初中物理探究學習支撐系統研究

◆邢愛艷

(河北省秦皇島市第七中學)

目前的探究性學習系統，總的來說仍然處于基礎階段，大多數的探究學習系統都缺乏對知識的深入研究，同時也缺乏科學性的設計以及利用學習工具進行個性化探究的學習支撐系統，同時更缺乏對教學中抽象知識理解的探究。因此，本文主要結合初中物理教學的教學特征，從電學、力學以及光學三個方面探討了學習活動基礎支撐工具的內容。

一、設計思路與依據

(一)知識點的選擇

進行初中物理學習，并不是每一個知識點都需要用信息化的環境來支撐其進行探究的學習活動，并且不同的知識點的探究活動的支撐方式也存在著巨大的差別。研究表明，滿足下列情況的物理知識點可以選擇用信息化的環境進行支撐:

1.在常規的條件下進行探究時，只能對知識的表象進行認識，但是不能對知識進行更深層次的理解與研究。

2.采用常規的方式進行探究，探究的時間相對較長，因此不能在正常的教學時間內完成探究活動。

3.進行常規的探究，所需投入的成本以及精力較高，或者是進行常規探究，探究的風險較高的知識點。

4.進行常規探究，不能將知識運用到實際的生產、生活中。

(二)學習任務的分析

初中物理的探究性學習活動，主要包含了問題提出、假設與猜想、實驗的設計以及計劃的制定、還有證據的收集以及實驗的分析，等等。對這些探究性學習活動的內容進行分析和歸納，可以將其概括性的分為記憶、分析、觀察、操作與理解等幾個部分。目前，初中物理的學習方式主要有四種，特悶分別是探究、講解、案例釋放以及練習，通過進一步的統計與分析，上述4 種學習方式對各個學習的支撐程度如表1 所示。

(三)支撐方式的選擇

進行初中物理的學習需要通過探究性學習活動的方式進行知識點的學習，主要應該從知識的理解與認識、過程的模擬以及知識在實際生活中的應用三個方面進行支撐。研究表明，在進行信息的獲取時，83%主要依靠視覺的作用，而聽覺的作用在11%左右，嗅覺與觸覺的作用僅僅在6%。但是通過長期的教學統計與研究發現，在進行疑難知識的理解時，單單依靠某一方面的作用是很難達到良好的教學效果的，因此在進行初中物理教學時，最好能夠將觸覺、聽覺以及視覺進行綜合的運用，同時進行探究性學習支撐系統的研究與設計時應該充分的調動這三項感官的作用。目前初中物理的探究性活動的主要支撐形式有協作交流、情境創設、實際應用、資料關聯、駕馭控制、操作模擬以及還原與形象化幾種方式。

二、基礎支撐工具

(一)支撐系統的總體結構

初中物理的探究學習支撐系統主要是又文獻庫、資源庫、題庫、集成工具、人機交互界面等模塊以及光學、力學和電學探究支撐工具所構成，該系統所包含的學習功能主要有拓展應用、深度練習、知識理解、探究學習以及問題的提出幾個部分，其具體的結構如圖1 所示。

初中物理的探究學習活動，不僅需要對知識點進行學習和掌握，同時還應該給學生提供知識綜合運用的環境，因此在該探究的學習熊中，我們主要提出了學習活動的基礎支撐工具，主要包好了電學、力學以及光學三類。

(二)電學

在進行電學的學習時，應該根據知識點學習的需要進行電路的組裝，滑動變阻器、電流表、電壓表以及燈泡等屬性的調節與控制，并且應該快速的進行電路的搭建。應該確保能夠實現自動連接或者是手動連接，同時還應該根據電路中的各個電器元件的屬性進行自動的計算，并進行仿真的實驗現象模擬。

(三)力學

初中物理的力學探究支撐，主要是對力的相互作用力以及與力之間的的關系的理解與認識提供支撐。力是一種抽象的東西，力之間的相互作用力以及力之間的關系就更加的抽象。在進行力學的學習中，力之間的相互作用力以及力與力之間的關系是力學的重點，同時也是教學的難點。在進行力的相互作用力這一知識點的掌握時，不僅需要學生具有良好的理解能力，同時對學生的想象能力與抽象思維能力都提出了較高的要求。因此，為了有效地幫助學生對知識點的理解，除了可以借助虛擬的探究學習軟件以外，還可以通過摩擦力、浮力、滑輪組探究學習的支撐工具輔助學生進行知識點的學習。

(四)光學

初中物理的光學探究支撐工具主要包含了凸面鏡、理想凹、凸透鏡，真實凹、凸透鏡以及三角形介質與方形介質等等仿真元器件。在進行光學知識點的學習時，應該根據知識點的需要搭建相應的光學探究環境，同時應該根據學生實驗的需要對各種光學元件的屬性進行調整。光學的探究支撐工具，不僅能夠給學生提供初中物理中的光學規律，還可以進一步地實現常規實驗不能實現的實驗。

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