課改背景下物理教學課件的設計理念與應用

摘 要 新課程的核心理念是“以人為本，以學生發展為中心”，這一理念指導下設計的課件是一種經過開發、整合的學習資源，是一種認知工具，能適應不同學習者的個性特征。課件設計中要遵從科學性原則、開放性原則和創新性原則，有效推動學生學習方式的轉變

關鍵詞 設計理念 設計原則 應用

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Abstract The new curriculum is the core concept of \"people-oriented， student-centered development\"， under the guidance of the design concept is a courseware development through the integration of learning resources， is a cognitive tool that can adapt to different personality characteristics of learners. Courseware design to comply with the \"scientific principle， the principle of openness and innovation principles\" to effectively promotes change the way students learn.

Key words design concept； design principle； application

由于多媒體教學課件具有豐富的表現力，有助于幫助教師在教學中“突出重點、突破難點”而被廣泛地用于課堂教學，成為教師教學和學生學習的必不可少的工具和手段。尤其在物理教學中，利用多媒體技術對物理現象、物理過程、演示實驗、實驗操作等進行模擬的方法，已被物理教師廣泛應用。在新課程改革的背景下，課件設計的理念也應當與時俱進，從“突出重點、突破難點”的知識傳承層面，進一步發展為怎樣促使教師的教學方法轉變和學生的學習方式轉變。

1 課件設計要體現新課程的核心理念

新課程的核心理念就是為了每一個學生的發展，通過培養學生的自主學習的積極性、培養學生的探究意識和培養學生的動手操作能力等來挖掘學生的潛能，從而充分培養學生的創新意識和創造才能。這是一個“以人為本，以學生發展為中心”的理念。①物理教師在進行教學設計時，要考慮的首要問題是“如何培養學生的物理意識，促使學生學會學習，學會思考”，制作出的課件只有既有利于教師教學主導作用的發揮，又有利于學習主體的積極主動發展，才能體現出這一核心理念，為學生積極主動的發展創造一個良好的學習環境和學習氛圍。

在高中物理學科教學中，不能簡單地把教學課件作為輔助教學的演示工具，而是在課程實施中結合使用數字技術去更好地完成課程目標的過程；是把數字技術與方法、人力資源和課程內容有機結合，充分體現學生的主體地位，以“自主、探索、合作”為特征的一種新型教學方式。有效實現學生學習方式轉變的課件應當具有這樣的功能：（1）能促使學生由單純依賴于書本的學習逐步轉變為利用各種資源來學習。課件即是教師按照一定學習理論根據學習內容的要求開發、整合后提供給學生的一種學習資源。它應當在體現教師主導性的同時體現學生的主體性。（2）課件應當成為學生的一種認知工具，或者說是學生探究活動與自主學習的向導，促使學生由記憶式學習轉化為進行意義建構的探究式學習。（3）適應不同個體的個性特征，學生能夠根據自身特點突破傳統的按部就班的線性學習方式，實現跨越式的學習。

2 課件設計遵從的原則

2.1 科學性原則

第一，課件設計不能出現科學性錯誤，不能把錯誤的觀點、概念和原理傳授給學生。第二，課件設計與學生的認知水平相適應。按照皮亞杰的兒童思維發展階段劃分，高中生一般處于形式思維階段。②然而，皮亞杰的研究對象大多取自西歐中產階級家庭的兒童，并不具有廣泛性。我國的史秋橫研究發現在大學一、二年級的學生中，半數以上的學生還處于具體思維階段，他們仍需要借助具體事物或直觀形象進行抽象理論的學習。③我們認為，中學生中的少部分人的認知結構已經處于形式思維階段，而整體則正處于具體思維向形式思維的過渡階段，形式思維是他們的“最近發展區”。教學課件的設計要充分考慮這一因素，使學生在學習中通過不斷的“同化—順應—同化—順應……”的心理操作過程，將“最近發展區”轉化為學生現實的認知結構。第三，模擬實驗的恰當定位。實驗在物理學習中具有重要的意義，模擬實驗在物理教學課件中的應用已很常見。我們要清醒地認識到，模擬實驗不能替代真實的動手實驗。模擬實驗創設出的情景無論怎樣逼真，其作用都是輔助實驗現象的觀察、分析、探索、輔助基本訓練以及輔助實驗的設計。它只能處在輔助的位置。因為科學實驗是實踐，實踐是不可替代的。

2.2 開放性原則

第一，學習內容的模塊化組織。多媒體制作工具良好的集成性、超文本特性，為我們進行學習內容的模塊化組織提供了便利，配以清晰、友好的學習導航系統，師生都能輕松實現不同模塊之間的跳轉鏈接。這種超鏈接結構，能夠突破傳統的按部就班的線性式的教學方式，實現教學信息的靈活獲取，或對教學結構、過程進行重新組合，以適合不同層次的學生和不同教學風格的教師任意使用或修改補充，有利于實施異步教學。第二，協同學習者的探究活動，幫助學習者實現意義建構。做到模擬情景與真實的生活情景有機結合，仿真實驗與實際動手實驗有機結合，需要數據分析時，留有輸入、輸出接口，使學習者能夠從多次探究中進行歸納、總結，完成知識和方法的建構。第三，具有形成性評價的功能。以客觀性試題形式呈現給學習者的練習，通過智能化反饋系統提供及時反饋，學習者能夠及時破除誤解，深化對所學知識的理解。

2.3 創新性原則

創新性原則體現在適應和促使學生實現學習方式的轉變，課件設計更多地關注啟發、引導學生發現新問題、提出新問題，并以超越教材和教師的新途徑、新方法去分析、解決這些新問題或得出具有獨特價值的新結論。一個有助于學生開展問題研究的課件，可以成為課堂核心知識學習與課外研究學習之間聯系的紐帶，能夠帶領學生面向生活、面向社會、超越教材與教師、或者是跨越學科界限去主動探究，以培養學生對知識的整體認識和綜合解決問題的實際能力。④

貫徹創新性原則，還要重視對學生進行科學精神和人文精神的滲透，使求真、求實與求美、求善有機地結合，獲取知識的同時獲得情感、態度、價值觀的體驗。

3 課件設計理念在《庫侖定律學習軟件》中的應用

3.1 軟件概況

軟件使用的開發工具是flashcs3（10.02版本），腳本語言為ActionScript3.0，適用教材版本：人教社全日制普通高級中學教科書（必修加選修）物理第二冊第十三章第一節。軟件將課內核心知識學習與課外延伸閱讀與探究有機結合，兼顧課堂教學與學生自學兩用。

3.2 軟件特點

3.2.1 精選學習資源進行模塊化組織

模塊1：學習目標。學習者開始學習時有一個比較清晰的目標導向。

模塊2：做一做。學生動手做三個摩擦起電的小實驗，并總結出帶電物體的性質。然后引導學生探究感應起電、接觸起電的方法。

模塊3：摩擦起電實驗。模塊4：感應起電實驗。模塊5：接觸起電實驗。這三個模擬實驗學習者都能分步控制。

模塊6：電荷守恒定律。模塊7：靜電感應。模塊8：庫侖定律。這是教材的核心內容，學習者可以通過探究、討論、歸納、總結的方法建構知識結構。

模塊9與模塊10：例題學習。這是兩個應用庫侖定律解決帶電體平衡的問題。

模塊11：密立根油滴實驗。模塊12：庫侖和他的扭秤實驗。介紹密立根、庫侖的貢獻與實驗原理和方法。

模塊13：選擇題練習。是圍繞學習目標設計的形成性練習。

模塊13：知識小結。本節學習內容的知識結構。

模塊14：疑難問題解答。

模塊15：物理與生活——雷電常識。

這種模塊式的資源組織方式，集問題發現、學習探究、應用指導、練習反饋、疑難解答、擴展學習于一體，形成容量大、開放性較好的綜合形式的學習資源。為學生突破傳統的線性學習方式，實現跨越式學習創造了條件。

3.2.2 導航清晰、適應個別化需要

軟件左側具有清晰的學習導航系統，如圖1。各控制按鈕與具體學習內容相鏈接。軟件運行過程中，該導航系統始終顯示在這個固定區域，點擊其中的導航按鈕進入對應的學習模塊，方便教師和學生在使用該軟件時能夠根據實際需要進行自主的模塊選擇，有利于因材施教與異步學習，體現“以人為本，以學生發展為中心”的理念。例如，疑難問題解答模塊并不要求所有學生學習，可供學有余力的學生自主選擇。

3.2.3 基于過程啟發與問題探究學習模式，促進認知發展

新課學習采用“觀察實驗（實做）—發現問題—信息加工（或實驗探索）—獲得結論—應用拓展”的學習模式。學習過程中，軟件將起到思維向導和探究工具的作用，引導學生進行有意義的學習，實現知識建構。

學習開始，在軟件引導下，學生動手做三個小實驗，如圖2。其中第三個配有模擬動畫，但學生要先自己實做，之后可用動畫模擬，然后總結帶電物體具有的性質，進而發現問題：有其他方法使物體帶電嗎？電荷間的相互作用遵循何種規律？

接下來通過感應起電和接觸起電實驗、思考討論得到電荷守恒定律和靜電感應的概念；通過探究電荷間的相互作用力隨電荷電量變化的規律、電荷間的相互作用力隨電荷間距離變化的規律得出庫侖定律。

如實驗設施完善，兩個探究性實驗盡可能做到分組實驗探究與模擬實驗相結合，通過交流、共享成果獲得結論，如實際實驗有困難，可以利用軟件提供的可以分步控制的模擬實驗進行，如圖3。模擬實驗也方便了學生在課下的自主學習。

這一學習模式與高中生整體認知水平相適應，學生在觀察實驗、思考探究、合作交流的過程中，通過不斷地“同化與順應”，將認知水平的“最近發展區”轉變為現實的認知結構。這個轉變的過程也是學生進行創新思維的過程，這種創新思維雖然不具有創造社會價值和經濟價值的意義，但對學生個體而言，卻具有重要的個人價值。

3.2.4 即時自我評價，促進學生自我調節

學習過程中的評價是以促進學生的發展為目的，并不強調評價的甑別與選拔功能。在此我們采用自我評價為主的形成性評價方式，以選擇題練習形式進行。該模塊設計了7個小題，用于對所學概念和規律進行形成性訓練。筆者在此沒有采用做完后評分的設計，而是采用了每做完一個題就進行智能化正誤判斷的設計，出現錯誤可重做后提交，實在做不出時，可以參考答案與提示，如圖4。前一種設計方法更多起到甄別的作用，對學習暫時有困難的學生容易產生學習失敗的體驗。后一種設計方法的優點體現在能夠通過即時評價，即時破除學生頭腦中產生的誤解，促進學生進行自我調節，實現認知結構的重構，即實現思維的“順應”。

3.2.5 科學與人文結合，滲透“STS”教育

“求真、求實”的科學精神與“求美、求善”的人文精神的結合，對塑造學生的人格有著積極的影響。

本節教材是學生高中階段電學學習的第一課，筆者將“庫侖定律”做成動態變形文字加水波效果，用閃電動畫作為片頭的背景動畫（點擊左上方“庫侖定律學習資源”便可切入），既能創設一個引人入勝的情景，激發學生的興趣，又隱喻著電學知識同樣來源于人類對自然的認識的道理。密立根油滴實驗原理模塊、庫侖和他的扭秤實驗模塊（導入了庫侖扭秤實驗的視頻）的學習不僅拓展了知識，了解了相關的物理學史，也體驗到了科學家嚴謹的治學態度、探究未知世界的正確的方法。物理與生活——雷電常識模塊，圖 5中，介紹了“雷電現象”、“富蘭克林風箏捉雷電”、“雷電的作用”等。學生在閱讀與思考中能夠獲得的情感體驗：物理知識從生活中來，物理知識帶來的技術又造福于社會的辯證關系；任何事物都有正反兩個方面，尊重客觀規律，取其利、避其害，才能推動社會的進步；透過現象看本質是物理學研究的基本思想；在攀登科學的高峰中需要獻身精神。

教師引導學生自主學習的過程中，還可選擇性地給學生推薦優秀的物理學習網站，鼓勵興趣濃厚的學生大膽創新思維，例如進行“怎樣將閃電釋放的巨大能量利用起來”的討論等等。

注釋

① 普通高中物理課程標準.

② 皮亞杰著.發生認識論.王憲，譯.商務印書館，1987：45.

③ 史秋橫.試析大學生認知發展水平與大學教學的關系.遼寧高等教育，1994.3.

④ 周中云.創新性學習課件若干原則的探討，中國電化教育，2006.3.

參考文獻

[1] 何克抗.關于建構主義的教育思想與哲學基礎——對建構主義的反思[J].基礎教育參考，2004.10.