信息技术与中学物理教学深度融合的实践研究

马福标

【摘 要】本文以“平面鏡成像”的教学设计为例，论述基于翻转课堂的教学模式，将信息技术融合入物理教学中，以实现核心素养下的课堂转型。

【关键词】物理教学 信息技术 翻转课堂 深度融合

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）30-0090-03

课堂是教育教学的主要阵地。核心素养理念的提出，必然带来课堂教学模式的变革。课堂教学模式变革就是教学理念和教学方法的变革，它通过教学目标、教师与学生的关系、教与学的方式方法、教学评价等方面来实现。在中学物理教学中，物理现象的解释、物理模型的建立、物理过程（情景）的想象和分析以及物理实验的操作等都有相当的难度。从教学实践来看，借助信息技术可以较好地解决这些困难。因此，可将信息技术与课堂教学进行融合，将网络技术、数字实验仪器、教学软件等应用于物理课堂。比如，翻转课堂就是借助信息技术，将在课堂时间授课、课后作业的传统教学过程翻转过来，让学生课前观看视频、查阅资料、跟其他同学和老师在网上交流来学习知识，教师利用课堂时间与学生进行交流、组织小组活动、参与学生探究、解答疑惑、指导学生完成作业等。翻转课堂教学模式是一种将信息技术与教学融合的形式，体现了以学生为主体、教师为主导的教学方式。

翻转课堂的信息技术平台是一个线上教学软件平台，这个平台具有实时的同步的数据传输功能及教学功能，老师可以使用它进行在线授课。学生可以直接通过平台和老师进行在线沟通，并将在学习过程中遇到的问题直接在线上询问老师，也可以在平台完成并提交作业，然后与同学进行互改互评作业;教师可以利用平板管理和发布课程信息、布置学习任务、授课、与学生进行课堂互动、检查学生作业完成情况（平台能自动生成完成率、错误率）、反馈薄弱知识点等，还可以从中获取大量的教学资源。

在此，笔者以《平面镜成像》为例，探讨基于核心素养视角下的翻转课堂的教学设计。

一、教材分析与学情分析

《平面镜成像》是一节比较重要的课，前两节学生已经学习了光的直线传播与光的反射，对光的传播、反射有了一定的认识。平面镜成像是光的反射的重要应用，内容包括平面镜成像的特点以及平面镜成像规律的应用。

平面镜成像的现象在生活中经常见到，学生非常熟悉，也很感兴趣，但仅仅停留在感性认识阶段，对成像规律和特点还缺乏较理性的认识和科学的探究。学生凭直觉得出一些认识往往是错误的，例如，他们认为我们靠近平面镜时，像是会变大;远离时像缩小了。

二、教学目标

1.学生通过本课的学习，能描述平面镜成像的特点，知道虚像是怎样形成的，理解虚像的概念。

2.通过平面镜成像特点的实验探究，体会实验设计、实验数据分析过程，培养学生初步的观察能力和动手操作能力，领会平面镜成像时像与物的关系。

3.在探究实验中，要求学生注意观察，培养学生探究实验的兴趣和实事求是的科学态度。

三、设计思路

新课标提出的内容要求是知道平面镜成像的特点及应用。本节课的探究实验是学生的第一个完整的科学探究实验，它为后面的探究性学习起示范作用，虚像、实像的概念为下一章凸透镜成像规律的探究奠定基础。

基于课标的要求及发展学生学科核心素养的目的，结合学生存在的问题，本节课的教学设计重难点放在探究平面镜成像特点，难点为怎么确定像的位置。教学流程如图 1 所示（见下页）。

四、主要环节和设计意图

（一）课前微课学习

利用平台发布微课任务（成像原理、轴对称知识、平面镜成像特点探究可能存在的问题，引导思考），学生在课前自主学习，回答有关光的反射、轴对称、平面镜成像特点的问题并提交答案，教师利用平台后台统计学生作答情况，在正课的一开始给学生反馈课前任务完成的相关数据。

〖设计意图〗第一个微课为介绍画光路图的方法，引导学生认识到平面镜成像的原理实际上是光的反射。用作图的方法解析成像原理清晰明了。第二个视频以生活中的影像作为引例，让学生认识轴对称，为平面镜成像的特点做好数学知识铺垫。第三个微课是通过视频范例，讨论怎么比较平面镜所成的像的大小与物的大小的关系，怎么测量像到镜面的距离，在实验中可能会碰到什么问题，如何解决。实际上是探究实验过程的示范，只是把探究过程分解并加入提问，引导学生思考，没有明说给学生。通过三个微课的学习，学生对本节的知识已经有了初步的掌握，对平面镜成像现象会有一定思考。

（二）课中问题导学

提出前置任务中反馈出的普遍问题，提出本节课更具体的目标。

〖设计意图〗通过平台数据反馈，学生对自学的情况心中有数，已经掌握了哪些？还有哪些疑惑的问题？这样本节课探究的针对性就会更强，学生知道要做什么，要掌握哪些知识和技能。教师根据平台的反馈进行二次备课，花精力集中解决学生存在的主要问题。

（三）课中合作学习

1.让学生进行小组合作探究并解决问题。以学习小组为单位，围绕以下几个问题展开讨论，制订探究实验方案。（1）选用什么器材做实验？（2）像的大小和物的大小有什么关系？如何比较？（3）物距增大时，像距会怎么变化？怎么测量？

学生讨论并制订实验方案，展示方案（利用平台抢答功能抢答，平台计分奖励，激发学生兴趣）。

〖设计意图〗以提问的方式，引导学生体验探究实验的主要过程：提出问题、猜想假设、设计实验、探究实验、得出结论、分析论证。

2.探究物和像关于平面镜对称的问题。

（1）通过平板进行实时投影演示。移动物体，当看到镜中的像，且物体与像重合的时候停止，教师提问并引导学生思考如何比较物与像的大小。提问：“演示实验中当物体 B 和物体 B 在平面镜中所成的像重合时，能够说明什么问题？对物体 B 有什么要求？”

学生思考、讨论，回答老师的提问，学生分组做物像等大的实验进行验证。

（2）像的大小有无变化。教师在学生做完分组实验后，提问：“在大家刚才做的实验中，我们在不断地将物体 A 远离或靠近平面镜的过程中，物体 A 的像是否总是与物体 B 重合？这说明物体 A 的像和物体 B 的大小始终保持什么关系？这说明像的大小有什么变化？”

〖设计意图〗物理是以实验为基础的学科，实验对发展学生的物理学科核心素养有着极为重要的作用。这一步让学生学会有目的地观察实验，知道如何选择像的替代物。这都是生活中常见的物品，说明物理来源于生活。

（3）物像是否等距。继续利用平板投屏进行演示实验，探究物像等距问题。

确定物体和像的位置关系。提问：“物是立体的有一定的大小和形状，像是摸不着的，测量时如何确定像的位置呢？选择的标准是什么？”教师在演示的同时进行讲解，并引导学生思考。

测量物距和像距。要求学生仔细观察实验，并提问：“①物体和镜子移动了吗？②可以直接测量像到物之间的距离吗？③这样测量准确吗？”“如果直接测量实物之间的距离，不容易对齐刻度，还容易碰到和移动实验器材，使得测量不准，那么该如何改进呢？”让学生通过观察、思考，得出结论。

让学生分组实验，并进行探究。学生小组内协同合作开始实验，教师巡视指导，对优秀的小组用平板拍照或者录像，对常见错误进行指正，对典型的则拍照记录用作交流展示环节的讨论素材。

结合教师的实验演示、讨论以及各学习小组进行的探究实验，要求学生思考问题：“①实验应该进行几次合适？理由是什么？②在每次实验中是否都要改变平面镜的位置？”让学生思考并回答。

〖设计意图〗中学物理的“实验探究”学科素养培养要求学生会提问题、会猜想与假设并有计划地获取和处理信息，基于证据得出结论。通过视频的示范及老师的演示示范，减少探究的盲目性，給学生起一定的示范作用，并引导学生主动思考。让学生分析讨论，取得一致意见，制订科学的实验方案，并对实验需要注意的事项了然于心。在这个过程中，信息技术发挥了比较大的作用，利用视频示范将不容易观察的实验过程放大投影，使全体学生看清楚细节，培养学生规范操作实验的习惯。

（四）课中展示交流

学生在完成分组实验之后，填写实验报告，用平板拍照，将本组实验结果上传到平台进行交流展示。教师抽查各小组的结论，并推送到全班同学的平板端，让全班同学都可以清楚地看到各实验结果。被抽查的小组派代表解析他们的实验结论，其他同学通过抢答的方式对这个小组的结论进行补充或者提出不同的意见。

〖设计意图〗这个环节增强师生、生生互动。信息技术的使用，使得讨论交流环节变得方便而有趣，这无疑激发了学生的兴趣，使讨论的范围得到扩大，不再像传统课堂那样使课堂讨论变成少数人的讨论。增强时效性，及时进行记分和奖励。这培养了学生“科学态度与责任”的物理学科素养，实事求是，不迷信权威，能主动与他人合作，能基于证据和逻辑发表自己的见解。

（五）课中检测提升

在课堂上通过平台直接进行“微测试”，将准备好的题目推送到学生平板，规定学生作答时间，结束之后系统对客观题直接评判、统计数据。主观题可以让学生互批，也可以让老师全批。互批可以让学生体验当小老师的乐趣，激发他们思考为什么我的同学会这么做。全部数据出来后，老师进行点评，针对得分低的题目查找原因，并有针对性地再出题。

五、教学反思

通过了解，学生认为课前微课学习让他们提前了解了课的主要内容，对整个学习过程起到了积极作用。课前习题能较好地帮助他们理解平面镜成像的规律;提前进行实验方案的设计，使课堂留有更多的时间，以便更细致地设计方案，特别对没有探究经验的学生更是如此。有了课前的这些准备，课堂上的效率更高。学生对实验探究内容印象深刻，思路清晰。笔者有这样的思考：一是翻转课堂并非单纯的课前预习。课前视频的制作和选取均要精心挑选，直指教学目标，而且需要结合学生练习反馈情况。练习反馈的信息体现学生的知识掌握情况和理解中的缺漏，这样可使教师在课堂上进行及时纠正，提高教学的时效性。但这也意味着这种课的备课强度更大，对教师的要求更高。二是本节课的设计是以学生探究实验为主，结合分析、交流展示，得出实验结论。在传统的课堂中，因为课堂时间有限，所以能给学生动手实验的时间非常少，学生之间的交流也因此被压缩。翻转课堂的引入，将学生认识知识点和部分的思考题提前完成，为课堂上重要的讨论、思维的引导、实验的实施等预留足够的时间。

翻转课堂是利用信息技术促进课堂转型的大胆尝试。本设计尝试将翻转课堂教学模式应用于物理探究实验教学中，以提高课堂教学的效率，促进学生物理核心素养的发展。当然，在教学中笔者也感到还有很多问题有待改进，比如学生课前自主学习的方法和习惯还需进一步指导，以后将不断完善。

【参考文献】

[1]罗 平.浅谈翻转课堂教学模式[J].现代经济信息，2016（28）.

[2]薛海峰.探究平面镜成像特点实验的误区与改进[J].中国教育技术装备，2016（23）.

[3]王建华.试论物理学科的科学素养[J].读与写，2018（10）.

【基金项目】广西教育科学“十三五”规划课题“核心素养视角下信息技术与学科融合的实践研究”（2019B149）。

（责编 卢建龙）