基于数字教材的初中物理课堂教学变革实践研究

孙秀杰

关键词：数字教材教育信息化初中物理课堂变革

2018 年4 月13 日，教育部发布了《教育信息化2.0行动计划》，计划要实施数字资源服务普及行动，完善数字教育资源公共服务体系。同年4 月16 日发布了《中小学数字校园建设规范（试行）》，其中明确要求学生要能利用媒体终端进行随时随地的学习、交流和分享，能利用信息技术开展自主学习、合作学习与探究学习。数字教材是以传统纸质教材为蓝本，针对信息化环境中教与学的新需求，利用互联网、数字媒体、大数据等技术，融教材、数字资源、学科工具、应用数据于一体的立体化教材。数字教材是信息时代教育的基础性资源，将数字教材应用于课堂教学是推动课堂教学与信息技术走向深度创新融合的途径。

一、问题的提出

传统的初中物理课堂教学存在以下问题：概念教学因内容抽象概括性强，学生难以理解；实验教学受到时间、空间和现实设备数量的限制，学生动手操作机会少，学生难以充分掌握实验操作方法， 经历实验探究过程。在教育信息化2.0 时代，如何利用数字教材破解线上和线下概念教学、实验教学的难题，促进课堂教学的变革和学生学习方式的变革，提高学生的信息素养和学习兴趣，是广大教师面临的现实问题。

二、基于数字教材的课堂教学变革实践研究

本文以初中物理《磁生电》的新授课为例，基于数字教材资源对磁生电现象及生活中的应用进行讲解，开展课堂教学变革实践研究。

（一）构建数字教材的网络化教师备课和课堂预习

1.课前预判学生困难，理清教师备课和学生预习思路（1）前置任务，查找存在问题教师课前布置微课视频和利用数字教材平台推送网络预习作业，并通过学生答题情况的收集和分析发现问题，使教学决策数据化，确定授课重点和课堂讲解中需要解决的问题。

（2）剖析误点，构建立体思维模型学生在本节课比较不容易理解的是“导体在磁场中怎样运动才是做切割磁感线运动”，让学生利用数字教材资源提前观看磁体周围磁感线分布，提前构建立体思维模型。

2.课中个性化教学，活用数字教材利用数字教材的NOBOOK 虚拟实验室带领学生一起挑选实验器材、设计实验、模拟实验过程，激发学生学习热情。课堂上，教师进行问题式导向，通过视频和图片等数字教材由小组个性化交流、研讨解答。

难点问题则借助丰富有趣的视频音频、动画等数字资源组织小组展示，结合教师点拨拓展学生思维。

3.课后动手实践性作业，巩固学习成果课后动手实践实验。课后，教师为突破传统演示实验的不足，布置动手实践实验作业“巧做风力发电机”，有助于学生发现规律，巩固课堂的学习成果。

限时在线测试，自我反思感悟。通过数字教材的限时在线测试，即时反馈学生掌握知识的情况，发现问题并解决问题。学生对课前正确率低的题目再次进行“回头练”，对比前后答对率的数据，学生的课堂复习效果显著提升。

（二）利用NOBOOK实验室和视频图片，实现数字教材的多元交互应用

1.课前基础预习对于课前基础知识的复习，直接使用数字教材中的文字、图片、磁生电探究实验视频，学生点击直观观看。

教师利用教学平台将数字教材向学生推送，学生即可自主预习。

2.课中重难点讲解对于课堂重难点知识的学习， 教师进行改良设计，根据课堂需要，二次重组教材，在数字教材嵌入教师自助组合图片和PPT 等教学资源， 教师利用教学软件在不同的教学环节中恰如其分地向学生推送，使数字教材成为优化资源。

例如：在数字教材上NOBOOK实验室学生可以自主挑选实验器材，引导学生进行实验设计，模拟实验过程等，学生课前预习过后，教师课堂上教师再讲解学生注意力会很集中，效果更好。可以加速学生对知识的理解，激发学生学习和表达的愿望，发展了思维，提高了能力。

3.课后巩固复习对于课后知识巩固的复习， 教师进行升级改造，即数字教材与生活情景相结合，教师利用教学软件与教学平台的双结合，作为课后作业向学生推送，丰富学生课后复习资源。

例如：课后为巩固教材中磁生电现象的理解，从与现代科技结合的“手摇式手电筒”和“自主发电式的充电鞋垫”通过数字教材上“动圈式话筒”的动画讲解视频，可以让学生由抽象变为直观，理解应用问题，突破难点。

教师巧妙以数字教材多元交互为载体，展现物理智慧课堂，不仅使物理课堂更具个性化的魅力，而且促进了学生物理学科核心素养的培养。

（三）培养实验技能，善用数字教材与物理实验新探索

物理學是一门以实验为基础的学科，把物理的疑难问题利用数字教材与创新物理实验有机结合来解决，学生既透过数字教材产生表象的认知，再通过动手实验、自主探索和合作交流的学习方式，不仅学习技能得到提升，而且利于学生在头脑中形成深层概念。

1.课前实验观课与检测课前，教师根据前面磁现象的基础知识，将数字资源中的演示实验、探究实验剪辑成微课，让学生进行观课。不仅提升学生对数字教材的分析、整理能力，而且让学生在自我评价中学会提出问题。

2.课中小组实验展演课堂上，教师通过数字教材与实验展演相结合，设计了课堂小组实验展演环节。学生亲自动手操作，从旁观者和听众变成了参与者，促使其产生强烈的探索欲望，不仅使课堂变得直观生动，激发学生学习物理的兴趣，而且通过实验展演有利于培养学生的实验归纳、总结能力。

例如：学生对于导体在磁场中做切割磁感线运动时利用实验视频和课后习题中动圈式话筒的视频讲解，学生更容易理解。通过数字教材和实验展演的有机融合，更能激起学生自主学习的愿望，使课堂更立体生动。

3.课后动手实践实验为进一步巩固课堂实验成果，教师设计布置课后动手的实践实验作业。

从废旧电动玩具中取出直流电动机，在原来接电池处接一只额定电压为1.2 伏的小灯泡，快速扭转电动机轴，小灯泡会发光。如果在电动机轴上装一个小风扇，将风扇迎风放置，风扇会带动电机转动，小灯泡发光，这就成为一个风力发电机了。

对照传统的物理作业， 它不仅能培养学生实验探究、总结与评价等学习技能，还能通过对问题全过程的参与与自我尝试，增强学好物理的信心，从而有利于培养独立思考的品质和探索精神，真正领悟到“物理来源于生活，又应用于生活”。

三、实践研究效果分析传统教学中， 学生通过阅读纸质材料预习实验，对于操作烦琐的实验，很难真正理解。本节课利用数字教材进行课前检测诊断， 教师备课更有针对性。利用NOBOOK 虚拟实验室支持学生对实验进行预习和复习，教师课堂讲解、示范操作时将仿真实验与演示实验结合，增强了学生学习的积极性，降低了学生学习难度，更好地满足了学生的操作需求， 帮助学生理解实验原理，提高实验效率。学生的学习方式的多样化，提高了学生的学习效果。同时，教师在备课时必须更新教学理念，进行精细备课，创设有意义的情境，重视过程性评价，探究教育教学规律，这些都可以促使教师的个人成长得到提升。

四、实践研究中存在的问题

（一）目前数字教材版本多样，教材资源不均衡。人教版物理数字教材资源比较多，实用性强。而沪科版物理数字教材资源匮乏，互动功能也比较差。使用数字教材时教师根据需要往往会选择资源比较丰富的人教版物理教材，但是教材内容和沪科版匹配度不高，打击了教师使用的积极性。

（二）数字资源更新不及时，影响教师的使用体验和学生的学习兴趣。教师使用时更倾向于选择时效性强的资源， 更能吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣。而现有的数字资源往往比较陈旧，更新迭代慢。

（三）家长担心过多使用电子产品影响学生身心健康。学生在享受信息化教学带来直观、互动、高效的同时，也受到这些多媒体教学设备对视力健康的影响。在青少年近视问题越发严重且呈现低龄化的形势下，家长更加注意呵护孩子的眼睛，因此对基于数字教材的学习方式产生了担忧。

基于数字教材的初中物理课堂教学变革推动了教学的发展，促进了学生的学习能力，强化了学生的主体地位，数字教材的使用效果普遍接受良好。但是，数字教材作为一种新形态，其应用尚未成熟，面对问题和挑战，我们应该积极面对，加强对基于数字教材的物理课堂教学变革的探索，在实践研究中寻找解决方案。