庄　琳　陈　娴

摘要：目前利用网络环境辅助科学探究学习是一个比较新的领域，本文针对一个在美国已经开发多年的网络探究平台WISE，进行分析研究，希望能给科学探究学习提供一定借鉴作用。

关键词：网络环境；科学探究；研究

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)6(S)-0078-2

1 问题的提出

积极开展科学探究学习是培养学生科学探究能力的有效途径，由于这样的学习需要花费较长的时间和投入较多的人力，所以传统的封闭式的课堂教学模式已经不能适应。在开放的学习环境中开展科学探究学习是寻求解决这个矛盾的突破口。开放的环境包括教师的指导、管理和信息资源的支持,网络能够帮助我们解决这个难题。

2 WISE网站简介

2.１ WISE网站基本框架

WISE(Web-based Inquiry Science Environment)是由美国国家自然科学基金赞助、加州大学伯克利分校等大学联合研发的基于网络的科学探究环境，其目的是利用网络信息技术与模拟仿真可视化技术为4～12年级学生提供一个基于网络的科学探究平台。

该平台有两种界面，其中一个是学生学习界面，另一个是教师工作界面。在学生学习界面上，主要由一系列的网络学习活动(Activities)组成，每个活动又通过详细地呈现学习内容、系列问题等步骤激励学生进行深入思考。而教师界面主要由项目、管理、社区、帮助四大版块组成。教师可以在项目区选择学习项目、编辑课程计划公告；在管理区可以对学生的学习进行在线评价、交流反馈；在社区中可以交流、分享教学心得，相互帮助；在帮助区可以在线自助解决课堂上容易出现的技术问题。

2.2 WISE网站的技术支持

WISE网站只需要学生有一个可以联网的电脑，除了浏览器不需要其他软件。所有学生的工作数据和信息都会被保存在项目中心服务器中，这样不管在任何地方使用哪台计算机，学生和教师按账号登陆后都可以继续上次自己的工作。WISE网站还融合了JAVA技术提供在线讨论、数据搜集、自动绘图、自由提出论点、资源共享、可视化数据图表、真实环境实验模拟等工具。图片、仿真动画、视频和文字帮助学生了解项目中的各个活动和实例，弹出式注解、提示窗口为制定计划提供帮助，对学生活动给予引导。另外，在项目活动中还穿插“在线图书馆”，给学生提供相关知识。而教师管理区提供了在线学习评价、交流反馈和实时监控学生学习并给予指导等功能。

3 案例分析

3.1 聚会路线选择——速度探究

此项目适用于学生刚开始学习运动学，理解速度概念的时候，让学生理解位移、时间、速率之间的关系，建立对速度概念的理解。整个项目包括五个活动，具体的设置如下：

活动一：项目背景介绍。四个朋友在一个城市的不同地方，一起约好十分钟后到电影院看电影。活动中提供了这个城市的地图，交代了每个人的出发地点，提供了几种交通工具，要求思考：每个人如果在十分钟内到达目的地，应该选择哪种交通工具。

活动二：引入速度和速率两个概念，要求解决活动一的问题。首先将问题可视化，各个出发点和目的地在图上标出，标度尺标出其间的距离，各种交通工具在图下左方列出。学生经过反复尝试，选出在规定时间到达聚会点的交通工具，即将问题解答。

活动三：选择物理速度公式，将活动二中涉及到的速度算出来。比较活动二测量时间和活动三的计算速度两种方法，让学生选择出自己认为更好的方法。

活动四：利用位移时间图像思考问题。举赛跑为例，要求通过位移时间图像能分辨出谁将是获胜者。

活动五：要求自己能根据地图和具体计时情况绘制出位移时间图像。

3.2 “光能传播多远？”

“光能传播多远？”这个探究项目意在让学生了解光传播的特性，涉及到光学和能量知识，包括九个子活动。

活动一：提出两种有争议的观点——“光灭论”和“光永恒”，要求学生用自己的语言来陈述对所支持观点的理解，并解释为什么支持这种观点。

活动二：提供例证，帮助猜想。活动通过几组生活中的小实验来让学生感受光传播的现象以及与两个理论的关系。要求学生选择例证，注意选择的实例能充分支持自己选择的观点。

活动三：观察恒星的方法。活动呈现相机和哈勃望远镜拍摄的图片，进行对比，提出了三个假设观点，要求学生搜索资料，证明其中某个假设观点。

活动四：让学生从自己生活中选取证据或做实验证明观点。

活动五：通过搜集的证据进行分析，再次确认你的观点，支持“光灭论”或“光永恒”，并加以解释。

活动六：从望远镜和探照灯两者间选一个做专题研究，自己制定计划，分析此实例是否支持你的观点，根据计划实施方案验证。

活动七：研究记录展示。前六个活动中探究问题、讨论结果以表格形式的呈现，易于对比和总结探究成果。

活动八：辩论计划。做计划时要考虑用什么实例作为最有效论据，写出计划。

活动九：班级辩论。在辩论中倾听他人观点，陈述自己观点，可以对别人的观点提出质疑。

4 WISE网站案例特点

4.1 学生能够参与探究学习

网站项目的子活动建立在学生已有的认知基础上，运用学生生活中的案例，提出思考的问题，创设相对复杂的问题情境，且难度适中，避免抽象解说，使得探究过程可接近，科学概念易理解；提供机会让学习者建立概念间的联系；在适当的时机提供支持和反馈信息。

4.2 学生探究过程的可视化

网站中介绍的一些案例，实际上构建的是思考探究过程的各种模型，它们或者是不同专家的研究模式，或者是探究过程多样性与复杂性的事例，还有些反映了探究中各种观点的冲突。网站将活动中学生搜索的信息和数据、回答的问题及完成工作的进程自动记录下来，帮助学生在完成项目后回溯自己的探究过程，从中进行反思和改进，这样可将学生的思考探究过程可视化。

4.3 帮助学生相互学习

在项目活动中，网站提倡学习者之间的相互交流。小组之间建立有效的分工合作机制，提供各种交流的机会，通过成果交流，使学习者对自己的学习负责。网站还提供资源的共享，支持不同形式的参与和讨论，并使得其他学习者对自己在交互中的角色进行认同，鼓励聆听并吸取别人的意见，同时建构自己的观点，给学习者提供向他人陈述自己观点的机会。

4.4 促进学生自主学习

在各个探究阶段，网站会适时地通过注解、提示窗口等给予提示，它们能够让学生自己选择时机收看提示，让学习者意识到自己在探究过程中有哪些思考还存在不足。网站还提供各种观点组织的工具，让学生在比较中反思，并对他人的工作和观点进行评价，对所提供的案例和资源进行评价。像WISE这样的网络平台可以促进学生的自主学习。

5 结束语

WISE网站提供的技术支持可以较好地解决本文开始所提出的问题。这将有助于物理新课程中所强调的科学探究学习的实施。对于物理教师来说，针对不同的教学目标，选择不同的教学内容，可以基于网站所提供的项目，让学生在科学探究过程中学习，建构物理概念，提高科学探究的能力。

参考文献：

［1］http://wise.berkeley.edu, 2007-4-5.

［2］Marcia C.Linn,Hee-Sun Lee,Robert.Tinker. Inquiry Learning:Teaching and Assessing Knowledge Integration in Science［J］.Science. 2006,(8).

［3］陈学雄. 物理问题研究性教学研究［J］. 物理教学探讨.2004,(9).

［4］熊耀华. 基于网络的探究性学习环境WISE 及其启示［J］. 中国现代教育装备.2008,(2).

(栏目编辑张正严)