信息技术应用能力2.0背景下运用“初中物理引学探究式教学模式”培养学生物理核心素养

冉令辉，庞 坤，卢秀华，魏春侠

（1.白城市洮北区教师进修学校，吉林白城137000；2.白城洮北区林海学校，吉林白城137000；3.白城铁路第二中学，吉林白城137000；4.白城市第十中学，吉林白城137000）

“信息技术应用能力是新时代高素质教师的核心素养”，《教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》文件指出，“到2022年，基本实现‘三全面一提升’的总体发展目标。”而如何在信息技术应用能力2.0背景下，“全面促进信息技术与教育教学融合创新发展”，培养学生学科核心素养是亟需思考的问题，笔者及其团队经过实践探索，初步形成了“初中物理引学探究式教学模式”的常态化应用。

一、信息技术应用能力2.0背景下，引学探究式教学模式的时代意义

（一）推动教师信息化教学能力向信息化素养转变

在“加快教育现代化和教育强国建设，推进新时代教育信息化发展，培育创新驱动发展新引擎结合国家‘互联网+’、大数据、新一代人工智能等重大战略”的大背景下，教育信息化1.0突出解决和全面提升广大教师、学生和教育管理人员的信息技术应用能力。而教育信息化2.0将从提升信息技术应用能力向提升信息技术素养转变。也就是说，用技术解决问题，已经从要求这么做，发展转变为一种意识、习惯和文化。

（二）推动教师课堂教学从单向传递向引学探究式教学模式转变

过去教师课堂教学是单一的以“教师讲，学生听；教师演示，学生观察；教师示范讲解，学生巩固训练”为主的传统教学模式，这种模式重视学生基础知识、基本技能的掌握，忽视对学生能力和素养的培养；重视知识的记忆、运用结果教学，忽视知识的形成、探索过程的思维养成，因此传统模式已经不利于学生“适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。”基于此，我们尝试探索了信息技术应用能力2.0背景下的“初中物理引学探究式教学模式”的实践研究，其核心内涵是根据初中学生的心理特点、学习基础和思维特征，将信息技术应用在教学中，引导学生发现问题，进行质疑或探究，在质疑或探究中自主学习、交流合作、拓展延伸，从中获得物理知识和技能，形成物理能力，解决实际问题。

（三）推动学生被动接受向主动学习的学科核心素养方面转变

学生发展核心素养在学科领域中具体化为学科核心素养，其实质是学生顺利完成学习理解、应用实践和迁移创新的学科认识活动和问题解决活动的稳定的心理调节机制，即学生的学科能力。物理核心素养由“物理观念”“物理思维”“物理探究”“科学态度与责任”四个方面构成。

“初中物理引学探究式教学模式”是以启发式教学为指导思想，使学生在引学探究中产生浓厚的学习兴趣；从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系形成初步认识；能够基于经验事实进行分析、抽象、概括、从中得出物理概念、物理规律，并将其在头脑中提炼和升华，形成“物理观念”，受到科学精神的熏陶。敢于发表自己的见解，有国家认同理念，使学生自信心增强，有社会责任感。

二、信息技术应用能力2.0背景下，运用引学探究式教学模式培养学生物理学科核心素养

物理核心素养的四个要素之一“物理观念”在物理核心素养中处于首要位置，是其他核心素养形成和发展的基础。而四个要素在学生的学习过程中是相互融合形成的，下面结合“引学探索式教学模式”的流程谈谈如何在教学中培养物理学科核心素养。（见表1）

表1

（一）利用信息资源引学任务进行前置学习，培养学生自主学习能力

《礼记·中庸》有言“凡事预（豫）则立，不预（豫）则废。言前定，则不跲；事前定，则不困；行前定，则不疚；道前定，则不穷。”在物理课前，我们根据教学内容结合微视频、动漫、录音、图片等信息资源，将教学内容以“前置学习任务单”的形式呈现给学生，引导学生通过课前预习、自主分析，明确学习目标、要求和内容，激发学生课程参与的主动性与积极性，提高学习兴趣，养成预习习惯，提升自主学习能力。

例如：在“滑轮”一节中，课前教师将在互联网搜索到的《物理外转—滑轮初识》短视频播放给学生，学生结合视频内容完成前置学习任务单：本节课学习目标是什么？说出本节课的知识结构？有哪些知识点？你在预习中发现了并提出了哪些问题？

再如：在“压强”一节中，课前教师可以将自己录制的视频《走在雪地上》以及搜索到的《滑雪》视频播放给学生，并提出问题：人在雪地上行走为什么会留下脚印呢？因为人对地面有压力。鞋子和雪橇留在地面的印记深浅不同，是为什么呢？如果让你来研究这一问题，你会选择什么器材来研究？通过这些前置信息资源引导学生自主学习。

（二）利用多媒体创设情境，尝试探究，培养学生“物理思维”和“物理探究”素养

“尝试探究”是指在激发了学生学习的愿望和志趣的基础上，教师为学生创设探究新知的“开放性”情境，启发引导学生主动而自觉地进行思维和创造。教学中要求教师为学生发现新知提供大量的感性素材，包括影音视频、网络图片、实验器材等，还可以即时利用互联网查找资料，引导学生进行问题探究和实验探究。例如教师利用希沃白板5的常用学科工具中的“课程视频”，找到需要的视频，插入课件，使课堂内容更加形象生动，直观清晰，给学生以形象感知和记忆。

学生在“尝试探究”中，根据前置学习的目标，以及教师提供的动手操作的场景，分小组合作进行，合理地猜想、多角度创设实验并进行尝试操作，本环节有利于发展学生个性及形成创造思维。以“滑轮”为例：学生在前置学习中，在短视频的视觉冲击下对滑轮有了一个初步的感观认识，所以在实际学习中，渴望亲自探究实践的动机和愿望是非常强烈的，基于此，在“滑轮组组装方法和特点”学习时，根据探究目标，为给学生提供实验场景（器材）：两个滑轮、一个重物、细绳、弹簧测力计、铁架台，要求学生自己想出多种办法组装滑轮组，并用其提起重物，用弹簧测力计读出缠绕滑轮末端绳子所受拉力，学生自己设计并操作实验，观察数据、分析现象、总结归纳以及评价结论，学生充分体验科学探究的过程和方法，发展了个性，初步培养学生“物理思维”和“物理探究”素养。

利用多媒体创设情境在物理教学中有着不可替代的作用，在再现生活场景的同时，还可以巧妙展现与课堂探究实验相关的物理情境，引导学生思考，在不知不觉中让学生将物理与生活结合起来并拓展自己的物理思维，从而培养学生的“物理探究”素养。以“平面镜”为例，课前教师利用新闻中播出的一段视频《宝宝照镜子》展现一段小宝宝照镜子的表现，视频中宝宝照镜子的举动，不仅创设了情境，激发了学生的学习兴趣，小宝宝对着镜子中的自己又叫又拍手的动作也展现出了平面镜成像的特点，同时更为学生后续实验前的猜想做好了铺垫，可以引导学生进行有理有据的猜想。接下来小宝宝到镜子后面去寻找自己的镜头让学生开怀一笑。笑过之余，教师适时提出：为什么笑呢？学生回答“是因为镜子后面并没有存在另一个宝宝”，可是为什么宝宝会去找呢？这就让学生在学习前就对“虚像”有了一个认知，并为后面探究平面镜所成的像是“虚像”这一知识点埋下了伏笔，也能够启发学生进一步设计实验。看似一段滑稽有趣的儿童视频，其中蕴含着丰富的物理内容，教师通过一个个简单的引学问题，引导学生拓展自己的物理思维，从而展开课堂教学的探究和课堂实践活动。

（三）利用AR技术仿真实验室引导学生进行归纳总结构建知识体系，培养学生初步形成“物理观念”

仿真实验（虚拟实验）指的是利用计算机软件来模拟实验的环境及过程，可以逼真模拟实际的物理实验器材和环境，如小球、磁铁、轨道、斜面、电源、开关，电灯等力学、热学、电学、光学的实验器材，因此在没有真实实验环境或者真实实验复习的情况下都可以用仿真实验来模拟和再现，仿真实验又有着比真实实验快捷、方便的优越性。我们将仿真实验与真实实验相结合，构成较完整的探究教学体系，满足探究教学的需要。引导、调控学生把尝试、操作、讨论、争辨等小组合作的内容加工、整理、归纳出结论。如果前面探究过程设计得合理，“引导”或“诱导”恰当，学生会水到渠成得出结论，这是学生“物理观念”形成的重要过程。

例如：在复习电学的四个专题实验：“电路、电表、电阻和变阻器”；“研究电流与电压、电阻的关系”；“测量电阻”；“测量电功率”中，教师以希沃白板为教学载体，以仿真实验为主要复习手段，让学生通过仿真实验器材再现实验过程，在屏幕上模拟操作，从而进一步复习了知识内容，重现了教学过程，创新了实验环境、深化了知识系统，形成了物理观念，提高了教学效率。

（四）利用“班级优化大师”软件进行学习评价，促进学生“学会学习”

班级优化大师（EasiCare）是针对学生课堂行为优化的游戏化课堂管理工具。它为每一位学生设定了专属卡通角色，通过加减分、随机抽选进行角色升级，配合游戏化的规则、界面及音效，数据可自动记录、归档和计算，亦可一键发送至手机端。教师在课堂中运用“班级优化大师”协助管理班级和对学生的学习情况进行评价，极大提高了学生参与学习的热情，同时解决了课堂氛围差、纪律难管理、学生注意力不集中等问题。把学生分组呈现在大屏幕上，开展团队间竞赛活动，让学生通过团队作战，培养合作意识和集体责任感。

“班级优化大师”评价学习结果可以用丰富多彩的奖励勋章，以及多种类型的自定义奖励形式，学生间互评；教师又可以把它延伸到课后，作业完成情况，课前预习表现，阶段测评成绩等，让学生自评；还可以生成超级数据报表，自动生成学生成长手册等，通过多形式的评价方式，充分调动了学生乐学善学的积极性；督促学生“勤于反思”；提高了“信息意识”素养，全方位促进学生“学会学习”。

（五）利用网络空间开展课后交流进行扩展延伸，培养学生“科学态度和责任”素养

新时代的课堂观是跳出“向45分钟要质量”的狭义课堂观，倡导“向学习过程要质量”的多元、科学课堂观，目的是为了学会终身学习。在课后，利用科技前沿信息或生活现象启发学生实际运用、深化提高，鼓励学生展示个人方案。

例如，学习“光现象”后，在网络学习平台上以“打开灯时，屋内的一切物体都呈现在眼前，而关闭灯之后，就什么也看不见了”这一现象开展小组辩论：“物理的价值和人生的意义”，启发引导学生思考“光”与我们的日常生活息息相关，“物理”与社会发展紧密相联，远到宇宙太空，近到方寸之间，大到卫星飞船，小到芯片技术，都离不开物理学。因此，为了科技进步、祖国繁荣昌盛、自我人生价值实现，从小要立志学习。“种树者必培其根，种德者必养其心”，通过这样的思辨，扩展延伸，使学生们的“科学态度和责任”素养落在了实处。

三、结语

中国科学院院士、工程物理研究院研究生院院长孙昌璞先生在《中小学教材教法》（2019年12期）《研究物质及其运动规律的科学》一文中指出：“物理学是一门实验科学，也是一门崇尚理性、遵循逻辑推理的理论科学。物理学的发展和成就与他所蕴含的科学精神密不可分。科学精神不仅对科学研究很重要，而且在社会生产、日常生活的各方面都是有价值的。”21世纪“科技强国”的创新和发展都是物理教师需要思考的问题，因此在“互联网+大数据”时代，从初中开始将信息技术应用在教学中，培养学生物理学科素养顺应世界教育发展趋势，也是提升国家综合国力的基本保障。