信息技術：物理教學的催化劑

宋天明

一、現代信息技術環境下探究性物理教學模式

探究性教學模式是高度概括的一種教學模式,其主要針對課程標準中認知目標和情感目標的達成。采用探究性學習策略進行教學設計,通過對教學目標中有關知識點的認真思考、主動探究和協作交流,使學生更好地達到課程標準關于認知目標和情感目標的要求,是學生通過多種解難釋疑嘗試活動,將自己所學知識應用于解決實際問題的一種主動學習方式。該教學模式通常包含創設情境、啟發思考、自主探究、協作交流、總結評價和拓展提高六個環節。其應用研究結合實例《自由落體運動》設計如下。

1.創設情境

情境是認識產生的土壤。教師利用現代信息技術創設現實問題情境,設置探究問題,激發學生的探究動機和學習動機。學生進入教師創設的情境并在教師的引導下形成學習的心理準備,產生探究興趣。教師以生活實例中蹦極的錄像引入新課,播放錄像的同時提出問題:蹦極是自由落體運動嗎?學生觀看錄像,聯系物理知識思考并猜想問題答案。

2.啟發思考

教師出示涵蓋當前教學知識點的啟發性問題,學生探究解決這些問題的過程就是主動、高效、有意義地完成當前學習任務的過程。教師對學生如何解決問題、如何完成當前的任務、運用何種學習工具或學習資源、如何運用工具和資源、如何處理在探究過程中遇到的新問題等學習策略給出建議和指導。學生分析問題,思考初步方案,形成行動計劃。

(1)探究自由落體概念。教師提出問題:歷史上人們是如何研究、認識自由落體運動的?究竟什么樣的運動是自由落體運動?

(2)教師提供學習策略指導:計算機和網絡是探究的工具和資源。組織學生討論研究方案、指導學生實施方案,幫助學生了解人們對自由落體運動的認識過程,總結自由落體概念。

(3)學生設計研究方案、具體實施尋找問題答案。

3.自主探究

教師提供認知工具,監控學生的學習過程,提供學習資源進行方法等的指導。學生利用相關認知工具收集信息或多層次嘗試和展開探究活動。

(1)探究自由落體運動的性質和規律。教師給出提示:我們知道自由落體運動是直線運動,那么它是勻變速直線運動嗎?如果是,加速度是多大?方向如何?

(2)學生根據已有知識及研究提示討論研究方案,實施方案,通過探究總結自由落體運動的特點和規律。

4.協作交流

在自主探究的基礎上,學生在學習小組或班內以個人發言形式展開討論,共享學習資源與信息,在協作中交流解決問題的情況。教師為學生提供協作交流和問題解決的工具,同時對學生如何開展協作、如何面對小組成員的分歧等協作學習策略加以指導,在需要時組織并參與學生的交流。

(1)教師組織協作交流。提供計算機和投影設備,分組討論、交流發言、指導,并參與交流。

(2)學生發言交流。發言、討論、記錄,內化知識、掌握學習方法、形成知識的意義建構。

5.評價總結

教師點評學習情況、概括總結教學知識點。通過師生互動以彌補學生知識自我建構中的不足。學生的學習活動有討論與反思、自我評價與相互評價。

(1)教師從關注實際生產生活現象、發現問題、提出問題、提出假設、設計實施方案、動手能力、分析能力、合作表達交流能力等方面點評。利用Excel設計評價表,快速完成自我評價與相互評價。

(2)總結自由落體運動的規律,校正學生知識自我建構中的不足?；貞谡n之初的蹦極問題,形成知識的意義建構。

6.拓展提高

教師出示拓展遷移的問題情境,讓學生應用所獲得的知識解決具體問題或完成某個作品。學生用自己的語言解釋概念,進行知識的內化;學生對新知識進行遷移并生發出新的推論,舉一反三,觸類旁通;學生用所學知識解決實際問題并有所創新。

教師引導學生完成估測高度、估測時間、估測重力加速度的拓展,將設計方案放在網上交流。幫助學生建立物理與實際生活的聯系,解決實際問題,用生活中的物理知識鞏固課堂中的物理知識。

這種現代信息技術環境下探究性物理教學模式中,學生動腦思考,動手實踐,積極探究,愉快合作,學生的積極性、主動性、創造性被充分調動。教師利用現代信息技術創設情境、設疑、引導點撥、提供學習資源、總結評價提高等,達到了課程標準關于認知目標和情感目標的要求。

二、現代信息技術的作用

教學研究實踐表明,現代信息技術在該教學模式中發揮著舉足輕重的作用。

1.促進學生的學習方式發生改變。主要變化體現在從強迫式學習轉換為自我要求的學習,從知識的并列性、片段性學習轉換為融合性、關聯性學習,從書桌上的學習轉換為實踐力、行動力的體驗性學習,從以記憶為中心的學習轉換為研討學習方法的學習,從固有體系的學習轉換為對應生活主題的學習。

2.教師的教學工具。信息技術與學科課程整合,將信息技術作為教學工具和手段融合到學科課程中,改善了教學手段,提高了教學效果。教師的教學超越時空,豐富多彩的信息資源呈現給學生,為學生的學習提供了學習環境,增強了對學生思維興奮點的刺激。如在實際教學中,創設情境、創設輕松和諧的討論氛圍,支持“教師指導、小組討論、小組交流”的教學方式等。

3.學生的認知工具。學生可以作為主體運用信息技術進行自主學習,更好地豐富原有的認知結構。

4.對物理實驗的支持。物理實驗是一個創造過程,是探究中非常重要的環節,直接影響到探究的結果。信息技術對實驗所用到的知識技能的支持主要表現在建立實驗知識庫上,這個知識庫可以提供探究過程中所需要的相關知識和技能,如基本的概念、原理、公式和儀器的使用、安全注意事項等。探究過程中遇到困難時也可以打開知識庫學習,學習后再繼續探究。有的物理實驗由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失,對學生提出較多的限制,由此可以采用計算機模擬實驗儀器和虛擬實驗。如“仿真物理實驗室2.0”虛擬電學實驗就是一種輔助傳統實驗的良好方式,它可以將原本抽象的內容形象化、具體化。

5.教學評價和實驗結果的記錄、計算與統計。探究性學習采用小組協作的形式開展。每個小組可以利用Excel、Word等工具設計表格,對教學評價和實驗的結果進行記錄和計算,解決了傳統課堂中結果無法共享的問題,同時節約了畫圖表的時間。

6.呈現學習結果。學生在經過探究學習后,學習成果可以借助文字、圖形、動畫等工具軟件來實現。將學生的成果在全班展示,激勵其情感。學生之間互相對各自的結論提出疑問、審查證據、挑出邏輯錯誤、指出解釋中脫離證據的地方,或者就相同的觀察提出不同的解釋。最終,學生解決彼此觀點中的矛盾,形成知識的意義建構。

參考文獻

[1]何克抗.吳娟.信息技術與課程整合[M].北京:高等教育出版社.2007.

[2]張仁賢.探究學習 認知課堂[M].天津教育出版社.2008.

[3]李芒.現代教育技術在教學中的運用策略與實踐[M].天津教育出版社.2008.