣要有度。
　　我在听很多老师的课堂教学的时候，发现很多“虎头蛇尾”的现象。为了激发兴趣，激发热情，老师用信息技术手段创设了各种如临其境的情境，配合了激情四溢的开篇引词，学生一下就被牢牢吸引，此谓“虎头”。但是，到了解决问题的环节，学生的反应就跟不上了。往往老师期待的汇报，都是公开课试教多次的积累，如果换作平时，基本不了了之，老师只好“下节课继续研究”，此谓“蛇尾”。“虎头蛇尾”现象的存在，使得科学课基于信息技术手段实施教学的策略的实施只能成为公开课的“利器”，而不能成为平时武装我们课堂的“神兵”。问题的根源在哪里呢？我们都是学教育的，翻翻我们上学时候的教科书《教育心理学》就知道了。小学生课堂上的有意注意和无意注意是有规律的，不是40分钟，各占一半就不错了。“好钢要用在刀刃上”，我们应该把学生的有意注意期集中在他们课堂的中间20分钟上，这样最后他们的研究汇报才能看到点“东西”。这一点总结来自听课和笔者自己的教学《关于恐龙的调查报告》（2002年对全市公开，引起争论）。来看看我的教学过程：
　　教学导入
　　（教师播放网站的电影链接《侏罗纪公园》，创设问题情境。）
　　提问：
　　你们刚才看到的是什么动物？
　　关于恐龙，你知道哪些？
　　你们是怎样知道的？
　　你们还想知道什么？
　　口述：恐龙一词的解释是英国解剖学家理查欧恩提出来的，意思是“恐怖的蜥蜴。”恐龙是生活在石炭纪，二叠纪，三叠纪，侏罗纪，白垩纪时代的爬行动物，诞生于3。5亿年以前，灭绝于1。37亿年以前。他们有庞大的种族和门类，是真正征服陆地的脊椎动物，是鸟类的祖先之一。由于不明确的原因，他们灭绝了，人类没有见过恐龙，对他们的研究仅仅局限于化石。今天，我们就利用INTERNET来研究大家感兴趣的话题。
　　新课教学
　　分组。将全班同学分成若干研究小组，并且分工。（分组的标准是根据自己的爱好和对不同问题的兴趣。
　　小组选择研究课题，领取汇报表。
　　口述：下面各小组对选择的课题进行研究。
　　教师参与其中的研究。
　　巩固提高
　　每个课题选择一个小组进行汇报。
　　教师评价。
　　布置作业。
　　每个同学给老师发送邮件，汇报今天的学习成果。
　　这是我第一次把Internet引进课堂，第一次教学后8个实验小组都没有在40分钟内完成自己的研究，自然也就没有什么汇报了。课后竟然有十几个学生围着我要看《侏罗纪公园》，在我看来学生的兴趣绝对是激发出来了，但是不是在关于恐龙的问题上，而是科幻电影上。关键问题是“度”没有把握好。
　　（2）注意研究的内容。
　　a.研究的主题要明确。
　　我们经常会碰到这样一些情况，一堂课热热闹闹，感觉好像同学都在认真研究学习，结果一问学习了什么，都回答不起来，很大原因就是问题研究的目标不明确，只是好玩。所以应做到每学生学习的任务目标明确，围绕这个任务积极的开展各项活动。
　　b.研究主题选择是关键。
　　研究的问题和提供给学生的内容，要符合学生的认知水平。问题是研究的起点，是连结师生的纽带，也是激发潜质、训练思维的常用手段。问题明确后，围绕问题，让学生各自陈述自己对任务的看法，共同商讨。难度过高、过低都不利于学生的发展，过高会让学生力所不能及，最终要么教师讲解给学生，要么不了了之；过低则不会促进学生创造思维进一步发展，只有其难度适当，符合学生的认知特点，是学生学习认识的最近发展区，才能使学生得到最大的发挥。
　　c.研究内容要经过老师的分析处理。
　　利用信息技术组织内容也应符合学生认知水平，过高、过专业学生是不会接受、明白的，学生也许还会到其他地方去找。我们知道课堂教学时间毕竟只有短短的40分钟时间，要让学生去查找资料，然后去阅读，而且还要进行摡括、整理等，需要的时间要比较多。当然提高学生收集资料的能力是要的，但整合课重点不是这种能力的培养，而是借助网络，借助这些资料等的辅助去学习研究，基于此，首先我们要把内容丰富(包括图片、视频、文字)，这样使学生容易找到，不至于到外网花很多时间查找，而且找过来不一定很有针对性。这样对教师的信息素养提出了很高的要求。
　　（3）注意充分利用小组合作的效率。
　　a.看点：在研究过程中，注意必要时间的把握，研究时间过多会使上课时间来不及；过少，则分影响学生研究，会出现有些同学刚开始就已经结束思维。
　　b.看点：在汇报的过程中，小组有可能重复的汇报结果，导致时间不够用，而且会使学生产生厌倦的心理，不去听而是去做别的事情，有时还会产生纪律混乱。
俗话说：“三个臭皮匠抵个诸葛亮”。研究的任务明确后，对于比较简单的问题，可以学生自己去资料研究。对于个体研究不能理解或无法完成，就可以进行小组合作进行，当然在小组合作研究时，教师要避免出现：小组的观点就是小组中成绩好的同学个人观点，一个人说了算，把小组研究不知不觉中丢掉了。这样，我们考虑到了时间的因素。接着，在研究前，教师应该先掌握每个小组的研究方向，帮助他们调整方向，这样就考虑了内容的因素。
　　（4）要注意平时对学生信息素养的培养。
这是教学能否顺利进行的根本，打字、上网等技能不是整合课的教学目标，但是没有这些手段的保证是不行的。笔者还是信息技术教师，所以这一点把握的比较好。对于一般情况的教师，就应该在课前跟信息技术老师进行了解，并且根据学生状况进行备课了。

　　4、信息技术手段在科学课教学中推广的矛盾与处理方法
　　信息技术手段作为一种新兴的教学技术目前在很多学科中得到推广和开展，但是在科学课程的教学中的推广却显得比较艰难。具体表现在这样一些方面：
　　（1）教师信息技术水平的影响。这个原因是最直接，最主要的矛盾。教师的信息素养和信息技术水平主要包括信息搜索，分析，处理，归类，运用，创意，制作等一些方面。在日常教学中，这些事情主要是科学教师和软件制作教师的合作，而前者不了解后者制作的障碍，后者不能体会前者的教学意图，因此，信息技术就成了公开课上的“把戏”，平时基本就免了。 新的教学技术要想得到推广，必须解决这类技术性的问题。教师的技术标准参照教育部的《中小学教师教育技术能力标准（试行）》，积极完善自我技术水平修养，以达到技术为教学服务的目的。以下引入《标准》中的内容：
　　（一)基本知识
　　1．了解教育思想、观念和技术的发展趋势。
　　2．了解教育技术的基本概念和应用范畴。
　　3．掌握现代教学媒体特别是计算机与网络通信的原理与应用。
　　(二)基本技能
　　1．掌握信息检索、加工与利用的方法。
　　2．了解教学系统设计与开发的方法。
　　3．掌握教学媒体的设计与开发的技术。
　　4．掌握教学媒体的维护与管理的方法。
　　5．掌握学习资源维护与管理的方法。
　　6．掌握对教学媒体、学习资源的评价方法。
　　从引入的文字中不难看到新的教学能力标准中对教师在信息技术方面的要求。因此，提高自身信息技术水平已经成为一种时代的趋势了，我们科学教师在教学中使用新技术也是一种水到渠成的事情。
　　（2）教与学缺乏探索求新的意识。科学课本身就是以探究活动为主的教与学活动，教师的探究意识的重要性显而易见。在研究和调查中，我们时常看到教师和学生探究精神的缺失。笔者的随机调查：
　　序  号  　　项     目 　　　　　　　　　　　小 学 生  　初 中 生 　　高 中 生 　　教师
　　a 　　对身边的现象经常问为什么的 　　　　13.8%　　 5.7%　　　 　2.9% 　　　2．1%
　　b 　　遇到问题时自己总能找到解决办法的 　73.2% 　　71.2% 　　　68.9% 　　45．3%
　　上表可以看出的问题：年龄与探究精神成反比；教师的探究精神比学生差。教师作为活动的参与者、活动过程的关注者、研究思路的启发者、调整学习策略的“适度”点拨者、学习评价的组织者会直接影响到学生探究意识的形成。很难想象教师提高自身信息技术水平的欲望会超过学生，所以在课堂上经常出现学生的技术水平超过学生的现象了。
　　（3）软硬件条件的缺乏。这个问题是个老生常谈的问题了，城乡教育投入的不平衡，不同学校之间投入的不平衡都是影响新技术投入常规教学的关键。有太多的文章阐述此问题，本文不赘述。
　　（4）新课程标准的认识度。科学课程标准与以前的大纲相比有许多转变，笔者在认真学习“解读”的基础上，认识到其中比较重要的转变——备课模式的转变。我们在自然教学的备课中，按提纲上课，备课大多重知识的传授，轻能力的培养，而《科学课程标准》备课注重强调道德情感的培养和创新精神，实践能力的培养。教学的舞台从教室转到转到外，学生也从洗耳恭听变成积极的参与者，按部就班完全按教案走根本不现实。备课无纸化与网络化将为我们提高备课质量提供了基础。我们可以不断吸取营养，修改教路。备课时要充分考虑到教师和学生的互动、考虑学生的良好品德行为的形成，考虑到学生特长的发挥，考虑到学生之间的合作，考虑到如何调动学生的学习积极性，考虑到让学生在方法和技能上得到应用，尽可能多地考虑学生的发展。在这样的条件下，新的教学技术必须大量引入到学生的学习和教师的教学中。“提高学生的科学素养”也包括提高学生的信息素养，更加包括使用先进教学工具和技术。
　　五、在研究基础上产生的新型教学策略。
　　在科学课堂上，新技术的使用课题大大提高教学效率，节约互动的时间。具体阐述如下：
　　图片策略：以JPG、BMP等格式的数字图片文件出现后，传统的教学挂图黯然失色。数量上，清晰度上，保存时间上的优势使得我们课堂上的图片资源大大丰富。
　　影象策略：数字电影的出现，突破了课堂上的录象机，VCD等传统模式，当然，最大的优势还是随机的交互，庞大的存储，便捷的目录检索方式。
　　声音策略：声音也是我们教学中不可缺少的重要素材，在教学声音单元的时候，笔者500M的音效库满足了学生的各种声音的认识，关键问题也是数量的优势。
　　视频直播策略：学生在家庭里面利用QQ、MSN等聊天工具完成和教师的教学互动，利用网络摄象机完成实地的教学引导。
　　COD交互策略：这是教师和计算机之间的交互，用以生成网络课程。也就是平时所说的制作课件的过程，也属于备课范畴。
　　聊天室交互策略：这是用文字进行即时教学交互的好手段，可以完成“一对一”“一对多”“多对多”的同步交流，实现远程课堂教学过程。
　　BBS交互策略：用这种手段可以完成不错的课外交流，在时间和空间不同的情况下，我们的许多实验是无法同步进行的，所以，这种交流方式是比较实际的交流方式。
　　电话交互策略：这是通过语音传输设备完成教学交流的手段。
　　EMAIL策略：这是众所周知的远程通信手段。
　　作业提交系统：这是用HTML语言完成的网络作业提交系统，可以用作学习检查。
　　模拟实验系统：这是帮助学生完成精确实验的好措施。

责任编辑：花勇