基于CTCL范式的初中物理学习资源开发应用——以“光现象”为例

曹广坤

(连云港市城头初级中学,江苏 连云港 222131)

随着教育技术研究的深入发展,以技术为基础优化教学方式与教学内容的研究受到重点关注,部分新的范式由此产生[1].CTCL范式所描述的是以文化(Culture,C)视角为基础,有机结合技术(Technology,T)、学习内容(Content,C)、学习者(Learner,L)所形成的全新的教育技术学范式,综合分析学科知识要点、学生心理状态以及人工智能技术等,按照学生实际心理状态优化学习过程[2].将CTCL范式应用于初中物理学习资源的开发与应用中,增强学生对初中物理学习内容的兴趣,提升教学质量.

1 基于CTCL范式的初中物理学习资源开发流程设计

根据图1可知,基于CTCL范式的初中物理学习资源开发大致可分为三个主要环节,分别是:(1)学情分析环节.该环节的主要内容包括前概念分析与本土测查,主要目的是获取同初中物理学习内容相关的前概念.(2)学习资源开发环节.该环节的主要内容包括明确需求、确定形态、确定目标、设计框架、精细设计与制作,主要目的是基于学情分析结果,开发适合初中学生群体学习的初中物理学习资源[3].(3)教学实验检验环节.该环节的主要内容包括前测、教学干预与后测,主要目的是将所开发的初中物理学习资源设定为自变量,将教学实验过程中的前测结果同后测结果间的差值作为因变量,利用教学实验检验过程,分析所开发的初中物理学习资源在实际应用中的效果与不足,并依照教学实验检测结果的反馈,完善初中物理学习资源[4].

图1 基于CTCL范式的初中物理学习资源开发流程

2 初中物理学习资源开发的具体应用——以“光现象”为例

2.1 学情分析环节

教学问题的针对性分析是保障教学活动效果的基础.基于CTCL范式的初中物理学习资源开发与应用,需注重初中物理学习的学情分析,其中学生的前概念分析较为关键[5].前概念所描述的是学生在学习前已经形成的概念,前概念可在学生的日常生活中直接获取,准确的前概念可为学生初中物理学习行为提供认知基础,而错误的前概念将对学生的学习造成消极影响.

以“光现象”为例,针对此知识点的前概念调查过程中,主要分析学生对光的运动状态以及光的运动条件等内容的了解情况.调查结果显示,大多数学生的前概念中,光的运动是需要一定条件的,而少部分学生的前概念中,在光源运动的条件下光也会随之运动.而通过书本内容的了解后,部分学生还是对于光持续处于运动状态下这一理论持怀疑态度.这表明,学生在判断光是否处于运动状态时更依赖于自身的主观视觉感知.针对这一问题,在基于CTCL范式的初中物理学习资源开发过程中,需着眼于改变学生对于自身主观感知的依赖性,并借助相应技术帮助学生了解主观视觉感知.表1所示为初中物理“光现象”学习过程中的部分前概念.

表1 初中物理“光现象”学习过程中的部分前概念

2.2 学习资源开发环节

2.2.1确定学习资源开发目标

CTCL范式作为全新范式存在,在当前初中物理教学过程中具有重要应用价值,其在实际教学过程中既注重学生对于所学内容的准确认知,同时还注重学生在实际物理学习过程中的心理变化,具有较高的应用价值.教师在开发与应用基于CTCL范式的初中物理学习资源时,要准确分析理解初中物理教材内容,明确教学需求,并以此为出发点,确定学习资源开发的目标,进行教学资源的设计与制作.“光现象”在实际初中物理教学中的课程规范性描述如表2所示.

表2 光现象在初中物理课程内的规范性描述

需要注意的是,表2内的“内容要求” 就是“光现象”实际教学中的学习目标.

2.2.2精细设计学习资源

基于CTCL范式的初中物理学习资源精细设计过程,需基于学生的前概念及其形成的主要原因,明确学习资源开发目标,根据该目标进行学习资源的精细设计.实际学习资源开发过程中,精细设计环节既要设计教学资源中所要传授的教学内容,同时还要设计教学过程中教学资源的应用模式,因为这两者之间具有紧密相关性,在实际教学过程中,仅分析教学资源的好坏并不具备实际意义,学习资源与对应的应用模式在实际的教学情境中相互支撑,才能发挥预期教学效果.基于CTCL范式的初中物理学习资源精细设计过程大致分为四个步骤,分别如下.

第一步:设计约束空间,在该空间内让学生仅根据较为模糊的视觉信息,错误地分析物体的运行情况,让学生感受且了解到在一定的环境条件下,人类的主观视觉感知是有可能出现错误的.

第二步:让学生了解在分析长时间稳定运动过程中的物体以及处于高速运动状态的物体,人类视觉感知具有较为显著的局限性,同时对比光束运动与水流运动,提出“光持续处于高速、稳定的运动状态”这一设定,同时通过实验的方式验证这一设定.

第三步:教师可利用相关技术改善人类视觉感知的局限性问题.让学生了解光在大气环境中的实际运动情况,通过高精度的感官经验改变学生原有的错误观念,让学生获取正确的光运动知识.

第四步:基于以上三个步骤的设计、素材采集与内容录制等过程,通过Camtasia Studio软件完成初中物理光运动教学资源视频的处理,获取最终可使用的教学资源.

2.3 教学实验检验环节

作为一种新型的教学资源,基于CTCL范式的初中物理学习资源在初中物理教学的实际应用依旧处于探索阶段,任课教师在实际教学过程中需具备不断测试与完善的意识,持续探索教学过程中产生的各项问题,并研究针对性的解决方案,由此提升初中物理教学质量.

教学实验检验过程的具体描述如下:

(1)将学生平均分为两个组别:实验组和对照组.在相同环境与条件下对两个组别的学生实施前测,分析学生在“光的运动”方面的前概念.

(2)针对实验组,采用本文开发的学习资源及对应的教学模式完成物理课程教学;针对对照组,利用常规教学方法完成物理课程教学.两个组别学生的学习内容与学习课时一致,教学课程由同一位教师完成.

(3)在相同环境下对两个组别的学生实施后测.后测内容主要为教学过程对学生的相关概念的转变情况,防止后测结果受机械记忆的影响,通常情况下可将后测过程设定在教学内容完成一周后开展.

(4)统计前测与后测过程所得结果,并进行相关分析,获取教学实验检验结论.

学习资源的开发最终目的是应用于学生的实际教学,提升学生的学习质量.文章以“光现象”为例,研究基于CTCL范式的初中物理学习资源开发应用,设计了初中物理学习资源开发流程,由此开发的学习资源既可以提升学生在初中物理学习过程中的体验感,还能够激发学生对于物理课程学习的兴趣,增强学生的动手能力,加深学生对于光现象相关知识的理解深度.