信息技术：物理教学的催化剂

宋天明

一、现代信息技术环境下探究性物理教学模式

探究性教学模式是高度概括的一种教学模式,其主要针对课程标准中认知目标和情感目标的达成。采用探究性学习策略进行教学设计,通过对教学目标中有关知识点的认真思考、主动探究和协作交流,使学生更好地达到课程标准关于认知目标和情感目标的要求,是学生通过多种解难释疑尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种主动学习方式。该教学模式通常包含创设情境、启发思考、自主探究、协作交流、总结评价和拓展提高六个环节。其应用研究结合实例《自由落体运动》设计如下。

1.创设情境

情境是认识产生的土壤。教师利用现代信息技术创设现实问题情境,设置探究问题,激发学生的探究动机和学习动机。学生进入教师创设的情境并在教师的引导下形成学习的心理准备,产生探究兴趣。教师以生活实例中蹦极的录像引入新课,播放录像的同时提出问题:蹦极是自由落体运动吗?学生观看录像,联系物理知识思考并猜想问题答案。

2.启发思考

教师出示涵盖当前教学知识点的启发性问题,学生探究解决这些问题的过程就是主动、高效、有意义地完成当前学习任务的过程。教师对学生如何解决问题、如何完成当前的任务、运用何种学习工具或学习资源、如何运用工具和资源、如何处理在探究过程中遇到的新问题等学习策略给出建议和指导。学生分析问题,思考初步方案,形成行动计划。

(1)探究自由落体概念。教师提出问题:历史上人们是如何研究、认识自由落体运动的?究竟什么样的运动是自由落体运动?

(2)教师提供学习策略指导:计算机和网络是探究的工具和资源。组织学生讨论研究方案、指导学生实施方案,帮助学生了解人们对自由落体运动的认识过程,总结自由落体概念。

(3)学生设计研究方案、具体实施寻找问题答案。

3.自主探究

教师提供认知工具,监控学生的学习过程,提供学习资源进行方法等的指导。学生利用相关认知工具收集信息或多层次尝试和展开探究活动。

(1)探究自由落体运动的性质和规律。教师给出提示:我们知道自由落体运动是直线运动,那么它是匀变速直线运动吗?如果是,加速度是多大?方向如何?

(2)学生根据已有知识及研究提示讨论研究方案,实施方案,通过探究总结自由落体运动的特点和规律。

4.协作交流

在自主探究的基础上,学生在学习小组或班内以个人发言形式展开讨论,共享学习资源与信息,在协作中交流解决问题的情况。教师为学生提供协作交流和问题解决的工具,同时对学生如何开展协作、如何面对小组成员的分歧等协作学习策略加以指导,在需要时组织并参与学生的交流。

(1)教师组织协作交流。提供计算机和投影设备,分组讨论、交流发言、指导,并参与交流。

(2)学生发言交流。发言、讨论、记录,内化知识、掌握学习方法、形成知识的意义建构。

5.评价总结

教师点评学习情况、概括总结教学知识点。通过师生互动以弥补学生知识自我建构中的不足。学生的学习活动有讨论与反思、自我评价与相互评价。

(1)教师从关注实际生产生活现象、发现问题、提出问题、提出假设、设计实施方案、动手能力、分析能力、合作表达交流能力等方面点评。利用Excel设计评价表,快速完成自我评价与相互评价。

(2)总结自由落体运动的规律,校正学生知识自我建构中的不足。回应授课之初的蹦极问题,形成知识的意义建构。

6.拓展提高

教师出示拓展迁移的问题情境,让学生应用所获得的知识解决具体问题或完成某个作品。学生用自己的语言解释概念,进行知识的内化;学生对新知识进行迁移并生发出新的推论,举一反三,触类旁通;学生用所学知识解决实际问题并有所创新。

教师引导学生完成估测高度、估测时间、估测重力加速度的拓展,将设计方案放在网上交流。帮助学生建立物理与实际生活的联系,解决实际问题,用生活中的物理知识巩固课堂中的物理知识。

这种现代信息技术环境下探究性物理教学模式中,学生动脑思考,动手实践,积极探究,愉快合作,学生的积极性、主动性、创造性被充分调动。教师利用现代信息技术创设情境、设疑、引导点拨、提供学习资源、总结评价提高等,达到了课程标准关于认知目标和情感目标的要求。

二、现代信息技术的作用

教学研究实践表明,现代信息技术在该教学模式中发挥着举足轻重的作用。

1.促进学生的学习方式发生改变。主要变化体现在从强迫式学习转换为自我要求的学习,从知识的并列性、片段性学习转换为融合性、关联性学习,从书桌上的学习转换为实践力、行动力的体验性学习,从以记忆为中心的学习转换为研讨学习方法的学习,从固有体系的学习转换为对应生活主题的学习。

2.教师的教学工具。信息技术与学科课程整合,将信息技术作为教学工具和手段融合到学科课程中,改善了教学手段,提高了教学效果。教师的教学超越时空,丰富多彩的信息资源呈现给学生,为学生的学习提供了学习环境,增强了对学生思维兴奋点的刺激。如在实际教学中,创设情境、创设轻松和谐的讨论氛围,支持“教师指导、小组讨论、小组交流”的教学方式等。

3.学生的认知工具。学生可以作为主体运用信息技术进行自主学习,更好地丰富原有的认知结构。

4.对物理实验的支持。物理实验是一个创造过程,是探究中非常重要的环节,直接影响到探究的结果。信息技术对实验所用到的知识技能的支持主要表现在建立实验知识库上,这个知识库可以提供探究过程中所需要的相关知识和技能,如基本的概念、原理、公式和仪器的使用、安全注意事项等。探究过程中遇到困难时也可以打开知识库学习,学习后再继续探究。有的物理实验由于怕发生意外和造成实验仪器的损失,对学生提出较多的限制,由此可以采用计算机模拟实验仪器和虚拟实验。如“仿真物理实验室2.0”虚拟电学实验就是一种辅助传统实验的良好方式,它可以将原本抽象的内容形象化、具体化。

5.教学评价和实验结果的记录、计算与统计。探究性学习采用小组协作的形式开展。每个小组可以利用Excel、Word等工具设计表格,对教学评价和实验的结果进行记录和计算,解决了传统课堂中结果无法共享的问题,同时节约了画图表的时间。

6.呈现学习结果。学生在经过探究学习后,学习成果可以借助文字、图形、动画等工具软件来实现。将学生的成果在全班展示,激励其情感。学生之间互相对各自的结论提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中脱离证据的地方,或者就相同的观察提出不同的解释。最终,学生解决彼此观点中的矛盾,形成知识的意义建构。

参考文献

[1]何克抗.吴娟.信息技术与课程整合[M].北京:高等教育出版社.2007.

[2]张仁贤.探究学习 认知课堂[M].天津教育出版社.2008.

[3]李芒.现代教育技术在教学中的运用策略与实践[M].天津教育出版社.2008.