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·虚拟实验室
虚拟实验室(Virtual Laboratory),实际上是利用虚拟现实技术仿真或虚构某些情境,供学生观察、操纵、建构其中的对象,使他们获得体验或有所发现。如有一个名叫“电子工作台”(Electronic Workbench, EWB)的软件系统允许学习者利用它提供的元件构造各种模拟电路和数字电路,并能动态地测试电路的性能。另一个名叫“虚拟青蛙”的解剖实验室,学生可以做非常逼真的青蛙解剖实验,可“剥”开青蛙的皮肤和肌肉观察骨骼,还可“解剖”眼睛和大脑了解其内部构造。再如:由美国科学探索网络开发的学习化学酸碱度知识的“PH酸碱度”(www. csi-ctr. edu. Sg/sln/phfactor/ph0.html)是网上虚拟实验室。学习者在良好的网络学习环境里通过各种实验活动学习酸碱度知识,丰富化学的认知结构。
虚拟实验室既符合皮亚杰“把实验室搬到课堂中去”的设想与实践,又符合建构主义学习理论的关于“学习是一种真实情境的体验”的观点。
·教学模拟法
教学模拟(Instructional Simulations)是利用计算机建模和仿真技术来表现某些系统的结构和动态,为学生提供一种可供他们体验和观测的环境。计算机模拟允许学生通过改变输入数据的大小来观测系统的变化。教学模拟软件为学生提供了一个无危险的、不昂贵的方式与真实世界交互。学生操作模型元素,改变模型的不同变量得到不同的结果。例如:SimCity提供一个想象的城市,允许学生管理该城市、处理诸如预算、交通、能源、犯罪、环境污染等问题,通过对以上因素的综合考虑做出决策。不同的决策将导致城市健康发展、陷入经济困境、引起全球环境污染等不同的结果。
·基于资源的学习法
基于资源的学习(Resources-Based Learning)就是要求学生利用各类资源进行学习。现代信息技术,特别是多媒体与计算机网络技术的应用,为学习者提供了极为丰富的电子化学习资源,包括数字化图书馆、电子阅览室、网上报刊、数据库、多媒体电子书等。Internet上蕴藏着无穷无尽的信息海洋。学习者只要掌握了一定的网络通讯操作技能和资料检索能力、就可以通过各种网上搜索引擎(ya-hoo.google.sohu),方便快捷地获得取自己所需要的信息。
·认知工具法
认知工具(Cognitive Tools)是教师给学生提供一些工具软件,学生利用这些工具通过自己手来探索外物,以更好地丰富原有的认知结构。如作为通讯工具有e-mail、电子公告版、聊天室、远程会议、电子白板为建构工具(Mindtool)有字处理; 格处理软件、多媒体制作工具、网页制作软件和要领地图。概念地图可看作是个体认知结构某一层面的形象化表示,它有助于学生将形象化地表示外物联系的知识结构整合内化到自身的认知结构中。如有一个名叫“灵感”(http://www.inspiration.com)的概念表象软件,是专门用来建立概念地图的。
由因特尔公司承办的因特尔未来教育教师培训教材(Intel Teach to the Future)中始终贯穿这样一条理念:学生每学过一个单元就必须拿出自己的电子作品,为此,教师要给学生提供诸如Word、PowerPoint、FrontPage等工具软件以方便学生完成作品。
2、发现法
根据皮亚杰理论,儿童自我发现的东西才能积极地被同化,从而产生深刻的理解。发现法与“向儿童呈现学习材料,强化正确的答案”的传统学习方法相比,其学习效果远优于后者。发现法体现了认知结构是由儿童主动构造起来的特点。
·探索法
探索法(Researching)是学习者在模拟的情境中进行探索,去发现隐藏在其中的奥秘的教学方法。皮亚杰有句名言:“儿童是小科学家”。探索法让学生像科学家一样进行工作,自行找出模拟世界的模型。例如,有一个叫做“虚拟果蝇”的模拟实验软件,可以让学生通过做果蝇交配实验来发现孟德尔遣传的定律,学生首先选一只雄果蝇和一只雌果蝇作为亲本,它们有不同颜色的眼睛和不同形状的翅膀。过了几秒钟,这一对新婚果蝇就会繁殖出许多小果蝇,他们中有的像父亲,有的像母亲,有的是二者兼而有之。计算机提示学生仔细观察这些后代果蝇,记录不同形态果蝇的数目。然后,从这些果蝇中再选择一对作交配,看看它们会产生什么样的后代。经过几代交配实验后,学生最多花几小时就能独立地“发明”生物的遗传定律,而如果用真实果蝇做实验则需要几个星期。
·问题解决法
问题解决法(Problem-Solving)是让学生利用计算机的信息处理功能解决学科领域相关问题的方法。通常有两种不同的做法:一是让学生利用某种计算机语言来编制解决问题的程序;二是向学生提供问题求解软件包,如力学计算程序、社会科学统计软件包(SPSS)等,它可使学生将精力集中于问题求解的方法而非编程细节。如学生利用SPSS得到统计学意义上的平均数、标准差、相关系数等,再结合学科领域的相关知识进行定性与定量的分析才能发现现象背后隐藏的规律,才能将自己的认知结构外化于物来揭示事物的本质。
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