基于信息技术的物理教学的四种新模式

杨兴彬　汤兰英

【摘 要】信息技术迅猛发展催生了教育方式的重大变革，了解和掌握现代技术条件下的物理教学模式是中学教师的重要课题，本文就几种重要的教学模式作了简要整理和介绍。

【关键词】信息技术 物理教学 课堂模式 整合

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）01B-0080-02

早在2012年，我国《基础教育课程改革纲要（试行）》就指出，在课程教学过程中“要大力推进信息技术的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合”，同时提出：“要充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育和有力的学习工具。” 几年来，随着信息技术的快速发展，以及课程改革的不断深入，我国基础教育方式的变革也受到信息技术的深刻影响，其中物理课程作为占据重要地位的科学课程之一，信息技术的融入必给其带来巨大的生机和活力。本文拟就物理教学与信息技术整合中出现的几种典型教学模式作简要整理和介绍。

一、物理微课模式

微课是以建构主义方法为基础生成的，依靠在线学习或移动学习为手段，以学生自主学习为目的的微型网络教学视频。物理微课通常把物理学科知识与方法进行切片处理，讲解一个物理知识点或方法，可以是一个概念、规律、习题、疑问、实验等，也可以是生活中的某一物理现象或物理历史故事，还可以是某一专门解题方法等。

（一）微课的一般特点

1.教学时间较短。微课时长一般为5-8分钟，不宜超过10分钟。因此相较传统课例来说，可以称之为“课例片段”。鉴于中学物理有其较为完整、严密的逻辑体系，因此，这些片段也不应是零散的知识点，而应基于课程标准和内在体系，把握好每个片断的联系点，形成有机联系的“微课群”。

2.教学内容专一。微课问题就简洁、明确，主题突出。突出解决课堂中的某个知识点（重点难点）或某个教学环节，或者某个类型（模型）习题分析，也可以是介绍某一物理方法或物理史实等。

3.资源容量较小。微课视频格式大多是支持网络在线传播的流媒体格式（如Wmv，flv，RV等），可在线观摩，也可将其下载至终端设备（手机、笔记本、MP4等）实现移动学习，因此视频及其配套资源所占容量比较小，一般在几兆到十几兆左右，便于携带。

4.资源构成情景化。麻雀虽小，五脏俱全。微课一般以教学视频片断作为主线，统领一系列与教学相关的资源，形成一个网络主题教学环境。既可为学生提供学习的辅助资料，也可以成为教师交流平台的教学资源。

（二）物理微课的意义

微课虽“微”，但意义却大。物理课作为一门难度大、逻辑性强、应用广泛的学科，实施物理教学的“微”学习。首先，可以促进学生物理学习方式的变革：传统的学习方式是学生在课堂上学习，下课后自行解决学习中的重点难点问题，学困生往往遇到困难却无法有效解决，导致学习兴趣下降。但如果将物理知识的难点、热点、考点、生僻点等以网络微课的形式呈现出来，学生可以据此在课前自学、课后复习、考前自修，灵活地处理，大大地提高了学习的自由度。其次，微课还有助于提高物理教学的可视性效果：由于物理知识的抽象性强，学生学习中又缺少实验的直观观察，自然学习困难较多。但微课可以较好地解决这些问题，例如游标卡尺、多用电表、光电效应现象等，用微视频的形式，使学生直观而形象地学习，大大降低了学习难度，提高了学习效率。另外，微课形式也有利于物理学科教研活动，便于开展教学观摩研究：传统的学科教研方式存在各种缺陷——如教师集体备课往往有名无实，流于空泛，教师的个性难以体现，但通过微课这种真实的、具体的、典型案例化的教学情景，可实现教师之间教学观念的交流、教学技能的模仿和迁移、教学风格的形成和提升，从而较快提高教师的教学业务水平，同时促进基础教育学校教师的专业化成长。

二、计算机“仿真”技术实验室

目前，由于新课程理念的深入，教师和学生都很重视知识的习得过程，对概念、规律的探究性研究往往需要大量直观生动的实验做保证，可由于种种原因，我国大部分学校还不具备完善的实验条件，客观上直接制约着教师的教学方式和学生的学习方式的变革，而计算机仿真技术却较好地解决了这个困难。借助于计算机开发的软件平台对物理实验情景进行仿真，则可以对实验环境和实验设备的模型进行数字化搭建，在此基础上开发出学生的物理探究性实验，从而较好地进行了许多中学物理实验室所不具备条件的实验的仿真研究，有效贯彻新课标理念，大大激发了学生对物理未知世界探索的兴趣。

纵观全球，美国等教育发达国家对仿真实验的研究，早在20世纪80年代就已经开始。以计算机为工具，构建数学模型，模拟一些复杂物理过程的运动变化，并对其加以控制，开发出数字化的教学平台。学校教学中，只要能充分利用这些资源平台，就能开发出许多实验室所无法完成的探究性实验。目前各国教育界已经开发出许多比较成熟的软件平台，其中常用的有金科华、Open GL、Working Model等。

（一）探究性仿真实验设计常包括的几种模式

1.图象比较型实验。借助计算机仿真实验强大的测量能力，获得各类物理参数变化的图象，指导学生通过对图象的比较，认识和分析物理现象，得到物理规律。

2.变量分析型实验。改变元件基本参数，指导学生基于控制变量法等基本方法进行实验探索，总结物理规律。

3.自主设计型实验。学生自主在计算机平台上对现有实验装置和方法进行设计，从而进行物理实验现象的仿真探索。

（二）计算机仿真技术的实践优势

1.弥补了硬件设施资源的不足，创新了实验仪器的管理方式，同时节约了大量的资金。

2.自主在线学习，节省了时间和空间，改革了教师的教学手段和学生的学习方式，营造了多样化的教学模式。

3.加深了学生对实验原理的理解、实验过程的操作感受以及实验结果的运用。

当然，作为一种虚拟环境下的仿真实验，毕竟不是真实的实验，只能作为实验探究的一种补充方式和辅助手段，在教学中应尽可能在条件允许的情况下结合实际实验来进行。

三、“交互式”电子白板教学模式

近年来，基于交互式电子白板的教学应用模式研究已经成为当前教育技术领域的热点研究之一。交互式电子白板的引进，开创了新的教学结构，打造了新的课堂教学形式，从实际意义上实现了利用现代信息技术媒体创新的多媒体教学模式——交互式课堂。由教师的单向“灌输”转为师生双向的“对话”和“互动”，使师生在“对话”和“互动”中形成学习共同体，有效地促进了学生参与课堂的积极性，提高了师生交互水平。概括进来，交互式电子白板教学模式有三大基本类型。

（一）教学资源模式

这种模式中电子白板的作用是为老师提供并呈现教学资源（相关图片、影片或网络内容的媒体资源），辅助教师教学，以完成扩展或丰富学生经验为目的。比如在《机械能守恒》一节，教师课前以过山车、蹦极表演、滑雪比赛、撑杆跳高等为素材，制成相关图片、视频影片，给学生提供了丰富的生活体验和感性认识，从而为课堂教学奠定了基础。

（二）情境创设模式

在《超重和失重》一课中，展示杨利伟飘浮在空中、航天员王亚平太空授课中的水球实验以及聂海胜空中打坐过程的微视频，演示电梯中的台秤所受杯子压力的变化情景，引发学生思考探求超重和失重现象的运动学原因。这种模式中电子白板已不仅是支持或填补教学活动不足的道具，而且成为积极刺激和启动学生操作活动的信息软件和智能应用设备，让学生在教师引领下利用电子白板创设的情境积极尝试、思考，理解与获得知识。

（三）交互整合模式

该模式中，设计者把网络设备与电子白板经过整合构成了一个学习系统。该系统主要以网络服务器作为平台，整合了各种超媒体、文件传输、同步与异步的交互以及系统记录过程等功能。学生在实体教室里熟练地与老师和他人交互讨论，自我进行学习调节，让教师能照顾到学生的个人进展，实现个性化教学与学习。

四、颠覆传统的“翻转课堂”模式

“翻转课堂”是近来风靡全球的教学模式，源自于孟加拉裔美国人萨尔曼·可汗。这种新型教学模式特点是“晚上看电视，白天做作业”，与传统课堂中的“白天上课，晚上做作业”恰好相反，因此称为“翻转课堂”，是学生学习方式改变倒逼教师教学模式改变的典例。

翻转课堂素材包，一般包括一个微视频（大约10分钟）和一份导学案（任务单），学生看完视频，自测，老师通过后台数据分析，统计视频中哪个部分是学生回看最多、停滞时间最长的，哪些知识点是易错易混的。经过这样的统计过程，教师就可在课堂上有针对性地解决重点、难点和学生的混淆点。当然，不能把翻转课堂理解为简单的在线视频，这样它的作用就必然非常有限，它除了教学视频外，还要设计有以“问题”带动的师生互动释疑和达标过关等环节。

下面仅以中学物理教学谈翻转课堂模式的基本教学设计。

（一）课前三环节：目标导学、微课助学、任务测学

新课程前的准备：教师根据课程目标和教材内容，确定导学任务及目标，为学生编制导学案（任务单）和录制微视频，并存储在云盘或微课平台上，学生须预习课本内容，自主学习，完成学案测试，然后观看微视频，诱发认知冲突，提出深层问题。在视频中不宜讲预习能看懂的内容，只针对性讲解重、难点知识。

上课之前如果能够有平台，那么就在后台进行数据分析，收集自测练习中以及微课视频中停留时间长的时间点所对应的知识点；如果没有平台，将学生分组（6人），上课前，小组长将组内问题以纸条方式反馈给老师。

（二）课堂五步：展示所学、多元互学、点拨悟学、达标固学、拓展扩学

1.解决课前问题，学生上台投影讲解，展示所学的基本成果。

2.学生组内合作、讨论，老师点评或不断提问，提升问题或变换问题，让学生思考解答。

3.总结反思阶段：学生自己独立活动，总结解题思路及处理问题的方法，有问题老师只需针对点拨。

4.对重点和难点分层次进阶练习训练，巩固讨论成果。

5.最后，开展实践活动，理论联系实际，手脑并用，拓展认识，提升能力。

总之，翻转课堂的本质是变“课堂学”为“课前学”，即将原来课堂上老师的讲授知识通过创建教学微视频“翻转”为学生课前的自主学习和师生的课堂互动探究，在翻转后的课堂上进行问题解决。翻转课堂实现了现代信息技术背景下的教学方式的创新，为学习者打造了一个真正满足学习需求的平台，也为教育者探索新的课堂模式提供了新的途径和思考。实践证明，这种教学方式，真正契合课改理念，遵循教育规律，贴近教改实践，必将展现出蓬勃发展之势。

【参考文献】

[1]叶玲.翻转课堂下的物理概念教学[J].物理教学，2014（10）

[2]王迪.信息技术与物理学整合的实验研究[J].中学物理，2014（9）

【作者简介】汤兰英，甘肃省张掖市金安苑学校，中学一级，省级骨干教师。

（责编 卢建龙）