数字星球系统辅助高中地理高效性

课堂教学的实践性研究

开题论证报告

江苏省常州市北郊中学地理教研组    2009年11月

一、           课题背景介绍

    “学习对生活有用的地理知识”是新课程要求下高中地理课程的终极目标，为了培养现代公民必备的地理素养，高中地理教学中必须理论联系实际，充分运用现代教育技术，在各种现代教育媒体的支撑下，提高中学地理课堂教学的有效性，实现高中地理的高效教学，在“减负增效”的背景下，尝试使用信息技术，优化高中地理课堂教学，是摆在当前的首当其中的机遇和挑战，同时也是在教育现代化的背景下，对高中地理课堂教学的迫切要求。

（1）地理新课程标准的要求

在中华人民共和国教育部最新颁布的《高中地理课程标准（实验）》中课程的基本理念第4条：“强调信息技术在地理学习中的应用。充分考虑信息技术对地理教学的影响，营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境。”“数字星球系统”融合多媒体信息、实时互动演示及屏中屏功能，瞬间以平面和立体模式，虚拟展示、真实呈现任意星球的空间信息、属性特征及动态变化，满足了新课程的要求。

（2）地理科学现代化的要求

通常的教学环境是平面的，数字星球系统球面、平面、立体、动态、实时相结合，帮助学生构建空间概念，将抽象问题形象化，化难为易，化抽象为具体，有利于发展学生的空间思维能力和逻辑推理能力。

（3）地理课堂教学改革的要求

倡导“自主、合作、探究”学习，充分考虑信息技术对地理教学的影响，已经成为这一轮国家课程改革的重点，这势必要求我们改变传统地理课堂教学的理念、方法和手段。数字星球系统可以实现信息技术和学科课程内容的深层次整合，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式，从而促进教育教学的改革与创新。

二、          课题研究的意义和价值

（1）理论价值

本课题基于“数字星球系统”，在高中地理教学中探索以教师为主导、学生为主体的“双主”教学模式。该模式的主要理论基础是奥苏贝尔的“有意义接受学习”理论、建构主义理论等。“有意义接受学习”理论强调传递——接受式教学，优点是利于教师主导作用的发挥；建构主义理论强调学生是信息加工的主体，优点是利于创新人才的培养。通过本课题的研究，将这些学习理论和教学理论运用到高中地理教学实践中，并在实践中进一步丰富和完善理论。

（2）现实意义

本课题将最新的教育技术“数字星球系统”应用于高中地理教学资源开发和课堂教学，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革，从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处，带来教育教学观念、教学内容、教学手段、教学方法和教学模式的深刻变革。

新课程实施以来，教师的教和学生的学已经发生了巨大的变化，在“减负增效”的要求下，当今的课堂教学已经由关注教师的教转向学生的学。在突现学生是课堂的主体，发挥教师的引导作用，势必要求转变教育观念。本课题努力尝试在“数字星球系统”的支撑下，构架生态和谐的课堂，让学生在课堂中充分发挥自身的优势，体现学生、学习内容和媒体的互相融合，引导地理课堂向民主、理性、有趣、有效、有用的良性方向发展。

学生学习负担重，教师压力大是当前教育的现状，如何让我们的教育向“轻负担、高质量”的方向发展。本课题努力探索在现代技术的使用下，让复杂的知识简单化、趣味化、形象化。“学得轻松、考得优秀”是我们的追求。新课程强调对学生创新思维水平培养的诉求，本课题将最新的教育技术“数字星球系统”引入，应用于高中地理课堂教学，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以探究为特征的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处，减负增效，实现教学模式的深刻变革。

三、          课题核心概念的界定

新课程：指目前进行的第8次课程改革中实施的初、高中新课程。高效教学的概念和一堂好课的界定类似，至今未有定论。可以认为，“高效教学”就是要在40或45分钟内最大限度地发挥课堂教学的功能，最完美地完成教学任务、实现教育教学的三维目标（知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观）的整合，达到育人目标，以求得课堂教学的最大效益。其实，高效教学是相对于低效教学提出来的一个特定的概念。高效教学与低效教学的本质区别在于能否确保在规定的教学时间内落实规定的教学任务。说得更加平实一点，就是学生能当堂学、当堂会，教师能保落实、减负担。因此，在实施高效教学的过程中，难免会在以上几个方面产生一些思想碰撞。如果真从思想认识上梳理清楚，高效教学就会成为每个学校和每个教师的自觉追求，研究成为教师职业习惯。

四、           国内外同一领域研究现状

高效教育的理念起源于上世纪上半叶西方的教学科学化运动，尤其是受美国实用主义哲学和行为主义心理学的影响，它的提出其实是“教学是艺术还是科学”之间相互争论的产物。国内外有识人士认为，以课堂教学为中心的高效教学主要研究环境变量（学习活动的环境所具有的对学习活动的成功与否有一定影响的特征）、过程变量（师生的课堂行为，学习任务和学习活动所具有的对学习活动的成果产生影响的各种因素）和结果变量（教师所期望的及教师拟定教学活动计划所依据的、可用有效教育的目标和标准加以衡量的教育成果）等。在具体研究中，采用两种策略：第一种将过程变量与结果变量联系起来考察，简单地探讨过程变量和结果变量之间的相关情况；第二种是只考察过程变量，并在此基础上注重有效教育的评价标准的研究等。但有效教育的研究和行动研究，目前国内外还处于起步阶段，尤其是在有效教育策略的研究上还亟待作深入研究。

与本课题相关的有效教学研究已取得了一定的研究成果，主要表现在：

（1）关注教学效率和教学效果：几乎所有的研究者都把教学效率和教学效果作为衡量有效教学的核心，把教学有效性的实质看作是教学目标的达成。在他们看来，教学有效性最终应表现在教学结果的有效性上，表现在能促进教学目标的达成上。也就是说，要把客观的教学效果作为检验教学行为的标准，教学行为对不对，要看它的实际效果好不好。的确，在现代社会，质量、效率是各行各业共同追求的目标，教学作为人类社会实践活动之一，也应以质量和效率为自身存在的根据和价值。因此，现代有效教学的理论和实践同样要把提高教学效率与教学效果作为自己的永恒追求。

（2）关注学生学习的收获和进步：许多研究者都把学生学习上有无进步和收获看作是教学是否有效的重要指标。在他们看来，检验教师教学的重要标准，就是学生的学习是杏有收获。教学有没有效益，不一定是指教师是否认真负责，而是要看学生有没有学到什么或学得好不好;如果学生不想学或没仃收获.即使教师教得辛苦也是无效教学。因而，教师应为学生创设适宜的学习条件，促进学生更好地学习。这些真知灼见，仍然值得我们今天继承和发扬光大。

（3）关注可测性或量化：不少研究者主张采用定量分析的方法来检测教学的有效性。如将教学行为(自变量)的研究同教学效果(因变量)联系起来，采用系统化的观察方法，全面、客观地记录、测量课堂教学行为。同时， 对学生的学习结果通过标准化测评做出相对准确的评估，确定教学行为(过程)与学习成绩(结果)之间的关联，进而判断教学是否有效，等等。应该说，只要不是绝对量化或过于量化，把定量与定性、过程与结果结合起来，这样就能全面地反映学生的学业成就与教师的工作表现。因而，这一点对现代有效教学的理论和实践也是一个有益的启示。

五、           课题研究的主要方法和途径

文献分析法：在课题开题前进一步进行文献检索，对有关混合学习的研究资料进行了元分析。利用Google和各种数据库挑选相关文章100篇，然后，建立一定的分类编码标准，并按照标准来对这些文章进行分类。涉及到的标准初步确定为：定性研究类文献/定量研究类文献，实验类文献/半实验类文献，理论研究/应用研究，教育类应用/企业培训应用，大学教育应用/中小学教育应用，远程教育应用/常规课堂教学中应用等。通过数据分析能更清楚地了解混合学习在中小学地理教学中应用的现状，找准研究的着力点。

调查法：在开题前期进行，重点调查各校地理课程与信息技术整合的现状。调查的内容包括课堂教学中使用信息技术的教师比重、使用信息技术的课的比重、教师对课程与信息技术整合的态度、学生对信息技术应用于课堂教学的态度等。

行动研究法：进行三轮行动研究。第一轮在常州市第一中学和北郊中学研究地理学科中混合学习的策略，开展混合学习的教学设计，采用观察法和个案分析等方法进行数据收集和分析，如课堂行动观察，对教师教学活动、学生学习活动进行录像纪录，学生作业分析，分别对学生和任课教师进行问卷调查，任课教师以教学日志方式写下感受等。反思所运用策略与地理课程的内在关系等；第二轮将第一轮研究中总结出策略应用到其他学校，检验策略的可行性，进一步研究信息技术与地理课程的关系，针对研究中出现的新问题进行深入研究；第三轮，将第二轮研究中总结出的带有规律性的结论运用到各学校的地理教学中，进行检验并对研究中收集的数据进行分析，最终完成研究报告。

比较研究法：比较基于信息技术的工具对地理课程的适切性，如虚拟实验室、flash动画、概念地图工具、Mapinfo、Google Earth等的不同功能及其在地理课程学习中的作用等。比较传统教学和网络教学的优缺点如交互的时间性、交互模式、匿名性、空间性等。

实验法：本研究采用自然实验法，不设对照班，各项对比参数进行纵向自我对比，或与社会上平均参数对照。

六、           课题研究的理论依据、主要内容和创新内容

支撑性理论：

建构主义学习理论：建构主义认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。“情境”：在混合学习中信息技术可以创设有利于学生建构意义的情境，并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。“协作”：传统教学中的小组合作、信息技术背景下的学习共同体等均可以促进学生之间的“协作”。 “会话”：传统课堂教学中的问答、讨论、辩论及信息技术背景下的BBS 等都是会话的方式。“意义建构”：传统教学中知识结构的构建、信息技术背景下的概念地图等都可以将学生的意义建构图形化，从而提高学生意义建构的水平。

多元智能和学习风格理论：人的智能结构和学习风格是各异的，因此适合于不同人的媒体和学习方式也应该是不同的，教学中要针对特定的人和特写的学科问题，提供恰切的混合方式，这样，不仅可以促进学生多种智能的发展，满足不同学生的需要，还可以培养学生学会用多种学习风格进行学习，有助于学生的终生学习。

学习共同体理论：教师和学生是一个丰富的发展整体，是作为具有能动性和多种发展可能，并在自己的各种实践活动中实现价值选择和生命意义的复杂体。混合学习中教师与学生彼此之间经常在学习过程中进行沟通、交流，分享各种学习资源，共同完成一定的学习任务，因而在成员之间形成了相互影响、相互促进的人际联系。

教学设计理论：在混合学习设计中教师首先要调查分析教学中的问题和需求，研究课程标准，确定目标，其次是建立解决问题的步骤，选择相应的教学方式和学习资源，最后按教学设计实施并在实施过程中动态生成，保证三维目标的实现。对学习资源和信息技术提供的可能进行分析是教学设计的重要内容。

1.地理高效课堂教学准备与数字星球系统

主要围绕教学目标的叙写、教学材料的处理、教学行为的分类与选择、教学组织形式的设计、教学格式与类型等与数字化内容结合，在地理探究性教学中体现教学是一种有目的、有计划的活动。

2.地理课堂高效教学中主要教学行为与数字星球系统

主要教学行为是教师在课堂上借助数字星球系统为完成某一目标或内容定向的任务所表现出来的行为。贯彻体现教师主导—学生主体的现代教育理念。

本课题通过以上的研究，正确处理好高中地理课堂教学的实效性和数字星球系统内容的整合，发挥教师的主导和学生的主体作用，培养学生的创新精神和创造能力。在建构主义等理论指导下，本课题就数字星球系统在高中地理新课程课堂教学中的适切性进行研究，其一确定地理课堂教育目标，并将数字化内容与该目标联系起来；其二确定地理课堂探究性教学整合应当达到的结果和标准；其三依据实际结果对整合的方式做出相应的调整。即围绕二者整合的目标、整合的内涵、整合的方法展开，开展教学资源建设，基于数字星球系统的有效教学设计、课堂教学和实践活动的案例研究等。

七、           课题研究的主要方法和途径

1、目标

（1）以新课程改革与实践为依托，努力培养创新型人才为目标。

（2）以建构新课堂教学的有效模式为抓手，推进高效教学、努力提高教育教学质量。

2、内容

（1）教育教学“高耗低效”现状分析与应对策略。旨在通过对现今教育教学情况的分析，探寻新课程背景下提高教育教学实效的途径。探讨在“数字星球”支撑下，高中地理课堂教学高效性的研究。

（2）地理课堂教学高效教学模式研究。旨在通过对教学模式的探讨，探寻提高课堂教学效率的途径。在教学中必须根据地理学科特点，采取灵活多变的课堂教学形式，注重在学生学习过程中渗透学科思想、方法。让学生亲历知识形成过程，在过程中内化、活化知识，在过程中体悟、形成学科思想，在过程中摸索、总结方法，形成基本的学习能力。

（3）高效教学与教师教育教学能力的提高。教师的教育教学能力直接关系到教育教学质量。通过高效教育的研究，促进教师专业化成长，引领教师积极探究课堂教学新模式，追求教育智慧，彰显个性魅力，从而为培养优质师资队伍提供借鉴。

（4）新课程背景下课堂管理实效性探讨。针对新形势下课堂管理实效性探讨，寻求有效的教育管理途径。管理出效益，管理即是教育生产力。要提高教学的有效性，必须向管理要质量。本课题试图从管理机制上入手，建立一整套有效教学的管理体制，关注过程，关注细节，推行精致化管理，调整管理思路和对策，不断创新管理举措。

（5）新课程背景下地理教师加强信息技术与地理课程整合的研究。科技是第一生产力，未来的地理教师必须在现代教育技术的引领下，灵活熟练的使用各种媒体，不断总结地理课程与技术的融合，以提高地理课堂教学的高效性，成就学生的可持续发展。

七、           课题研究人员基本信息

项目小组长近期主要研究成果

八、           课题研究步骤及其内容

研究步骤

（1）准备阶段  2009年9月——2009年11月

制定课题实施方案，于2009年11月底完成子课题课题开题报告。

（2）实施阶段  2009年11月~2010年12月

首先课题组成员认真学习数字化星球系统知识，收集有关数字化星球系统的资料，学习相关的教育教学理论，丰富个人的理论研究水平。

其次开展多种形式的研究活动，活跃科研气氛，提高课题研究水平。这些活动包括在数字化星球系统的专用教室中进行研究课、会课、评比课等课堂教学方式、教学设计、教学效果的研究，还可以是在教学的基础上进行课堂资源的研究，或者是教学过程中教师、学生的作用的研究等等。以上活动是在分学期做出工作计划；订出内容，提出要求，安排好研究活动时间的基础上进行。同时课题组积极准备中期评估，以中期评估为契机，进一步促进、完善课题组工作。

（3）总结与结题阶段   2011年1月~2011年7月

对取得的研究资料作全面的收集、整理。推出课题示范课，完成相应资料库与光盘制作，撰写结题报告。接受课题鉴定组专家的现场鉴定。

九、           课题研究的保障条件

本课题组成员均为大学本科学历，其中有两位高级教师的引领，其他成员的信息技术水平较高，在操控电子白板和数字星球系统的技术上，已经熟练掌握各种技能。

常州市北郊中学图书馆是江苏省中学一级图书馆，馆藏图书达13万册，每年增加1万册图书，并拥有电子图书近1万册。学校共有400多个互联网端口，有多个多媒体教室，还购买了数套资源库及数字化学习平台。课题组成员均有一台笔记本电脑。成员所在保证成员一定的研究时间，经过多年的合作业已形成良好的合作氛围。为了保证本课题的顺利完成，工作室将制定课题研究管理条例，加强研讨和交流，定期进行总结评比，确保课题顺利完成。

在常州市教育装备站和学校的大力支撑下，地理教研组九位教师形成合力，互相学习，取长补短，全力以赴完成子课题的实践任务。