让数学尽快得到网络环境的支持


本刊2001年第12期刊发了中央教科所张家全研究员主持的国家九五课题《利用现代信息技术促进教育发展实验研究》，从本期开始，我们将对这个课题进行更加深入的介绍。从技术环境、知识资源、智慧资源、阶段教学设计、主题单元教学以及评价观念的转变六个方面介绍张教授和本课题组在课题研究、实验过程中的思考，希望对广大读者的教育教学实践有所帮助。
校园网一旦建成，人们就认为有了更多的上网机会，急切地想到校园网上，甚至到互联网上体验体验，好好利用一下共享资源，看看宽广无际的世界。他们的要求一点也不过分。可是，在普通教育范围内，众多的师生，他们在学校里利用校园网上的资源的机会都很少很少，何况去获得上互联网的机会了？那就更少、太少、极少了。这种现象，人们往往至少归咎于五个原因：上上下下的观念的固守；升学、晋阶等评价制度的束缚；用于技术改进的经费的困乏；网上有较好组织的可用知识资源短缺；网络技术的教育利用政策改善不力。在这种情势下，学校范围内的教和学的过程，很难得到先进的信息技术的有力支持。
但是，毕竟先进的学习工具已摆在师生面前，它的巨大的诱惑力让人们渴望接触它：因为它最接近明天；因为它最有可能帮助人们更快地接近明天。这种合乎情理的期望，促使越来越多的人谋求转化上述五种致因；促使越来越多的人在实践中依据明日教育的可能需求和今日教育的现状，思考已有教育资源的利用和教育新资源的设计与开发，思考已有教育过程的改善和教育新过程的设计与开发；促使越来越多的人在教与学的实践中寻找某种具体的操作、具体的途径，以使人们（包括自己）养成现代信息技术环境支持下的良好学习习惯。
1.人们已有一些应用现代信息技术于教学改善的经验
我国教育界对现代信息技术并不陌生。1996年底，当一些中、小学校开始建造局域网的时候，个人计算机在教育领域的利用就已有近20年的历史了。它涉足于教育管理、教育与教学过程及教育研究等各个方面。当时已有不少教师根据自己的教学思路，用PowerPoint制作幻灯演示资料，有的已会利用Authorware 集成教学知识素材，形成演示性的、甚至有一定交互功能的教学软件。
很快，从1997年开始，由于世界范围内的Internet技术的普及，我国一些组建了校园网的学校也逐渐着手开展了基于Internet/Intranet环境应用于教育方面的探索。到1998、1999年，人们为了在教学过程的改善方面，发挥计算机和网络技术的更大作用，在技术性资源的建设方面做了大量的工作：有的学校建设了计算机（人手一机）教室、多媒体播放教室（一般指包括计算机大屏幕和电子实物投影，也可包含其他视听设备）、电子备课室、电子图书馆以及公共计算机阅览室等等。为了改善教学过程，很多学校首先关注了实验教师提高“使用计算机技术帮助教学”的本领，教师纷纷接受了计算机技术培训。在计算机及其演示性教学软件的技术支持下，在课堂教学中，不少教师围绕学生学习的内容，大大地丰富了情景的展示。好的教学软件，再加上教师鼓励学生多动手多动脑、师生交互、同学间合作，让学生开始感觉到从“被牵着鼻子走”的状态中逐渐地解放了一些。与此同时，为了让学生们尽快地成为计算机用户，使学生尽快地学会利用计算机帮助自己学习，有些实验学校从小学一年级开始设置了计算机技术课：让学生在使用计算机技术的过程中学习计算机技术以及让学生在问题解决和任务完成的过程中学习使用计算机技术等基本观点的指导下，让学生首先成为计算机用户。人们感觉到：学生在掌握计算机技术的情况下，在计算机环境中学习的后果，使学生头脑里产生出更多的、新鲜的、甚至是很有水平的见解，有的还提出比较深层次的问题。
不过，应该说明的是：上述种种好的变化，仅仅是原有习惯的教育海洋中，闪烁出的几点光亮。虽然非常可贵，但当时尚未形成真正有效的、足以评估的教育力量。人们在学校里，以至在实验学校里，看到的教学（包括基于现代信息技术环境的教学）的实际情景经常还是：教师和学生被教材、教案等等原有教育制度、体制、观念、习惯，以及购买的一些教学软件，紧紧地捆绑着手脚，束缚着教师的思路。它的突出表现是，在课堂教学过程中，教师往往不得不用无形的“绳索”，将正在探索知识的学生，生硬地拉回到教师原有的教学方案中来。它的另一突出表现是，在所谓教学要“到线，不过线”的要求下，在缺乏个别学习环境支持的情况下，几乎无法实现因材施教，尤其使一批学有余力的学生，虽然分数很高，但是学习效率低，以至在“陪教、陪读”的过程中，不知不觉地养成不良的习惯和观念。人们会经常看到，大量的网络、计算机等技术性资源被当作学校的“外包装”，或则被低效利用，或则干脆被闲置。
2. 在Internet环境支持下进行学习
近两、三年来，越来越多的学校在积极地组建计算机教室网、校园网，并具有了某些可用的Internet技术支持。在一些学校里，进行了一些Internet／Intranet技术环境支持下，有关资源利用方面的教学实验。
一般讲，只要教学过程设计得比较合理，对学生的指导比较恰当，在Internet技术支持环境里进行学习的学生，确实能使自己获得先进的知识汲取技术的帮助，并在其帮助下，体验身处“知识的海洋”中自主地获取知识的感受。多种现成的浏览器和很多网站上的功能强大的搜索引擎，完全为学生随心所欲地利用，在网上自由地搜寻自己所需的知识。学生作为先进工具的主人，在自主的学习过程中，促使学生逐步树立自主学习的意识，把握自主学习的技术与技能，养成自主学习的习惯。并在其间，可以更圆满地、深刻地实现学习的其他目标。
学生在Internet环境支持下进行学习，确实能使自己身处“平等、民主”的人间环境之中，进行信息交流，从中去学习体验、寻求感觉。E-mail和聊天室实现了两人之间的隐秘对话和公开对话；专题论坛上的讨论和对公告板上内容的反馈，实现了人群内的意见的平等交流。学生在Internet技术支持下，在“平等、民主”的生活环境之中，获得身处“平等、民主”的生活环境中的生活经验，领会人间关联规则，有可能逐渐养成真正的“平等、民主”意识，学会在“平等、民主”的生活环境中生活。
在实验中还发现，基于Internet网上资源的学习，本来是一种使人们充分利用共享信息资源的高效率学习环境，但目前国内上层网技术环境的利用条件还嫌不够成熟、不够友好，囿于国内电信的带宽还嫌过窄，传输速度还嫌过慢的情况下，网民头疼时间的耗费；上网费用对教师、学生来说还嫌太贵；国内网站上为学习者可用的知识资源也嫌贫瘠；即便有些普通教育领域所需要的一般性知识资料，利用一下也要登录、交费……这种对教育界并不宽松的政策，再加上教育界自身的一些原因，致使有心想利用网络进行教学的人们，也多试而退步。多是对基于互联网的“网上学习”尝试一下，在“做课”时比划比划。原本很积极的行为，却自觉不自觉地变成为教学改革的点缀，因而尚不能真正形成教学能力，也未真正形成可进行评鉴的教育资源。现今，人们在学校里看到的基于现代信息技术环境支持的课堂教学的实际情景，经常是在某种惯性圈子内，象利用视听媒体一样，积极地利用了一些计算机的播放功能，从而比较丰富地实现了情景的展示。但忽略了计算机自身的辅助脑的功能，忽略了知识和技术资源的充分利用，忽略了现代技术环境支持下人间关联规则发生的变化，忽略了现代技术环境支持下教育、教学环境发生的质的变化。
鉴此，中小学校的教师、学生所处环境、条件的局限性，致使当前有条件支持学生利用网络环境进行学习的学校，学生和教师也都很难得到较充足的到Internet上去的机会。
至于校园网，虽然与教学内容相关的学习资料，无论是文本的、演示的，还是交互式的资料、软件，都可以大量地储存于校园网上服务器的大容量硬盘里。但由于观念、时间、精力方面的原因，这些知识资源是缺乏组织的，很难为人们方便的利用。虽然可以下载大量有用网站到校园网的服务器上，并利用浏览器使师生找到一些在Internet上浏览的感觉，但很难在校园网上实现相互聊天、发布公告、互通E-mail，更难于象在Internet上那样利用搜索引擎找到自己所需要的知识。
可见，这就有必要考虑一种可替代技术，开发必要的校园网上的可利用的软件平台，使校园网具有Internet的一切功能，使人们在校园网范围内就可以利用Internet的通讯与检索功能进行学习。
3. 对虚拟Internet技术支持环境的思考
离Internet在中国普教界开始利用的时刻不到两年，数百所中小学学校完成了校园网的建设。如果继续走以前的应用路线，必然会对校园网继续采取“大材小用”的态度，结果会继续维持校园网几乎被闲置的状态，或导致在教学过程中网络几乎不被正常利用的局面。中央教育科学研究所《现代信息技术促进教育发展实验研究》课题组的实验研究认为，有必要尽快实现校园网上的虚拟Internet技术（或称之为Intranet上的Internet环境）。为此，课题组着力帮助技术部门于1999年完成了基于B/S(浏览器／服务器)模式的虚拟Internet平台的设计和制作。
由于虚拟Internet平台的使用者主要是学生和教师，使用目的主要是改善学习过程和提高学习效率，故而在虚拟Internet平台设计和制作中特别强调了三个方面的功能：一是要有搜索功能较强的引擎；二是要有因人而设信箱地址的E-mail功能；三是表单发放及其数据整理功能。
虚拟Internet平台（或称之为Intranet上的Internet环境）具备了Internet支持学习的全部功能：
●浏览器：已有多种现成的浏览器可以利用，可不包含在虚拟Internet产品之中。 
●搜索引擎：2001年上半年，有些公司推出的“虚拟Internet”，只是设计者“聪明地”利用了一下服务器本机的“查找”功能，并未真正有虚拟Internet平台自身具备的“搜索引擎”程序。实验表明：没有搜索引擎功能的“虚拟Internet”，对于教学支持环境来讲，只是半个虚拟Internet。
●公告板。
●专题论坛。
●聊天室。
●E-mail：可以为每个使用者设置信箱地址，在校园网内相互通讯。若只能为单机提供信箱地址，它将被认为是功能不完备的。
●其他：如表单发放、数据收集与整理等功能。
4. 虚拟Internet技术支持下教学环境的改善
一些实验学校的校园网里，安装了虚拟Internet技术。当人们一旦进入具有虚拟Internet（不管是基于NT上的，还是基于Linux上的）技术的校园网，给人的感觉应该与在真实的Internet环境中的感觉，几乎完全一样。在实验中人们深刻地认识到，虚拟Internet技术对于一切学校来说，都是具有其独立存在价值的：多数地区的大多数学校，经济上可能不太宽裕，他们有可能把虚拟Internet技术作为网络方面的主要骨干技术被利用；而对另一些具有特别充裕条件的学校，有可能被作为网络方面的主要辅助技术被应用。应该说，这是使学校、教师、家长、学生都满意的技术，因为它是令各自均被赋予了自主应用权力的技术支持环境。
在这种情况下，虚拟Internet技术被看作是Internet／Intranet技术环境的重要补充，它使学校基本上具备了Internet／Intranet／虚拟Internet学习支持环境。它给人们以自由：只要人们还感觉到去校园网以外，即到真实的Internet上去学习，还有这样或那样的难处的时候，Intranet上的Internet（虚拟Internet）支持环境将帮助人们，依然可以利用Internet的搜索与通讯功能进行独立探索式的学习或合作探究式的学习。其实，当人们立于自主自立的思考下，把技术支持环境作如上的改善，即可使过分依赖外在资源和过分承受各类困扰因素的状况，得到一定程度的缓解或解决。这种致使教学技术支持环境改善的技术，对于一个校园网来讲，消费是很低廉的：一个基本功能齐备的虚拟Internet，目前花费可不足5000元。
从近两年的实验表明：这种Intranet上的Internet支持环境，为人们在校园网范围内提供了Internet的全部功能，它既有效而又经济地支持了教学过程的改善，尤其是支持了学科教学过程的改善。登录http://www.tyenet.com.cn/，你可以看见中央教育科学研究所课题实验学校北京市东城区东四九条小学的校园网主页。它的服务定位是比较鲜明的，即为学生的学和教师的教。与当今的一些美国的教学网站相类似，朴素的界面里含有大量的、有组织的知识内容和相应的帮助人们学习的各种功能。从这些具有学校本质的内容特征上，不难看出学校在关心些什么，在踏踏实实地做些什么！人们从这个主页中可以看到，Internet环境的良好的学习功能，它几乎都已具备：
知识资源：教学资源库；知识库；电子书库。
检索功能：搜索引擎。
通讯功能：聊天室；收发E-mail；公告牌。 
如果再加上IE浏览器以及如Office中的一些经常用于“发表”的工具，对于教师组织学生实现主动的以至自主的学习过程，从技术支持环境的角度来说，应该是准备得比较充分了。
5. 今后虚拟Internet技术支持环境所处的境遇
如果今后现代信息技术的利用条件逐渐地真正好起来，如果上层网技术环境的利用条件变得很成熟、很友好，国内电信变得真正宽带，传输速度真正加快，掌握通讯部门的人们有了珍惜用户时间的意识；电话费用、上网费用……，对普通教育部门，尤其是义务教育部门，政策变得更加宽松，致使长期下去学校、教师、家长、学生，均可以在该政策的保护之内；国内网站在政府和教育部门的协同下，为学习者准备了丰富的、可用的知识资源；对于普通教育领域，尤其是义务教育领域所需要的一般性知识资料，其利用政策变得更加友好……那么，大家是否就都上Internet好了，难道还需要虚拟Internet技术支持环境吗？看来，这个问题似乎不应该是教育业内人士的问题。
人们确信我国现代信息技术的利用条件确实会越来越好。就是真的好了，虚拟Internet技术仍有其独立存在价值。理由可以作如下表述：
办学校与培养人是有同一的道理，如果学校把握的资源与形成的过程都只是共通的，学校办得会既无个性也无特长，相对于其他学校来讲，很可能变成一所“有它不多，没它不少，可有可无”的学校，那就只好为自己能否生存下去而用尽心思了。
当可共享资源变得雄厚丰富起来以后，学校的普遍水平会相继提高起来。办好一所比较出众的学校，就必须有足以感动别人的独立存在价值。在不走出校园网的情况下，让人们充分利用具有Internet一切功能的学习环境，充分利用所在学校知识性资源和智慧性资源的特殊性优势，进行学习。形成区别于其他学校学生的学习过程，有可能实现更精细一些、更实效一些的自我塑造过程，培养更杰出的人才。
不难发现，有这样的Intranet上的Internet支持环境和没有这样的环境，大不一样。独立探究、合作探索、群体讨论……式样的学习过程，是很容易进行组织的；因材施教的教学局面也是很容易形成的；进而，人们将体会到一个属于自己所在群体的“平等、民主、合作”的教学空间，正在校园网上，由所有的参与者逐步共建而成。