用信息技術(shù)支撐初中物理智慧教育的案例設(shè)計(jì)

楊聆允　鐘永江

當(dāng)前，我們正處于信息技術(shù)飛速發(fā)展的全球化時(shí)代。在當(dāng)今這種全球化和網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代背景下，信息技術(shù)支持教學(xué)不僅是一種教育理念，而且是一種全新且必須的教育實(shí)踐探索。隨著第四次教育革命的深入推進(jìn)，信息技術(shù)對(duì)教育教學(xué)的影響越來(lái)越大，對(duì)各學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)方法、教學(xué)模式都有著重要影響。智慧教育有別于傳統(tǒng)教育，是用智慧的方式培養(yǎng)有智慧的人的一種新型教育理念和方法。初中物理是初中基礎(chǔ)課程之一，在智慧教育理念的指導(dǎo)下，利用信息技術(shù)手段提高初中物理的教學(xué)效率是物理課堂改革的目標(biāo)和必然結(jié)果。

智慧教育

“智慧教育”是近幾年來(lái)教育界熱議的一個(gè)話題。時(shí)任中央教科所副所長(zhǎng)田慧生教授認(rèn)為：“智慧不能像知識(shí)一樣直接傳授，但它需要在獲取知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中由于教育的細(xì)心呵護(hù)而得到開啟、豐富和發(fā)展?！敝腔劢逃墙逃囊环N過(guò)程、一種境界。在智慧教育中，教師應(yīng)該是充滿教育智慧的，課堂應(yīng)該是智慧的課堂，管理應(yīng)該是智慧的管理。智慧教育的真諦是以教師的智慧激發(fā)學(xué)生的智慧潛能，不只關(guān)注學(xué)生的知識(shí)、技能、分?jǐn)?shù)，更關(guān)注學(xué)生的未知世界，學(xué)生生命的智慧。智慧教育是一種最直接的、幫助人們建立完整體系的教育方式，其教育宗旨在于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的智慧、協(xié)助學(xué)生發(fā)展自己的智慧、指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用自己的智慧、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造自己的智慧。其最重要的價(jià)值在于幫助學(xué)生建構(gòu)一種前所未有的具有自我組織、自我進(jìn)化、自我完善、自我構(gòu)建、自我發(fā)展，具有獨(dú)特個(gè)性的完整的集成智慧體系。

智慧教育要求在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，所有參與的主體都是智慧的。教師要擁有智慧教育理念，從學(xué)生角度出發(fā)，作為引導(dǎo)者、幫助者促進(jìn)學(xué)生智慧的發(fā)展。學(xué)生在智慧教師的指導(dǎo)下，在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中勇于探索、大膽創(chuàng)新，極大地促進(jìn)個(gè)人智慧發(fā)展。智慧教育是有生命的、真正關(guān)懷人的發(fā)展的教育。智慧教育不再是枯燥乏味的傳授，而是讓整個(gè)教育有了生機(jī)、有了活力，學(xué)生在智慧教育中可以彰顯個(gè)性、協(xié)作探究、發(fā)明創(chuàng)造。智慧教育并沒(méi)有忽略知識(shí)教學(xué)，而是將知識(shí)轉(zhuǎn)化、升華，將其轉(zhuǎn)化為能力，進(jìn)而升華為智慧。

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，教師正在越來(lái)越多地利用各種信息技術(shù)手段輔助教育教學(xué)。利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生自主探究、讓學(xué)生在信息技術(shù)手段支持下參與學(xué)習(xí)過(guò)程、利用信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)分析評(píng)價(jià)等教學(xué)方式正符合智慧教育的理念。因此，信息技術(shù)必然對(duì)智慧教育有重要的支撐作用。

初中物理智慧教育

初中物理學(xué)科注重學(xué)生的科學(xué)思維、動(dòng)手能力和邏輯思維，比如怎樣用學(xué)到的知識(shí)解釋生活中的問(wèn)題，怎樣用科學(xué)的邏輯發(fā)現(xiàn)生活中的奧秘。在智慧教育理念的指導(dǎo)下，我們希望學(xué)生通過(guò)對(duì)初中物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，提升自身的邏輯思維能力、探究推理能力、協(xié)作能力以及解決生活中實(shí)際問(wèn)題的能力。

目前，在基礎(chǔ)教育課程改革的要求下，初中物理學(xué)科的課程教學(xué)方法、課程目標(biāo)、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)等均發(fā)生了深刻的變化。課程教學(xué)方法正在由傳統(tǒng)的灌輸式課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)培養(yǎng)；課程內(nèi)容由原來(lái)的單一性、確定性逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿蝿?wù)性、情境性和開放性；學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)地接受學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地探究合作學(xué)習(xí)。然而，在實(shí)踐層面，中學(xué)物理課堂教學(xué)仍是側(cè)重于“教”，對(duì)知識(shí)探究和學(xué)生自身的學(xué)習(xí)體驗(yàn)關(guān)注較少；在理論層面，傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法主要從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，定量研究較少。

要想在智慧教育中培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，讓學(xué)生有智慧，就要改變傳統(tǒng)的教育理念，重視學(xué)生的主體地位，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，提倡個(gè)性化學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究、積極探索，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，讓學(xué)生通過(guò)探究實(shí)踐去感受知識(shí)，掌握知識(shí)。首先，在智慧教育理念的指導(dǎo)下，需要利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境，以提出問(wèn)題或布置任務(wù)等來(lái)激發(fā)學(xué)生興趣，讓其主動(dòng)探究；其次，教師需要引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與教學(xué)過(guò)程，不只是單向地“教”，更需要激發(fā)學(xué)生自己提出想要研究的問(wèn)題，尋找和掌握分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，主動(dòng)探究或者尋求他人的合作；再次，教師應(yīng)要求學(xué)生主動(dòng)對(duì)過(guò)程進(jìn)行反思、總結(jié)，并對(duì)學(xué)生的探究過(guò)程進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)主動(dòng)發(fā)展，這正是新時(shí)代人才需要具備的能力，也正是智慧教育的特點(diǎn)。

信息技術(shù)支撐下的初中物理智慧學(xué)習(xí)

物理學(xué)科是初中教育中主要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運(yùn)用規(guī)律的自然科學(xué)。但是物理課堂教學(xué)有一個(gè)“先天的缺陷”：物理課程研究的對(duì)象是整個(gè)自然世界的客觀規(guī)律，而我們教師、學(xué)生的大部分時(shí)間都被束縛在教室內(nèi)，無(wú)法實(shí)時(shí)與自然界密切接觸。在遇到一些物理情境時(shí)，教師的講授則表現(xiàn)得無(wú)能為力。相比之下，信息技術(shù)的表現(xiàn)能力幾乎不受這些限制，它在物理教學(xué)中的表現(xiàn)力主要有動(dòng)畫模擬、實(shí)景重現(xiàn)、應(yīng)用軟件三種方式。此外，信息技術(shù)還有一個(gè)豐富的資源——互聯(lián)網(wǎng)。在中學(xué)物理課研究或描繪的物理場(chǎng)景中，有相當(dāng)一部分不僅不方便在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)，而且學(xué)生在生活中也很少有機(jī)會(huì)見到。而針對(duì)這樣的情況采用智慧教育的形式，效果則相當(dāng)好。因?yàn)殡S著技術(shù)的進(jìn)步，信息技術(shù)的表現(xiàn)能力幾乎是無(wú)限的，有限的只是物理教師對(duì)信息技術(shù)的掌握程度。除了豐富的表現(xiàn)力，我們還可以利用豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源為物理課教學(xué)服務(wù)。信息技術(shù)使物理課的教學(xué)效率、課堂質(zhì)量產(chǎn)生了一次巨大的飛躍。

案例設(shè)計(jì)

《眼睛和眼鏡》教學(xué)設(shè)計(jì)

本案例是吉林省長(zhǎng)春市第103中學(xué)劉志強(qiáng)老師在智慧教育理念的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)完成的，并已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中。

1.教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)課是人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第三章《透鏡及其應(yīng)用》第四節(jié)的內(nèi)容。眼睛是人體的重要器官，把眼睛作為一種像照相機(jī)那樣的光學(xué)儀器，深入淺出地向?qū)W生介紹眼睛的成像原理、眼疾的原因及矯正方法，使其主動(dòng)養(yǎng)成科學(xué)用眼的習(xí)慣，使學(xué)生獲得一些實(shí)際知識(shí)，了解大自然的美妙與和諧。

眼睛是凸透鏡成像規(guī)律內(nèi)容的拓展，眼鏡是日常生活中常用的光學(xué)儀器。學(xué)生通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能感覺(jué)到物理知識(shí)與日常生活實(shí)際的聯(lián)系是非常緊密的，感受到“物理是有用的”，從而激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。

2.教學(xué)對(duì)象分析

八年級(jí)的學(xué)生年齡在14～15歲，好奇心強(qiáng)，具有較強(qiáng)的求知欲望，勇于探究自然現(xiàn)象及日常生活中的物理學(xué)原理。他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了凸透鏡的成像規(guī)律及其在生活中的應(yīng)用，對(duì)于建立眼睛的物理模型有一定的基礎(chǔ)。這節(jié)課的主要任務(wù)是認(rèn)識(shí)眼睛的結(jié)構(gòu)、成像原理，了解近視眼和遠(yuǎn)視眼的特點(diǎn)、成因及矯正方法。因?yàn)閷W(xué)生在生理課及日常生活中對(duì)這些知識(shí)都有一些接觸，所以接受起來(lái)較簡(jiǎn)單，難點(diǎn)在于讓學(xué)生能從物理的角度了解近視眼的成因及矯正。

3.教學(xué)目標(biāo)制定

知識(shí)與技能目標(biāo)：了解眼睛的構(gòu)造；知道眼睛是怎樣看清近處物體和遠(yuǎn)處物體的；學(xué)習(xí)近視眼和遠(yuǎn)視眼的特點(diǎn)、成因及矯正方法。

過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)探究能力，增強(qiáng)其創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力；通過(guò)信息技術(shù)與學(xué)科整合實(shí)現(xiàn)有效課堂。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：關(guān)注透鏡在生活中的應(yīng)用；通過(guò)矯正視力的學(xué)習(xí)，進(jìn)行眼睛保健教育；擁有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活的意識(shí)。

4.教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：正常眼睛是怎樣看清近處物體和遠(yuǎn)處物體的。

難點(diǎn)：近視眼、遠(yuǎn)視眼成因及矯正的探究過(guò)程。

5.教學(xué)過(guò)程

課前：

學(xué)生復(fù)習(xí)之前學(xué)過(guò)的平面鏡、凸透鏡、凹透鏡的成像原理；自主探究家里照相機(jī)的使用方法，尤其是變換鏡頭焦距時(shí)的成像規(guī)律；自主上網(wǎng)查找眼球的基本結(jié)構(gòu)和成像原理；有條件的學(xué)生可找到近視眼鏡與遠(yuǎn)視眼鏡，探究鏡片形狀結(jié)構(gòu)。

課上：

①引課。教師利用計(jì)算機(jī)技術(shù)回顧展示照相機(jī)照相調(diào)節(jié)過(guò)程。學(xué)生通過(guò)觀察回顧進(jìn)行總結(jié)。

設(shè)計(jì)意圖：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化、直觀化。

②眼球的基本結(jié)構(gòu)以及成像的原理。教師利用計(jì)算機(jī)展示眼睛結(jié)構(gòu)的圖片，提出問(wèn)題：眼睛是怎樣看見物體的？并介紹眼睛的晶狀體與角膜共同作用相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡、視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏這一知識(shí)。學(xué)生結(jié)合眼球的構(gòu)造圖觀察思考后回答。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)觀察以及思維的延伸，學(xué)生初步了解眼睛看見物體的原理。

③正常眼睛的調(diào)節(jié)作用。教師通過(guò)小實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生猜想、分析正常眼睛如何調(diào)節(jié)才能看清近處或遠(yuǎn)處的物體。學(xué)生利用自制水透鏡進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，探究眼睛是如何將遠(yuǎn)近不同的物體都能成像在視網(wǎng)膜上的，小組合作實(shí)驗(yàn)探究。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能初步體會(huì)到眼睛的調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)再利用信息技術(shù)進(jìn)一步演示晶狀體薄厚變化對(duì)光的折射影響，就能達(dá)到錦上添花的作用，更能體現(xiàn)信息技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的作用。

④近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正。教師提供多媒體環(huán)境，讓學(xué)生分組模擬探究近視眼和遠(yuǎn)視眼，以及進(jìn)行矯正實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分小組討論、設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，組內(nèi)總結(jié)歸納，探究結(jié)果。

設(shè)計(jì)意圖：利用探究實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和發(fā)散思維能力，利用信息技術(shù)進(jìn)一步展現(xiàn)近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正的過(guò)程和原理，使本節(jié)課的難點(diǎn)得以順利突破。

智慧反思

眼睛是人體最重要的器官之一，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的天然光學(xué)儀器。它是我們看到外界美麗景象的窗口，是我們心靈的窗戶。筆者在這節(jié)課中深入淺出地向?qū)W生介紹眼睛的成像原理，近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因及矯治方法，同時(shí)在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生注意用眼衛(wèi)生和保護(hù)視力，體現(xiàn)了新課標(biāo)的以人為本，以及從生活走向物理、再?gòu)奈锢碜呦蛏畹慕逃砟睢?/p>

筆者在設(shè)計(jì)這節(jié)課時(shí)，努力把握學(xué)生主體，以學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)計(jì)問(wèn)題、制作課件引導(dǎo)，力求使學(xué)生通過(guò)自己的努力達(dá)到學(xué)會(huì)知識(shí)的目的。首先，筆者通過(guò)課件演示照相機(jī)的原理，激發(fā)學(xué)生興趣，引起學(xué)生對(duì)自己視力的關(guān)注，調(diào)動(dòng)學(xué)生了解自己眼睛的積極性，從而很快進(jìn)入正題，這種引課的效果既有利于活躍學(xué)生的思維，也方便知識(shí)的過(guò)渡。其次，關(guān)于人眼對(duì)遠(yuǎn)處物體、近處物體都能看清是由于晶狀體的厚薄在發(fā)生變化的這個(gè)問(wèn)題，筆者不是在講臺(tái)上給出口徑相同的兩個(gè)凸透鏡，要學(xué)生找出它們的薄厚、焦距、折光能力等有什么不同，而是利用課件，換用不同焦距的凸透鏡使光屏上出現(xiàn)清晰的像，從而引導(dǎo)學(xué)生思考人眼對(duì)遠(yuǎn)、近物體都能看清的原因是晶狀體在調(diào)節(jié)。

另外，關(guān)于近視眼和遠(yuǎn)視眼的矯治，筆者一方面引導(dǎo)學(xué)生分析光路圖，利用他們所學(xué)過(guò)的知識(shí)尋找解決的辦法；另一方面，用課件模擬以上兩種眼病的矯治，能使學(xué)生印象更深刻。本節(jié)課設(shè)計(jì)中的最大特點(diǎn)是盡可能將一些內(nèi)容利用信息技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生既有理性的思維，又有感性的認(rèn)識(shí)。