用信息技術支撐初中物理智慧教育的案例設計

楊聆允　鐘永江

當前，我們正處于信息技術飛速發展的全球化時代。在當今這種全球化和網絡化的時代背景下，信息技術支持教學不僅是一種教育理念，而且是一種全新且必須的教育實踐探索。隨著第四次教育革命的深入推進，信息技術對教育教學的影響越來越大，對各學科的教學內容、教學形式、教學方法、教學模式都有著重要影響。智慧教育有別于傳統教育，是用智慧的方式培養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課程之一，在智慧教育理念的指導下，利用信息技術手段提高初中物理的教學效率是物理課堂改革的目標和必然結果。

智慧教育

“智慧教育”是近幾年來教育界熱議的一個話題。時任中央教科所副所長田慧生教授認為：“智慧不能像知識一樣直接傳授，但它需要在獲取知識、經驗的過程中由于教育的細心呵護而得到開啟、豐富和發展。”智慧教育是教育的一種過程、一種境界。在智慧教育中，教師應該是充滿教育智慧的，課堂應該是智慧的課堂，管理應該是智慧的管理。智慧教育的真諦是以教師的智慧激發學生的智慧潛能，不只關注學生的知識、技能、分數，更關注學生的未知世界，學生生命的智慧。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學生發現自己的智慧、協助學生發展自己的智慧、指導學生應用自己的智慧、培養學生創造自己的智慧。其最重要的價值在于幫助學生建構一種前所未有的具有自我組織、自我進化、自我完善、自我構建、自我發展，具有獨特個性的完整的集成智慧體系。

智慧教育要求在整個教學過程中，所有參與的主體都是智慧的。教師要擁有智慧教育理念，從學生角度出發，作為引導者、幫助者促進學生智慧的發展。學生在智慧教師的指導下，在智慧學習環境中勇于探索、大膽創新，極大地促進個人智慧發展。智慧教育是有生命的、真正關懷人的發展的教育。智慧教育不再是枯燥乏味的傳授，而是讓整個教育有了生機、有了活力，學生在智慧教育中可以彰顯個性、協作探究、發明創造。智慧教育并沒有忽略知識教學，而是將知識轉化、升華，將其轉化為能力，進而升華為智慧。

近年來，隨著信息技術的快速發展，教師正在越來越多地利用各種信息技術手段輔助教育教學。利用信息技術創設情境引導學生自主探究、讓學生在信息技術手段支持下參與學習過程、利用信息技術進行學習分析評價等教學方式正符合智慧教育的理念。因此，信息技術必然對智慧教育有重要的支撐作用。

初中物理智慧教育

初中物理學科注重學生的科學思維、動手能力和邏輯思維，比如怎樣用學到的知識解釋生活中的問題，怎樣用科學的邏輯發現生活中的奧秘。在智慧教育理念的指導下，我們希望學生通過對初中物理學科的學習，提升自身的邏輯思維能力、探究推理能力、協作能力以及解決生活中實際問題的能力。

目前，在基礎教育課程改革的要求下，初中物理學科的課程教學方法、課程目標、內容標準等均發生了深刻的變化。課程教學方法正在由傳統的灌輸式課堂教學轉變為科學培養；課程內容由原來的單一性、確定性逐步轉變為任務性、情境性和開放性；學生的學習方式由被動地接受學習轉變為主動地探究合作學習。然而，在實踐層面，中學物理課堂教學仍是側重于“教”，對知識探究和學生自身的學習體驗關注較少；在理論層面，傳統課堂教學方法主要從經驗出發，定量研究較少。

要想在智慧教育中培養學生的物理思維能力，讓學生有智慧，就要改變傳統的教育理念，重視學生的主體地位，使學生真正成為學習的主人，提倡個性化學習，鼓勵學生自主探究、積極探索，充分調動學生學習的積極性與主動性，讓學生通過探究實踐去感受知識，掌握知識。首先，在智慧教育理念的指導下，需要利用信息技術創設情境，以提出問題或布置任務等來激發學生興趣，讓其主動探究；其次，教師需要引導學生積極主動地參與教學過程，不只是單向地“教”，更需要激發學生自己提出想要研究的問題，尋找和掌握分析問題、解決問題的方法，主動探究或者尋求他人的合作；再次，教師應要求學生主動對過程進行反思、總結，并對學生的探究過程進行點評。在學習中學會主動發展，這正是新時代人才需要具備的能力，也正是智慧教育的特點。

信息技術支撐下的初中物理智慧學習

物理學科是初中教育中主要的基礎學科之一，物理學是研究物質結構、物質相互作用和運用規律的自然科學。但是物理課堂教學有一個“先天的缺陷”：物理課程研究的對象是整個自然世界的客觀規律，而我們教師、學生的大部分時間都被束縛在教室內，無法實時與自然界密切接觸。在遇到一些物理情境時，教師的講授則表現得無能為力。相比之下，信息技術的表現能力幾乎不受這些限制，它在物理教學中的表現力主要有動畫模擬、實景重現、應用軟件三種方式。此外，信息技術還有一個豐富的資源——互聯網。在中學物理課研究或描繪的物理場景中，有相當一部分不僅不方便在課堂上進行實驗展現，而且學生在生活中也很少有機會見到。而針對這樣的情況采用智慧教育的形式，效果則相當好。因為隨著技術的進步，信息技術的表現能力幾乎是無限的，有限的只是物理教師對信息技術的掌握程度。除了豐富的表現力，我們還可以利用豐富的互聯網資源為物理課教學服務。信息技術使物理課的教學效率、課堂質量產生了一次巨大的飛躍。

案例設計

《眼睛和眼鏡》教學設計

本案例是吉林省長春市第103中學劉志強老師在智慧教育理念的指導下設計完成的，并已經應用于實際教學中。

1.教學內容分析

本節課是人教版初中物理八年級上冊第三章《透鏡及其應用》第四節的內容。眼睛是人體的重要器官，把眼睛作為一種像照相機那樣的光學儀器，深入淺出地向學生介紹眼睛的成像原理、眼疾的原因及矯正方法，使其主動養成科學用眼的習慣，使學生獲得一些實際知識，了解大自然的美妙與和諧。

眼睛是凸透鏡成像規律內容的拓展，眼鏡是日常生活中常用的光學儀器。學生通過對這些內容的學習，能感覺到物理知識與日常生活實際的聯系是非常緊密的，感受到“物理是有用的”，從而激發學習物理的興趣。

2.教學對象分析

八年級的學生年齡在14～15歲，好奇心強，具有較強的求知欲望，勇于探究自然現象及日常生活中的物理學原理。他們已經學習了凸透鏡的成像規律及其在生活中的應用，對于建立眼睛的物理模型有一定的基礎。這節課的主要任務是認識眼睛的結構、成像原理，了解近視眼和遠視眼的特點、成因及矯正方法。因為學生在生理課及日常生活中對這些知識都有一些接觸，所以接受起來較簡單，難點在于讓學生能從物理的角度了解近視眼的成因及矯正。

3.教學目標制定

知識與技能目標：了解眼睛的構造；知道眼睛是怎樣看清近處物體和遠處物體的；學習近視眼和遠視眼的特點、成因及矯正方法。

過程與方法目標：通過實驗對比培養學生初步的科學探究能力，增強其創新意識和實踐能力；通過信息技術與學科整合實現有效課堂。

情感態度與價值觀目標：關注透鏡在生活中的應用；通過矯正視力的學習，進行眼睛保健教育；擁有將科學技術應用于日常生活的意識。

4.教學重難點

重點：正常眼睛是怎樣看清近處物體和遠處物體的。

難點：近視眼、遠視眼成因及矯正的探究過程。

5.教學過程

課前：

學生復習之前學過的平面鏡、凸透鏡、凹透鏡的成像原理；自主探究家里照相機的使用方法，尤其是變換鏡頭焦距時的成像規律；自主上網查找眼球的基本結構和成像原理；有條件的學生可找到近視眼鏡與遠視眼鏡，探究鏡片形狀結構。

課上：

①引課。教師利用計算機技術回顧展示照相機照相調節過程。學生通過觀察回顧進行總結。

設計意圖：利用計算機技術使復雜問題簡單化、直觀化。

②眼球的基本結構以及成像的原理。教師利用計算機展示眼睛結構的圖片，提出問題：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于一個凸透鏡、視網膜相當于光屏這一知識。學生結合眼球的構造圖觀察思考后回答。

設計意圖：通過觀察以及思維的延伸，學生初步了解眼睛看見物體的原理。

③正常眼睛的調節作用。教師通過小實驗引導學生猜想、分析正常眼睛如何調節才能看清近處或遠處的物體。學生利用自制水透鏡進行分組實驗，探究眼睛是如何將遠近不同的物體都能成像在視網膜上的，小組合作實驗探究。

設計意圖：通過分組實驗，學生能初步體會到眼睛的調節過程，此時再利用信息技術進一步演示晶狀體薄厚變化對光的折射影響，就能達到錦上添花的作用，更能體現信息技術在學科教學中的作用。

④近視眼和遠視眼的成因及矯正。教師提供多媒體環境，讓學生分組模擬探究近視眼和遠視眼，以及進行矯正實驗。學生分小組討論、設計并進行實驗，組內總結歸納，探究結果。

設計意圖：利用探究實驗培養學生創新意識和發散思維能力，利用信息技術進一步展現近視眼和遠視眼的成因及矯正的過程和原理，使本節課的難點得以順利突破。

智慧反思

眼睛是人體最重要的器官之一，是一個相當復雜的天然光學儀器。它是我們看到外界美麗景象的窗口，是我們心靈的窗戶。筆者在這節課中深入淺出地向學生介紹眼睛的成像原理，近視眼、遠視眼的成因及矯治方法，同時在教學中引導學生注意用眼衛生和保護視力，體現了新課標的以人為本，以及從生活走向物理、再從物理走向生活的教育理念。

筆者在設計這節課時，努力把握學生主體，以學生現有的知識水平創設情境、設計問題、制作課件引導，力求使學生通過自己的努力達到學會知識的目的。首先，筆者通過課件演示照相機的原理，激發學生興趣，引起學生對自己視力的關注，調動學生了解自己眼睛的積極性，從而很快進入正題，這種引課的效果既有利于活躍學生的思維，也方便知識的過渡。其次，關于人眼對遠處物體、近處物體都能看清是由于晶狀體的厚薄在發生變化的這個問題，筆者不是在講臺上給出口徑相同的兩個凸透鏡，要學生找出它們的薄厚、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清晰的像，從而引導學生思考人眼對遠、近物體都能看清的原因是晶狀體在調節。

另外，關于近視眼和遠視眼的矯治，筆者一方面引導學生分析光路圖，利用他們所學過的知識尋找解決的辦法；另一方面，用課件模擬以上兩種眼病的矯治，能使學生印象更深刻。本節課設計中的最大特點是盡可能將一些內容利用信息技術呈現出來，使學生既有理性的思維，又有感性的認識。