教育数字化资源的创新与应用研究——以初中物理为例

山东省济宁市济宁高新技术产业开发区洸河中学 曹桐运

数字化资源本身包括了图片、视频、PPT等形式，在形式和内容上都远比传统模式的教学资源更加丰富和充实，但这也意味着想要最大化地运用数字化资源，教师就必须投入更多的精力去将它研究透彻，才能够体现出数字化资源走入课堂教学的教学价值。

一、物理教育中数字化资源的创新建设

（一）建设数字化学习平台

就目前而言，我国在教育方面推动数字化和信息化的改革已经有较长的一段时间了。但是从客观的角度来判断，大多数教师对于数字化资源的运用仍然显得过于粗糙，无非就是将原本在教材上的内容转换成PPT，只是在数字化资源和传统的教学用具之间做了一个平替转换，而更加深层次的教学理念却没有发生改变，在运用了数字化资源后，所带来的最大的改变只是教学用具的不同，对于课堂教学质量的提升，以及课堂教学效率的提升等方面所带来的影响几乎可以忽略不计，甚至会因为对数字化资源粗糙且不当的运用手法，让学生学习起来更加疲劳。因此教师必须客观地认识到数字化资源的优势，将数字化资源转化为学生日常的学习资源，并借此来转变学生的学习思维。

教师可以通过建立学习网站的方式来完成数字化学习平台的构建。该数字化学习平台的主要功能就是为学生提供丰富的数字化资源，其中包括了各大物理名师对于初中物理知识的详细讲解的视频、能够帮助学生加深物理认知的电子书籍以及各种新奇的物理实验视频等，甚至还能够帮助教师整理自己在课堂教学当中所使用过的课件，或者是记录自己的实时教学视频。该数字化学习平台的主要目的就是帮助学生获取到更多利于自己提升物理知识水平的数字化资源，而且该学习平台还能够提高学生的创新思维，可以让学生根据自己在该学习平台上的体验，来向教师进行反馈，帮助教师对当下的物理课堂教学进行调整，综合整理自己对于数字化资源的理解以及学生对于学习的需求，进而能够采取更为科学客观的方式，去合理地使用数字化资源来提升初中物理课堂教学的质量。除此之外，通过建立一个资源丰富的学习平台还可以提升学生在课下进行自主学习的质量，并且还能够通过该平台来进一步提升学生课前预习和课后复习的质量。

（二）建设虚拟实验教室

实验是物理的生命，也是检验学生物理素养的最佳途径，透过物理实验学生能够更加直接地掌握物理的相关知识，并且能够将所学知识运用于实践过程当中。然而目前我国在实验教学这一方面的重视程度还远远不够，在庞大的学生群体当中，在初中阶段完全没有接触过物理实验的学生比比皆是，即使步入高中阶段，其所能够接触的物理实验的种类，以及开展物理实验的频率，也远远不能满足学生物理学习的正常需求。初中阶段的物理教育就是要引导学生建立物理学习的思维，激发学生对于物理学习的兴趣。初中阶段的学生对于新事物的探索热情是非常充足的，但是在传统的教学模式下，教师很少能组织学生进行探索类教学活动，一些正式的学习活动，大都与考试挂钩，这就让很多学生给初中物理打上了枯燥、难学的负面标签。因此对于初中物理教育来说，如何提高物理实验教学的比重以及提升学生物理实验的体验，是当下的关键。

学校在实验教学方面的顾虑无非就是实验器材的丰富度以及学生开展实验时的安全问题，在数字化资源融入初中物理课堂教学之后，就可以利用这一优势来建立虚拟实验教室。在完成了学习平台建设的基础上，运用实验视频、图片和相关的实验理论来帮助学生全面地认知所要开展的物理实验。最后可以让学生利用数字技术进行一次虚拟实验，让学生能够通过这种仿真的实验模式，获取到不逊色于在真实的物理实验室下进行物理实验的体验。除此之外更重要的是，建设了虚拟实验室之后，对于那些以往只能够在理论上实现的物理实验，也可以通过虚拟平台来重新展现在学生面前，而不只是停留于理论学习层面，甚至在讲解到一些难以理解的物理难题和一些较为抽象的物理原理的时候，教师同样可以利用虚拟实验室来引领学生进行详细的拆解和分析，使得学生的理论学习和实践能力可以获得同步增长，提升了知识的转化率，加深了学生对物理的全面认知。

（三）建立全新的教学评价体系

在初中物理教育当中引入了数字化资源之后，无论是课堂教学的内容还是课堂教学的形式，都已经与传统的教学模式截然不同，那么也就意味着传统教学模式当中所采取的教学评价方式和标准当下已经不再适用，教师必须重新建设一套适用于数字化课堂教学的教学评价体系，去客观地评价学生在全新教学模式下的教学体验以及他们的物理素养的提升，只有统一收集了这些关键的数据，教师才能够对当下的教学内容和所使用的教学方式进行有针对性地调整。

首先是除了对最基本的理论知识的理解和学习之外，还必须增添对学生实践能力的考查，再通过数字化资源调整了初中物理的教学模式之后，使学生能通过所建立的数字化平台和虚拟实验教室来深入地强化自己的物理实验能力，教师就可以结合学生的实际操作来判断学生是否能够学以致用，并从中分析学生在物理学习上存在的不足，然后再予以针对性的指导，让学生能够迅速地查漏补缺。

其次是对物理文化的学习。受传统教学模式的影响，大多数学生在学习初中物理知识的时候，会倾注于物理公式或者是物理基础知识的学习，而忽略了物理文化方面的学习，他们缺乏对这些物理知识进行追根溯源以及了解该知识从发现到完善的过程。所以为了能进一步提升学生的物理核心素养，应当针对物理知识的文化背景方面的学习进行考查，学生除了要能运用这些物理原理之外，还必须知道这些物理原理是由哪位物理学家发现的。

最后则是考查学生的知识迁移能力。很多学生在物理思维上较为固化，只要他们所遇到的事情脱离了实验的表现，很多学生就很难用自己所学习过的物理知识去分析，导致了他们解决问题的能力不足。所以教师可以通过设立情境或者是设立实验项目的方式去考查学生的知识迁移能力，让学生能利用自己的物理知识提出解决问题的方案，然后通过实践来验证自己的想法是否正确，通过上述方式来帮助学生将课本上的内容转化为自己的知识。

二、物理教育中数字化资源的具体应用

（一）采用小组学习，提升教学效率

像初中物理这样非常看重学生实践能力的学科，过分地偏重理论教学，又或者是学生在被动的情况下接受教师所传达的知识都不能取得很好的教学效果，学生必须在学习的过程当中保有自己对于知识的思考。因此在实际的教学当中，教师必须给学生留出足够的自主探索空间，让他们能够针对所学习的知识进行进一步的探索。

为了能让学生逐渐掌握课堂教学的主动权，最好的选择就是将学生化零为整，分成若干个学习小组，每个小组的成员由3—4人组成，教师可以通过学生日常的学习表现，以及他们对于物理学习的认知，挑选出在物理学习上水平较为优异的学生担任小组的组长，通过组织学习小组来逐渐分化教师在课堂上所掌握的主动权，而且以小组的形式开展学习有助于班级的管理。在小组组长的带领下，学生能够有序地完成教师的教学安排。例如在开展实验教学的时候，教师可以先教授每个小组的组长，引领他们了解实验的具体步骤，以及对各个仪器的操作方法，再由小组组长去辅导小组的成员，这样教师就可以节省大量的时间，学生也就能有充足的时间去完成物理实验，教师只需要在学生出现明显错误或者是仍然对物理知识有所困惑的时候进行补充和解答，整体的课程效率就会得到提高。

（二）运用生活情境教学，优化教学内容

在初中阶段学生对于物理的了解和认知基本还处于一个入门的阶段，他们需要去自主寻找物理的学科规律，才能够摸索出适合自己的物理学习方法。而学生在摸索一项自己不了解的事物的时候，往往会在初始阶段代入自己所熟知的事物作为参照物，去寻找两者之间的共同点和差异，借此来加快自己对新事物的学习速度。教师可以利用学生的这一认知特点，主动地为他们提供学习上的参照物，帮助学生降低理解抽象物理知识的难度，也进一步优化教学内容，让学生利用自己的生活经验和学习经验，能独立理解自己所学习的物理知识并产生新见解。

因此，教师可以运用生活情境教学法来优化教学内容。首先，数字化资源本身就是将视频资源或图片资源等素材转化为生活情境创设的素材，在声音图像的加持下进一步创设出高质量的生活情境；其次，通过创设生活情境可以有效地培养学生的物理思维能力，在实际教学的过程中，教师可以通过融入一些生活中的物理现象来让学生进行分析解读，从而锻炼他们用物理知识和思维能力去解读生活中的这些物理现象；最后，可以让各学习小组尝试着用生活中常见的器材来重现一些物理现象，如用纸杯和绳子制作传声筒、用放大镜点燃树叶等。将学生所学习的物理知识与生活进行紧密联系，提升物理知识的实用性价值，激发学生学习物理的兴趣。

（三）设置个性化的物理作业

受传统教学观念的影响，很多教师所布置的物理作业大多形式单一，经常是让学生以刷题的方式去巩固在课堂上所学习的知识。而在已经完成了数字化学习平台搭建的前提下，学生已接触了非常丰富且多样化的物理学习资源，再沿用以往传统单一的作业形式与他们当下的学习节奏不符，会影响到学生物理学习的体验。再者学生对于物理的学习理解能力是存在较大差异的，想要充分锻炼他们就必须根据他们当前的学习层次来布置作业，才能取得好的效果。因此，教师可以结合数字化资源去探索作业的个性化，一来可以从多个角度去考查学生的物理学习能力，二来也能进一步推动学生的自主能动性，让他们灵活运用物理知识去解决问题。根据这一物理作业的设计理念，可以结合数字化资源的建设成果来设计以下的物理作业。

一是物理实验作业。结合一体化教学的模式，教师可以在实验作业的完成人数上进行调整，可以建立个人作业和团队作业，由完成作业的人数来调整作业的内容，要求学生能够通过虚拟实验教室来验证自己的实验方案，又要求学生能够在真实的物理实验室当中完成整体的实验流程。整体作业分为方案设计、虚拟验证、实际操作以及撰写实验报告等步骤，可以细致且全面地考查学生对所学物理知识在实验方面的运用和理解，并且更加注重学生实践能力的提升。

二是原理解析作业。该个性化作业设计的理念是来自课堂教学所使用的情境教学法，在传统的物理作业当中，大多都是教师给出条件，让学生根据物理的公式来计算数值，或者是判断物理现象的发生等，而原理解析作业则是要求学生根据当前发生的物理现象来进行逆推导，推理出发生该现象之前该物体所经历过的物理变化过程，并且要搭配公式和相关的原理来验证自己的说法。这种逆推导的作业能够考查学生的知识迁移能力，打破了教材上对物理知识限制的框架，要求学生能够真正地运用物理知识去解答所遇到的物理现象。

三、结语

综上所述，在现代教育体系当中，想要能够最大化地运用数字化资源来提升课堂教学的质量和效率，就必须要同步建设能够支撑数字化资源的教学体系，包括网络学习平台和虚拟实验教室等。以数字化资源为核心来建设教学体系之后，才能够在此基础之上去探索更加新颖且多元化的教学资源的应用方式，也能够更加客观地判定哪种应用方式更加合理高效，并且可以提高学生的适应能力，让他们能够适应这样高效运用数字化资源进行教学的节奏，改变他们的学习方式和理念。