信息技術：物理教學的催化劑

宋天明

一、現(xiàn)代信息技術環(huán)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(xié)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(chuàng)設情境、啟發(fā)思考、自主探究、協(xié)作交流、總結評價和拓展提高六個環(huán)節(jié)。其應用研究結合實例《自由落體運動》設計如下。

1.創(chuàng)設情境

情境是認識產生的土壤。教師利用現(xiàn)代信息技術創(chuàng)設現(xiàn)實問題情境,設置探究問題,激發(fā)學生的探究動機和學習動機。學生進入教師創(chuàng)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(lián)系物理知識思考并猜想問題答案。

2.啟發(fā)思考

教師出示涵蓋當前教學知識點的啟發(fā)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(wǎng)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(jiān)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(guī)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(jù)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(guī)律。

4.協(xié)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(fā)言形式展開討論,共享學習資源與信息,在協(xié)作中交流解決問題的情況。教師為學生提供協(xié)作交流和問題解決的工具,同時對學生如何開展協(xié)作、如何面對小組成員的分歧等協(xié)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(xié)作交流。提供計算機和投影設備,分組討論、交流發(fā)言、指導,并參與交流。

(2)學生發(fā)言交流。發(fā)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(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)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(guī)律,校正學生知識自我建構中的不足。回應授課之初的蹦極問題,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(fā)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(chuàng)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(wǎng)上交流。幫助學生建立物理與實際生活的聯(lián)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(xiàn)代信息技術環(huán)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(chuàng)造性被充分調動。教師利用現(xiàn)代信息技術創(chuàng)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(xiàn)代信息技術的作用

教學研究實踐表明,現(xiàn)代信息技術在該教學模式中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

1.促進學生的學習方式發(fā)生改變。主要變化體現(xiàn)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(lián)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(xiàn)給學生,為學生的學習提供了學習環(huán)境,增強了對學生思維興奮點的刺激。如在實際教學中,創(chuàng)設情境、創(chuàng)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(chuàng)造過程,是探究中非常重要的環(huán)節(jié),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(xiàn)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(xù)探究。有的物理實驗由于怕發(fā)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(tǒng)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(tǒng)計。探究性學習采用小組協(xié)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(tǒng)課堂中結果無法共享的問題,同時節(jié)約了畫圖表的時間。

6.呈現(xiàn)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(xiàn)。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(jù)、挑出邏輯錯誤、指出解釋中脫離證據(jù)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

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