初中科學多媒體組合教學的實踐與探索

◆李冬婷

在信息化的教學環境下，如何有效地實現科學課程與信息技術的整合，值得每位科學教師不斷地思考和探索。以“落體運動”的教學為例，對其中的多媒體組合教學進行實踐和探索，希望能為多媒體教學帶來參考和借鑒。

科學課程標準強調，應注重科學課程的教學與信息技術的整合，利用各種信息技術促進學生的科學學習，創設自主探究、多重交互、合作學習、資源共享等學習環境[1]。也就是說，科學教師需要精心地選擇、組合和設計多媒體，使之帶有明確的目的性和指向性，合理地貫穿在整個教學過程中。只有當多媒體與教學內容建立起有意義的聯系時，才能激發出不同層次的教學功能。本文將結合“落體運動”的教學實踐為例，對其中的多媒體組合教學的特色進行探索和剖析，希望能為優化多媒體組合教學帶來參考和借鑒。

1 多媒體組合教學的理念

“落體運動”是一節研究物體下落快慢現象的科學探究課。本節課采用多媒體組合教學的方式，將現代媒體與傳統媒體融合在整個科學探究的教學過程中，有效地支持課堂從教師中心轉向學生中心，從個體學習轉向小組合作學習，從接受學習逐步走向發現學習的教學轉型[2]。如圖1所示，該節課力圖通過教師的主導活動、學生的主體活動以及教學媒體的運用三個方面的整合設計，在教師—媒體—學生三者之間形成實時的、動態的和生成性的互動關系。

2 多媒體組合教學的實踐

創設情景、導入新課

【圖片展示】蘋果砸重牛頓腦袋的趣味漫畫，引入學習的主題——落體運動。

【教師演示】羽毛、網球、卡片、氣球、木塊、紙巾等物體落體運動的現象。

【學生活動】請學生在黑板上繪制出這些物體的運動軌跡，詢問其他學生這些學生畫得完不完整，很快就發現問題，即未標明運動的方向。

在建立起共同經驗之后，由軌跡的特點歸納出落體運動的共同趨勢，即豎直向下。如圖2中的①②所示。

啟發思考、制造沖突

【思考討論】怎樣的物體下落快？怎樣的物體下落慢？教師在黑板上對學生的觀點進行歸納和分類。如圖2中的③所示。

【板書提煉】

觀點一（亞里士多德）：

重——慢 輕——快

觀點二（伽利略）：與質量無關

【投影講解】邊演示邊介紹亞里士多德和伽利略的觀點，并與黑板上學生的兩種觀點進行比較，引導學生發現自己的觀點正好與科學史上出現的兩種關于落體運動快慢的觀點吻合。

【設問激疑】我們的生活經驗和亞里士多德的觀點比較符合，那是伽利略錯了嗎？對于這兩個科學家，到底該相信誰的觀點呢？

合作探究、解決問題

活動一：鐵球落地的簡單模擬實驗。小組合作演示不同重量的實心鐵球從同一高度下落的現象。然后，教師將各小組的觀察結果進行投影，發現由于人眼觀測誤差的存在，不同小組的觀察結果存在分歧。那該如何消除這種觀測的誤差呢？

活動二：鐵球落地的高空攝影實驗。學生借助由教師提供的數碼照相機，重復剛才的實驗，拍攝落體運動的過程。然后，教師通過電腦慢放的軟件，比較兩鐵球落地的實際情況。從落地的時間記錄顯示，還是重的鐵球先落地。

【教師總結】從剛才兩個實驗來看，結果都是支持亞里士多德的觀點。

協作交流、信息共享

【設疑過渡】難道真的是伽利略錯了嗎？伽利略到底是憑借什么理由，才敢對亞里士多德的觀點提出與事實經驗相反的觀點呢？

【啟發思維】教師揭示支持伽利略觀點的強大工具——邏輯推理（思想實驗），借助黑板演示伽利略的推理過程。

【思考討論】伽利略如此嚴密的邏輯推理，為什么實驗的結果與理論的預測不一致呢？到底是什么因素在干擾？

歸納總結、拓展提升

【播放視頻】學生觀看在月球的真空環境下做落體實驗的視頻，發現不同重量的物體會同時下落。這一實驗是提供支持伽利略觀點的事實證據。

【歸納總結】由于空氣阻力的存在，影響物體下落的快慢。所以伽利略后來對原先的假說進行修正，得出新的結論：在真空中任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。

【拓展提升】幻燈片呈現科學家對伽利略觀點的拓展實驗，了解目前關于落體運動科學發展前沿的動態研究成果。

3 多媒體組合教學的探索

實現傳統與現代媒體的互補，優化多媒體的組合教學 本節課將傳統媒體與現代媒體組合使用，收到取長補短、優勢互補的教學效果。

首先，現代媒體豐富的表現力和重現力，可以彌補傳統媒體技術方面的不足。尤其是視頻、錄像、動畫等現代教學媒體，可以在短時間內重現演繹宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變等學生難以親身經歷的科學現象和過程，起到“籠天地于形內，觀古今于須臾”的效果[3]。比如在研究真空環境中的落體現象時，由于實驗條件的限制，往往無法讓學生在課堂中親歷和見證這一實驗結果。此時視頻的使用不僅可以有效地突破時空的瓶頸，而且可以增強學生的替代性體驗。

其次，傳統媒體特有的開放性和生成性，可以彌補現代媒體推演方面的不足。特別是像黑板、實物、模型等傳統教學媒體的使用，不僅有助于捕捉學生的注意力、呈現思維的過程，而且能提供豐富的表象、構成活躍的“思維場”[4]。比如利用實物動態的演示結合黑板靜態的描繪方式，學生就能很直觀地總結出落體運動的規律。還比如，在研究落體運動快慢與物體重量大小的關系時，教師利用板書將不同學生的觀點進行顯現化和對立化，不僅有助于暴露學生的前概念、制造認知沖突，而且有利于引發學生的討論和爭辯，深化對問題的認識。

發揮多媒體的技術優勢，創新科學探究的實踐活動 本節課充分發揮了多媒體的技術優勢，對科學探究過程進行了優化和創新。自從多媒體信息技術入駐科學課堂以來，使得科學探究活動更加趨向多樣化和科學化。尤其是一些數碼音像器材、文字編輯軟件、傳感器、數據庫等數字化媒體的普及應用，一方面為實驗數據的采集、處理和分析提供了理想的環境和資源，為解決問題提供了有效的外部支持；另一方面，這些技術也使得原先科學實驗中某些不易測量、不易觀察的細微變化，得到全方位、立體化的詮釋和演繹，極大地降低了科學探究的難度，提高了科學探究的精度。

比如在研究落體運動的實驗中，由于鐵球下落的速度之快，使人眼無法準確辨識不同重量的鐵球下落的先后順序。為了克服因人眼觀測而帶來的誤差，本節課就巧妙地將數碼照相機的攝像功能與電腦的慢放軟件結合使用，對鐵球落地的每個瞬間加以比較和分析，使得科學探究的結果更加科學和嚴謹。最重要的是，學生在運用這些信息“集成”工具的過程中，不僅提升了對科學工具和技術的掌握能力，而且提高了信息加工處理和合作交流的能力。

調整多媒體的使用主體，促進課堂教學的師生互動 本節課通過增加學生使用多媒體的機會，有效地促進了課堂的師生互動。在以往的科學課堂中，教師往往是教學媒體的使用主體，因此在很多時候會將信息技術的功能降級為僅是用來輔助教師教學的直觀演示工具，而掩蓋了教學媒體所具有的諸如啟發探究、認知加工、評價交流等多方面的教學功能。如果教師適時地弱化使用多媒體的權力，將更多使用多媒體的機會讓給學生，有時候可能會產生意想不到的教學效果。特別是在信息化的教學環境下，學習者與媒體的互動，會影響學習者通過媒介的其他互動活動[5]。

比如在這節課中，科學教師通過組織學生上黑板繪制落體運動的軌跡，指導學生利用數碼相機改進落體運動的實驗，組織學生利用投影儀匯報小組實驗探究的成果等活動，都可以更好地引發探究者的認知沖突、質疑反駁、自我反思，從而將探究的內容引向深處，加速教學內容與學生認知結構的融合。這種教學媒體使用方式的設計策略，不僅可以讓更多的學生表達觀點、討論交流、共享信息。同時也為教師評價學生的觀察能力、語言表達能力、合作交流能力，提供了可視化的操作性支持。

創設多媒體的問題情境，促進科學知識的意義建構 本節課借助多媒體創設問題情境，有效地促進學生對科學知識的意義建構。尤其是教師將啟發式的教學理念融入多媒體教學中，適時地設計啟發性問題來引導學生思考，設置探測性問題來暴露學生的前概念，穿插激勵性問題來引發學生質疑辯論。同時，在學生與多媒體進行互動的過程中，教師會留給學生足夠的思考空間來探索消化，強調思考的過程而不急于告知答案，利用媒體技術強化學生動手動腦的能力，從而讓科學探究的過程真正成為學生自主發現、合作探究和自我建構的過程。

比如在引導學生利用數碼攝像機來探究鐵球的落體運動的活動中，教師通過設置“伽利略在比薩斜塔上做了什么實驗，反駁亞里士多德的觀點”“以伽利略當時的實驗條件，在這么短的時間內，他憑什么判斷兩鐵球是同時落地的”“既然無法消除人眼的誤差，那該如何來改進實驗呢”等問題鏈，循循善誘、因勢利導，自然而然地促使學生帶著問題進入探究的情境，激發學生利用技術解決問題的探究欲望，增加學生體驗科學探究實踐的樂趣。

綜上所述，“落體運動”這節課通過將傳統媒體與現代媒體優勢互補，把學生作為多媒體的使用主體，以多媒體的問題情境啟發思維，有效地實現了科學探究的優化和創新，加強了課堂中的互動交流，促進了科學知識的意義建構。在整個教學過程中，既發揮了教師的主導作用，又充分地體現了學生的主體性，實現科學課程與多媒體的有效整合。

[1]教育部.初中科學課程標準[S].北京:北京師范大學出版集團,2011:56.

[2]戴曉娥.信息技術對課堂教學的影響[J].中國電化教育,2013(2):93-97.

[3]蔡鐵權,姜旭英.科學課程與教學研究[M].杭州:浙江教育出版社,2008:239.

[4]王以寧.教學媒體理論與實踐[M].北京:高等教育出版社,2007:44.

[5]王陸.信息化教育研究中的新內容:互動關系研究[J].電化教育研究,2008(1):11-21.