從互動(dòng)出發(fā)

　　互動(dòng)課程是以問(wèn)題為導(dǎo)向，利用計(jì)算機(jī)的模擬、仿真功能以及互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展自主探究和學(xué)習(xí)的新型課程。它借助用JAVA等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編制的互動(dòng)課件，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)活動(dòng)的支架，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和實(shí)踐能力，使學(xué)生的探究活動(dòng)無(wú)論在深度和廣度上都能超越局限于具體實(shí)驗(yàn)的水平。高中物理互動(dòng)課程是信息技術(shù)與物理課程整合的一種方式，其根本目標(biāo)在于提高教學(xué)效益，構(gòu)建以學(xué)生為中心的課堂，通過(guò)在課堂；教學(xué)中充分發(fā)揮信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)作為教學(xué)的資源來(lái)源和認(rèn)知工具的作用，促進(jìn)教學(xué)目的、內(nèi)容和方式向新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求轉(zhuǎn)變。
　　
　　一、高中物理互動(dòng)課程的操作程序
　　
　　1．提出問(wèn)題：即引入新課。一般來(lái)說(shuō)，引入新課要營(yíng)造學(xué)習(xí)氣氛和問(wèn)題情境，設(shè)疑激趣，形成學(xué)生穩(wěn)定的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，或者診斷學(xué)生掌握情況，展示學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)。互動(dòng)課程要求在此基礎(chǔ)上，提出需要研究的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，并將求知欲轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
　　2．引導(dǎo)討論：教師引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度對(duì)所要研究的問(wèn)題進(jìn)行討論，運(yùn)用已有的經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題的相關(guān)因素進(jìn)行整理和分析，并大膽猜測(cè)可能的情況，提出初步的研究方案。教師和學(xué)生再對(duì)這些方案進(jìn)行分析和論證，結(jié)合所運(yùn)用的互動(dòng)課件，確定研究方案。
　　3．合作探究：根據(jù)學(xué)生情況，以2～4人為單位，形成研究小組。學(xué)生以研究小組為單位，根據(jù)方案，利用互動(dòng)課件開(kāi)展探究活動(dòng)。不同的小組承擔(dān)的探究任務(wù)應(yīng)是整合性的任務(wù)，而不應(yīng)是疊加性的任務(wù)，即任務(wù)需要各小組協(xié)同之后才是完整的。小組內(nèi)部的學(xué)生分工應(yīng)有所側(cè)重，相互配合，共同完成任務(wù)。學(xué)生通過(guò)這種合作學(xué)習(xí)，逐漸形成充滿活力的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)。教師在學(xué)生探究過(guò)程中，起到監(jiān)督，指導(dǎo)和服務(wù)的作用。
　　4．成果交流：由于各小組探究的任務(wù)具有整合性，只布充分交流各小組的探究成果，才能形成對(duì)問(wèn)題的完整認(rèn)識(shí)，因此在各小組探究活動(dòng)結(jié)束后，需進(jìn)行研究成果交流。學(xué)生在交流中，進(jìn)一步加深對(duì)物理現(xiàn)象和過(guò)程的理解，進(jìn)而形成概念，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建立合理正確的物理表象。
　　5．歸納演繹：根據(jù)學(xué)生探究的成果，教師和學(xué)生一同歸納總結(jié)，得到所研究問(wèn)題的結(jié)論，形成對(duì)問(wèn)題的正確認(rèn)識(shí)。這時(shí)還需對(duì)結(jié)論進(jìn)行演繹，討論概念和規(guī)律運(yùn)用的更大范圍和特殊條件。通過(guò)歸納演繹，學(xué)生對(duì)知識(shí)有了更為全面和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，能將其比較順利地組織到知識(shí)結(jié)構(gòu)中，從而獲得進(jìn)一步發(fā)展。
　　6.鞏固練習(xí)：通過(guò)應(yīng)用訓(xùn)練，加強(qiáng)記憶與理解，促進(jìn)知識(shí)遷移。訓(xùn)練時(shí)，可以通過(guò)讓學(xué)生做思考題、練習(xí)題的方式進(jìn)行，也可以之后再使用互動(dòng)課件進(jìn)行學(xué)生自主的拓展探究，通過(guò)更深層次的探究活動(dòng)促進(jìn)對(duì)物理現(xiàn)象、過(guò)程、概念和規(guī)律的理解。
　　7．學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)：在應(yīng)用訓(xùn)練時(shí)學(xué)生已經(jīng)做過(guò)思考題或練習(xí)題，在此可以運(yùn)用概念導(dǎo)圖來(lái)對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。教師將評(píng)價(jià)內(nèi)容中的核心概念或相關(guān)概念挑選出來(lái)，或者讓學(xué)生根據(jù)理解找出核心概念或相關(guān)概念，要求學(xué)生按照概念圖的制作步驟完成概念導(dǎo)圖。教師隨后出示事先制作好的標(biāo)準(zhǔn)圖，對(duì)學(xué)生概念圖中所反映的知識(shí)點(diǎn)的掌握質(zhì)量進(jìn)行粗略評(píng)分。學(xué)生也可以依照標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。學(xué)生可以按照小組的形式使用計(jì)算機(jī)合作制作概念導(dǎo)圖，也可以不使用計(jì)算機(jī)，個(gè)人用紙筆繪制概念圖。
　　8．發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：?jiǎn)栴}教學(xué)不僅始于問(wèn)題，還要?dú)w于問(wèn)題。學(xué)生經(jīng)過(guò)上述教學(xué)程序后，不僅要理解所學(xué)的內(nèi)容，還會(huì)產(chǎn)生新的問(wèn)題。新問(wèn)題可能是學(xué)習(xí)內(nèi)容的必然聯(lián)想，可能是學(xué)習(xí)內(nèi)容在實(shí)際生活中的體現(xiàn)，也可能是學(xué)生的突發(fā)奇想。新問(wèn)題可以以教師教學(xué)結(jié)束的存疑問(wèn)題提出，但最好是學(xué)生自己提出問(wèn)題，可為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)埋下伏筆。
　　
　　二、高中物理互動(dòng)課程的實(shí)現(xiàn)條件
　　
　　1．互動(dòng)課程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，讓學(xué)生自主，合作、探究學(xué)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中擁有思維和活動(dòng)的時(shí)間和空間，容易產(chǎn)生成就感，從而取得較好的教學(xué)效果。教師要相信學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，相信學(xué)生有主動(dòng)尋求知識(shí)的愿望，相信學(xué)生有相應(yīng)的學(xué)習(xí)能力，幫助學(xué)生盡快適應(yīng)互動(dòng)課程教學(xué)方式，保證學(xué)生在課堂上自主探究的時(shí)間。
　　2．教師應(yīng)以系列教學(xué)問(wèn)題的形式引導(dǎo)學(xué)生利用互動(dòng)課件開(kāi)展探究活動(dòng)，準(zhǔn)確把握學(xué)生所探究問(wèn)題的體系，熟悉學(xué)生形成概念和掌握規(guī)律的思維過(guò)程，在此基礎(chǔ)上做出符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)設(shè)計(jì)。教師應(yīng)當(dāng)給學(xué)生提供互動(dòng)課件，而不應(yīng)讓學(xué)生花費(fèi)時(shí)間在網(wǎng)上搜索資源。教學(xué)設(shè)計(jì)中要考慮學(xué)生可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，允許學(xué)生出錯(cuò)，并積極鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑。
　　3．在學(xué)生運(yùn)用互動(dòng)課件開(kāi)展探究活動(dòng)的同時(shí)，教師要加強(qiáng)指導(dǎo)，幫助解決各種技術(shù)上的問(wèn)題，適時(shí)給出課件操作指南，不可放任學(xué)生“自由發(fā)展”。要保證學(xué)生的活動(dòng)始終緊緊圍繞需要解決的問(wèn)題展開(kāi)。在引導(dǎo)學(xué)生討論和學(xué)生交流探究成果的時(shí)候，教師要關(guān)注每個(gè)學(xué)生．對(duì)學(xué)生提出的各種問(wèn)題、方案和探究結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真的分析和評(píng)價(jià)，讓學(xué)生感受到自己的思想和勞動(dòng)的價(jià)值，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
　　4．由于互動(dòng)課件大多是互聯(lián)網(wǎng)資源，所以每個(gè)合作探究小組(2～4人)應(yīng)裝備一臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連接的計(jì)算機(jī)，上課地點(diǎn)最好選在網(wǎng)絡(luò)教室。如果不具備網(wǎng)絡(luò)教室，也可以利用多媒體教室(裝備一臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的計(jì)算機(jī))開(kāi)展師生合作探究。
　　5．互動(dòng)課程在促進(jìn)學(xué)生理解和發(fā)展思維能力的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力，所以應(yīng)使用一些體現(xiàn)學(xué)生能力的問(wèn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面測(cè)評(píng)，比如實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)問(wèn)題、物理過(guò)程分析說(shuō)明問(wèn)題、閱讀理解問(wèn)題等。
　　6．要實(shí)施互動(dòng)教學(xué)，教師需要具備一定的信息技術(shù)技能。教師需要掌握計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的一般使用方法，能夠熟練地搜索到合適的教學(xué)資源，能夠正確使用互動(dòng)課件，能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)制作概念導(dǎo)圖。
　　
　　三、應(yīng)用互動(dòng)課件開(kāi)發(fā)互動(dòng)課程
　　
　　物理互動(dòng)課件是物理教學(xué)的好工具，它為師生提供了進(jìn)行復(fù)雜學(xué)習(xí)的教學(xué)手段。圍繞互動(dòng)課件組織物理教學(xué)，構(gòu)建物理互動(dòng)課程，是信息技術(shù)和物理課程整合的一個(gè)方向。高中物理互動(dòng)課程是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，以互動(dòng)課件為學(xué)習(xí)支架，探究物理概念和規(guī)律，發(fā)揮互動(dòng)課件的模擬和人機(jī)交互功能。如果做實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)比較困難，教學(xué)內(nèi)容與互動(dòng)課件又相吻合，而且有適合運(yùn)用互動(dòng)課件的環(huán)境，那么教學(xué)內(nèi)容就不妨設(shè)計(jì)成互動(dòng)課程。
　　
　　1．物理互動(dòng)課件的應(yīng)用原則
　　物理互動(dòng)課件是指用Flash、JAVA、Shockwave等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編制的、具有交互和多媒體特點(diǎn)的物理教學(xué)課件。它和普通演示課件的區(qū)別是，演示課件模擬的內(nèi)容和展現(xiàn)的時(shí)序取決于課件制作者的設(shè)計(jì)，學(xué)生無(wú)法改變和控制課件的內(nèi)容和時(shí)序，信息由計(jì)算機(jī)向?qū)W生單向傳輸。互動(dòng)課件模擬的內(nèi)容和展現(xiàn)的時(shí)序由學(xué)生通過(guò)改變課件參數(shù)來(lái)控制，通過(guò)信息雙向傳輸，與課件進(jìn)行交互。互動(dòng)課件根據(jù)學(xué)生的思維創(chuàng)設(shè)、輸出在不同條件下的結(jié)果，學(xué)生在對(duì)不同的內(nèi)容比較中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，探究規(guī)律，是學(xué)生學(xué)習(xí)疑難、復(fù)雜問(wèn)題的有力工具。物理互動(dòng)課件的使用應(yīng)遵循以下原則：
　　(1)實(shí)驗(yàn)優(yōu)先原則：物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，高中物理教學(xué)擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约胺治龊徒鉀Q實(shí)際問(wèn)題等能力的任務(wù)。雖然利用互動(dòng)課件能夠進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，而且學(xué)生通過(guò)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，可以得到相對(duì)精確的結(jié)論，但物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)和目的并不能因此簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)。在教學(xué)中必須進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，而且真實(shí)實(shí)驗(yàn)優(yōu)先，能做的實(shí)驗(yàn)一定要做，只有當(dāng)沒(méi)有條件進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不明顯，不利于學(xué)生探究時(shí)，或?yàn)榱嗽谡鎸?shí)實(shí)驗(yàn)之后加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解時(shí)，才最適宜運(yùn)用互動(dòng)課件。互動(dòng)課件并不能代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，只是起輔助觀察，輔助講解、輔助分析、輔助探索等作用。
　　(2)互動(dòng)探究原則：這里的互動(dòng)是指學(xué)生與計(jì)算機(jī)、互動(dòng)課件間的互動(dòng)。互動(dòng)課件的優(yōu)點(diǎn)是具有交互功能。只有通過(guò)人機(jī)交互才能發(fā)揮它的長(zhǎng)處。通過(guò)交互，改變互動(dòng)課件的參數(shù)，課件就可以輸出在不同條件下的結(jié)果，使學(xué)生很方便地獲得他所想到的物理過(guò)程。學(xué)生通過(guò)對(duì)這些物理過(guò)程進(jìn)行分析、比較，自覺(jué)地探究物理現(xiàn)象和規(guī)律。正是由于互動(dòng)和探究是互動(dòng)課件的基本特征，它使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷運(yùn)用各種思維方法，進(jìn)而使各項(xiàng)思維能力得到訓(xùn)練和提高。
　　
　　2．互動(dòng)課件的應(yīng)用環(huán)節(jié)
　　(1)應(yīng)用于物理概念的形成環(huán)節(jié)。學(xué)生在形成“物質(zhì)波”的概念時(shí)，可借助“電子干涉”的互動(dòng)課件(http：／／www．exphysics．org／info／info．php?sessid＝&infoid=97)。學(xué)生很清楚宏觀世界中實(shí)物的粒子特性，但很難理解微觀粒子的波粒二象性，難以建立“物質(zhì)波’的概念。由于電子干涉實(shí)驗(yàn)條件不具備，沒(méi)有辦法觀察到電子干涉現(xiàn)象，所以利用互動(dòng)課件是一個(gè)好辦法。學(xué)生通過(guò)改變雙縫的寬度，可以清楚地觀察電子通過(guò)雙縫后擊中的區(qū)域按干涉規(guī)律分布。當(dāng)雙縫變成單縫時(shí)，電子擊中的區(qū)域按單縫衍射規(guī)律分布。學(xué)生通過(guò)探究，能比較直觀地發(fā)現(xiàn)“物質(zhì)波”并非一般意義的波，而是幾率波，從而建立正確的概念(圖1)。
　　
　　(2)規(guī)律的探究環(huán)節(jié)。在研究彈性碰撞的規(guī)律時(shí)，受條件限制，很難由實(shí)驗(yàn)得到彈性碰撞的規(guī)律。利用“彈性碰撞”互動(dòng)課件(http：／／www．exphysics．org／info／info．php?sessid=&infold=58)可以方便地探究得到彈性碰撞的規(guī)律。學(xué)生改變兩個(gè)小球的質(zhì)量和初速度，課件就可以模擬彈性碰撞的情況，并得到碰撞后的速度。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)彈性碰撞動(dòng)量守恒、動(dòng)能不變的規(guī)律(圖2)。
　　
　　
　　(3)科學(xué)方法的體驗(yàn)和運(yùn)用環(huán)節(jié)。在觀察X射線的透視效果時(shí)，學(xué)生直接觀察的機(jī)會(huì)并不多，互動(dòng)課件“X射線”(http：／／www．exphysics．org／info／info．php?sessid=&infoid=111)是一個(gè)很好的補(bǔ)充。學(xué)生拖動(dòng)小窗口即可“看到”X射線的透視效果(圖3)。又如，利用控制變量法實(shí)驗(yàn)探究牛頓第二定律時(shí)，定量實(shí)驗(yàn)難度較大，半定量實(shí)驗(yàn)效果不理想，課件“牛頓第二定律”(http：／／www．exphysics，org／into／info．php?sess id=&infoid=79)是讓學(xué)生體會(huì)、運(yùn)用控制變量法實(shí)驗(yàn)的好途徑。學(xué)生通過(guò)修改實(shí)驗(yàn)參數(shù)可以很好地“控制變量”，進(jìn)而歸納出牛頓第二定律(圖4)。
　　(作者單位：上海市金山中