信息技术环境下的高中物理教学改革【信息技术与高中物理实验探究课整合的策略】

　　 摘 要：以“自主探究式教学”为理论依据，探讨了信息技术与高中物理实验探究课整合的模式，提出7个环节：回顾历史，切入主题；创设情景，明确任务；自主探究，感知任务；互助协作，完成任务；科技应用，回归生活；练习反馈，知识巩固；科学足迹，课堂延伸，并认为信息技术与物理课程整合后的优势，体现在5个方面：形象性，自主学习，个性化教学，增强交互性，学习延续性。
　　 关键词：自主探究式教学；信息技术；课程整合
　　
　　 高中物理是一门应用性、综合性很强的学科，很多知识需要学生通过实验探究来获取感性认识。但由于实验条件的限制，有些知识在现有的条件下无法进行演示实验；有些知识即使做了演示实验，由于内容抽象，学生还是感觉难以理解。借用信息技术可以形象生动的模拟实验过程，以弥补教材的不足。
　　 信息技术与学生“操作”情境相结合，能够激发学生的学习兴趣。人的思维是从动作开始的，对具体的事物进行形象思维，需要创设“操作”情境，让学生多动手、多观察，思维才会随之展开。信息技术最大的优越性就是能制作出多种动画式课件，并恰到好处地应用到课堂中，让学生有一种亲手参加操作的感觉。教学中初步探索了物理实验探究课与信息技术整合的策略，现以“电磁感应的产生条件”为例阐述这一类课与信息技术整合的模式。
　　 这一类课的最佳学习环境是多媒体网络教室，学生可利用教师设计的教学软件自主学习，学习中的问题可通过网络向教师或同学提问，并进行网络对话。教学设计的理论指导为“自主探究式教学”。
　　 一、“自主探究式教学”的理论基础与构建
　　 “自主探究式教学”以建构主义“学与教”理论、建构主义“学习环境”理论、建构主义“认知工具”理论为主要理论依据。
　　 建构主义“学与教”理论强调以学生为中心，要求学生由知识的被动的接受者和灌输对象转变为信息加工的主体。建构主义的教学理论则要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生的帮助者、促进者。
　　 建构主义“学习环境”理论认为，学习者的知识是在一定情境下，借助于他人的帮助，如人与人之间的协作、交流、利用必要的信息等，通过意义的建构而获得的。理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。
　　 建构主义“认知工具”理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学习进程，应更多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术。认知工具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。
　　 那么在建构主义理论的指导下，如何运用现代信息技术来构建新型的现代教学模式呢？经过教学实践和教改实验，其结构示意图如下：
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　　 二、以“自主探究式教学”为理论依据的信息技术与课程整合的教学过程
　　 （一）回顾历史，切入主题
　　 教师通过一段简短的电磁感应发展史回顾，直接进入探究的主题。学生通过观看简短的网页视频，对探究的问题产生浓厚的兴趣。由于配合了声音与图像的变换，立即调动起了学生学习的兴趣，为探究的开展奠定了良好的情感基础。
　　 （二）创设情景，明确任务
　　 在学生产生了浓厚的学习兴趣的基础上，教师利用Flash课件回顾奥斯特实验，再演示利用手摇发电机使小灯泡发光的实验。引导学生思考问题：电流既然能产生磁场，那么能不能利用磁场来产生电流呢？Flash课件的应用不仅形象生动，而且效率高，容易集中学生的注意力。与此同时，通过演示实验把疑问抛出让学生作科学猜想，学生感到兴味盎然。对问题的思考、猜想也使学生明确了学习的任务。
　　 （三）自主探究，感知任务
　　 由于传统教学实验条件限制，学生的学习缺乏主动性，无法真正参与进来，教学效果自然也不理想。在此，教师利用仿真物理实验室即可实现师生的共同参与。
　　 由于仿真物理实验室的应用不仅克服了仪器不足的问题，而且真正做到了人人动手、参与研究，学生积极性、主动性非常高，很自然地进行讨论，参与探究。而交互式的Flash课件，不仅形象地重复了实验过程，而且由于磁感线的给出，使基础较差的学生也容易参与探究，有话可说。
　　 （四）互助协作，完成任务
　　 通过自主探究的学习，学生从感性到理性上掌握了知识的发生过程，接着教师先让相邻的学生组成小组，相互讨论，再引导学生在小组讨论的基础上，在BBS讨论模块中发表自己或本小组实验的结果。组织学生思考、讨论，在此过程中，教师自身也参与到学生的讨论和问答中，加以积极的引导，并最终由学生自己归纳概括出电磁感应的概念及产生条件。
　　 由于以BBS为讨论平台，不仅让学生学会与他人分享实验成果，而且可以让一些比较内向的同学也有了发挥的空间，甚至可以师生互相探讨、辩驳，使课堂探究氛围更加浓厚。另外，让学生动脑动口，由学生自己总结规律，培养了学生主动探索的学习习惯和学习能力。
　　 （五）科技应用，回归生活
　　 教师以网页的形式呈现电磁感应在生活中的应用，让学生感知法拉第的发现给人类带来的巨大贡献，同时理解发电机的工作原理。
　　 由于以网页的形式呈现使得知识相对比较形象、生动，让学生意识到学习电磁感应主要是因为它在生活中的广泛应用，开辟了电气新纪元，从而较好地实现了学生从理论到实际的转换。
　　 （六）练习反馈，巩固知识
　　 理论知识的学习通过前面几个环节已完成，将所学的理论知识真正转化为学生内在的应用能力，评价是必不可少的环节。让每位学生能根据自己的能力选择适合自己的评价练习，使每个人都能感受到成功的喜悦，在此前提下教师应该分层次设置评价练习。
　　 借助多媒体网络教室分发资料的便利，教师向学生分发基础评价、能力评价两种练习。相同的是都有基本理论性的题目，不同的是基础评价以直接性选择为主，能力评价以思考性选择、文字表达为主。两种评价练习的最后都有详细的题目解析，完成练习后，学生可以自我校对。
　　 通过这样的方法，高效率地巩固知识，同时也培养了学生理解图像的能力，从而巩固难点，将学生对知识的应用能力引导到一个更高的水平。题后的解析可以帮助学生养成自我评价学习效果的习惯。
　　 （七）科学足迹，课堂延伸
　　 课堂的学习时间是有限的，学生在课堂上总有一些不能解决的问题。利用网络资源可以将学习延伸到课堂之外，通过网络的学习不受时间和空间的制约。
　　 为了便于有需要的学生再次利用多媒体课件学习，教师可以将本节课的学习课件上传于学校网站。在学习的过程中，学生如果发现新的问题，可在学校网站的物理互动论坛中与老师、同学交流，同时教师还可以引导学生用网络搜索引擎获取资料，自主解决问题。
　　 课后的学习培养了学生刻苦钻研的精神；论坛的交流讨论可以共享智慧，拓展思维；网络搜索引擎获取资料，培养了学生处理加工信息、解决问题的能力。
　　 三、以“自主探究式教学”为理论依据的信息技术与课程整合的优势
　　 以“自主探究式教学”为理论依据进行的信息技术与物理课程整合，从教学过程看真正改变了教学结构和教学模式。变教师“主讲”为“主导”，变学生“被动”为“主动”，变媒体“教具”为“学具”，从而达到真正意义上的分层教学和个性化教学，具体的优势体现在以下五个方面：
　　 （一）整合使物理教学手段更加丰富、形象、有效
　　 信息技术使教学图文并茂，知识以丰富多彩的形式表现出来，能够克服传统物理教学中语言描述具有的不确定性、文字说明比较抽象乏味、实验演示只能给学生以结论的缺陷，有利于激发学生的学习兴趣。学生有了观察的媒介，激发了学习兴趣，充分发挥出自身的主动性，促进学生的有效参与，培养学生自主探究、分析比较、合作交流的能力。
　　 （二）整合突出了学生的主体性，体现了自主学习
　　 “自主探究式教学”中自主探究、互助协作的学习环节，突破了教育环境的时空限制，解决重点、突破难点。利用仿真物理实验室及计算机模拟实验过程的交互式Flash课件，给学生充足的时间，让学生动手操作、观察，进行理论提升，学习的进程由学生把握。实践证明，这样的处理使难点成为学生学习的兴奋点，课堂上学生在思考中、在讨论交流中相互启迪，充分感受发现知识的快乐。学生真正成为学习的主人，落实了新课程标准倡导的让学生进行自主、探究、合作学习的理念，有效实现三维目标，学生学得既灵活又实在。
　　 （三）整合能真正落实因人施教的教学原则，实现个性化教学
　　 传统的课堂教学由于空间和时间的限制，只能是一份练习，一个进度。利用了一人一机的便利，教师提供难度不同的评价练习，学生根据自己的能力进行选择。对于进度快的学生，教师提供相应的网页浏览，进行知识拓展，让学生充分展现个性，在知识输入的同时，强调知识输出，课堂思维活跃，巩固与反馈及时。
　　 （四）整合使物理教学更具开放性，增强了交互性
　　 传统教学中的交互大多体现在课堂上的讨论和问答中，受到空间和时间的限制，往往在课后就没了交流，课堂教学缺少延续性。教师充分利用网络资源，在一定程度上打破了这种限制，而且学生的表达欲望也增强了。尤其对于一些不擅长口头表达的学生来说，论坛发帖的形式为他们提供了机会，而且由于在网络上具有一定的隐蔽性，不少学生敢于大胆发表自己看法，少了一些顾虑。
　　 （五）整合能拓展教材内容，增加教学容量，实现学习的延续性
　　 传统教学中学生在课堂上不能解决的问题，在课后大部分由于学习条件的限制成为永久性的问题。把多媒体课件上传于网络后，学生可以在家反复地学习，通过论坛与老师、同学交流把问题解决。而且互联网上丰富的教学资源不仅能够使学生有效地拓展教材内容，拓宽知识面，而且教学内容具有时代性，与学科发展保持同步，且能轻松实现跨学科的知识交融，实现学习在新层面上的延续。
　　 四、以“自主探究式教学”为理论依据的信息技术与课程整合的思考
　　 以“自主探究式教学”为理论依据进行的信息技术与物理课程整合，在教师观、学生观、学习观和评价观上均体现了独特的见解和主张，具有新颖而丰富的内涵，有利于培养学生科学探究能力、信息处理能力和自我评价能力，养成科学态度和科学精神、协作精神。同时有利于促进教师建立先进的教育教学理念、改进落后的教学方法和教学手段、重新构建新型的教学模式。但在实践过程中，也遇到了前所未有的困难和障碍，主要表现在：交流活动是在BBS这个平台上进行的，受技术条件和学生处理文档能力的限制，交流活动遇到一定的困难，学生文字录入比较慢，这就影响到了课堂教学的效率。教学带有松散性、不确定性、难控制性，教师对教学中可能会出现的情况要有一定的预见性，教师必须对教学信息资源进行精心设计、策划，选择那些能够发挥网络优势的教学内容来进行整合教学。
　　 因此，在实施以“自主探究式教学”为理论依据的信息技术与物理课程整合的同时，要注意多种教学模式和教学方法的运用，充分发挥自主探究式教学模式与传统教学模式的优势互补，使两者相得益彰。
　　 参考文献：
　　 ［1］中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验稿）.人民教育出版社，2003-04.
　　 ［2］张屹，祝智庭.建构主义理论指导下的信息化教育［J］.电化教育研究，2002（1）.
　　 ［3］何克抗.建构主义革新传统教学的理论基础［J］.电化教育研究，1997.
　　 ［4］孙杰远.信息技术与课程整合［M］.北京大学出版社，2002（7）.
　　 ［5］徐红彩.信息技术应用于学科教学的探讨.中小学电教，2002（4）.
　　 ［6］章剑卫.信息技术与课程整合的理论与实践.中国电化教育，2001（8）.
　　 ［7］靳玉乐.探究教学的学习与辅导.北京：中国人事出版社，2002.
　　 ［8］钟启泉.基础教育课程改革纲要（试行）解读.华东师范大学出版社，2001.
　　 （作者单位 上海外国语大学附属宏达高级中学）