合理應用新興技術，落實物理過程學習

王亞雷

摘 要：隨著信息技術的發展，高科技含量的教學技術進入了中學物理課堂。對于新技術如傳感器、微課等的應用需基于教學目標、契合教學內容和過程合理地運用于物理教學中，而不是為了創新而信息化。通過個性化電子教材的設計與傳感器等器材的使用實例，展現如何在實際運用過程中促進學生物理學習過程體驗，提升科技為教育服務的效率。

關鍵詞：新興技術；個性化；電子教材；人機合一；合理應用

隨著科技的發展，傳感器、微課、極課系統等新興教學技術陸續進駐物理課堂。新穎、有趣、直觀、美好的物理學習過程給師生帶來了教與學的新境界。

但隨著技術應用的深入，教師發現必須處理好新技術與物理教學之間的關系，不然新技術就會綁架物理課堂，學生對物理的學習停留于表面的新鮮感，減少了過程性學習經歷，從而不能有效激發思維。所以，物理教學中對新興技術的運用必須基于教學目標、契合物理教學內容和過程，為實現學生為主體、教師為主導的教學模式提供良好的輔助實施平臺。

對于新興技術和物理教學科學整合的課題，文章從以下具體應用設計和實例做出思考與建議。

一、開發個性化電子教材，積極回歸教材

在教學中，物理教材是自然物理知識、規律的標準承載體，但抵不過復習輔導用書。教材對學習的引領和指導作用依舊在逐漸被漠視、淡化。“回歸教材”的呼聲境地尷尬。

以上現象的本質原因在于：學習者接受知識過程具有差異性，而固化的紙質教材無法實現個性化教學服務，即做到個性化思維與共性化理論之間的銜接，并將過程不斷地修正、提升、強化。所以，學生與教師都需要一種可記錄、可以提升學習能力、教學能力的教材。

那么，在現代技術環境下，電子教材就是一種值得開發的教學資源。它能記錄個人學習（教學）過程，又可根據不同學習（教學）層次、階段進行編輯，實現通過教材研究推進學習、糾正、再提升的過程，且每個學習者（教學者）所擁有的是真正為個人所用的個性化教材。設計思路如下：

（一）充分發揮教材各板塊的功能

1.概念文字記錄板塊

（1）概念可操作化

概念和規律實質也是解決問題的思維與方法。通過概念可操作化，幫助學生有效地抓住思維線索，實現思維無序到有序，理解概念的本質，進而將其納入自己的思維系統。電子教材不但可以記錄概念操作過程，同時也可以鏈接實例配加解析說明，完善抽象到具體的指引。

例如，對復雜電路感生電動勢的判定，可整理為如下基本思路和步驟：

①根據楞次定律，由磁場變化定位感生電場分布；

②判斷含主要元件電路上電流方向；

③根據電流方向確定復雜電路組成；

④檢查討論。

電子教材可配加易錯典例，幫助學生練習并糾正，形成正確的分析思路。

（2）概念歸位于知識體系

當一個概念規律學習完畢，教師根據學生情況設計延伸，拓展問題設計，幫助學生理清概念主線周圍各支線的知識分布和應用，將獨立或零散知識點歸位于相應知識體系，建立嚴謹的物理知識構架和思維邏輯。可更新的電子教材則通過鏈接將這類教學時效拉長、深入。

比如，感生電場的問題提出之后就需加上感生電場做功、能量轉化（磁場能轉化為其他形式的能）等問題解題思想的滲透，讓學生全方位地認識并接受感生電場這一物質的特性，也明了電磁感應現象的本質，啟發學生意識到電磁感應現象有兩種形式，因此解決問題前首先需判斷產生機制，同時學生在對磁場是具有能量的這個觀點也會有更好的領會。從感應電流的產生體會電場力的性質，從電路焦耳熱的計算體會電場能的性質，全方位地認識電與磁的關系，理清電磁感應現象主線周圍各支線的知識分布和應用。

（3）文字表述加注釋

教材中概念規律的文字表述比較概括抽象，不能有效地激起學生思維活動的敏感性和活躍性，那么在電子教材中做一段有意思的強調或注釋則能增強學生的感性記憶，也對常態、普通的閱讀過程起到警醒和愉悅身心的作用，從而提高教材閱讀的效率。

例如，通過長期的牛頓力學學習，牛頓的貢獻占據學生的記憶。學生認為是牛頓提出“力不是維持物體運動的原因”。

為避免學生學習物理學史的混亂，教師可以在電子教材相應文字描述處附加文字注釋，如：伽利略首先提出力不是維持運動的原因。牛頓也不是樣樣都是第一哦！

通過文字注釋，學生對物理學史的學習就會變得更加有趣而準確。

2.插圖板塊

教材中，插圖包含大量的知識信息，是開展思維交流的切入點。教師根據不同的教學階段在圖片處鏈接設問，為學生的思維提升做好引領作用。如LC振蕩電路電流、電荷的變化圖像，利用i-t圖像做出這樣的提問：“請指出充、放電結束相應的時刻、此刻能量儲存情況、感應電動勢大小情況、畫出相應電量關于時間變化的圖像”。

在一個章節體系中，將兩節平行知識內容所插入的圖片聯合起來使用，學生通過觀察對比，較好地實現知識系統的再構建。

設問式圖片閱讀法不僅能幫助學生復習所學知識，也能引導學生讀圖、挖掘圖片信息、進行知識拓展等。

3.課后習題等板塊

教材中“問題與練習”“說一說”“科學漫步”等欄目將知識外化于形，使相應題材內容更具體，貼近物理研究與生活實踐。對于這個內容，電子教材通過微課視頻、圖片資源加強可視性，便于學生隨時獲得感性認知，體驗規律與具體模型之間的聯系，接觸將理論應用于實踐過程中具體操作帶來的新問題。

比如，多用電表、游標卡尺等儀表讀數，此類問題涉及的知識點相對獨立，容易遺忘，一直是學生學習的盲點。將讀數過程制作成微課，結合講解、演示（可實驗或動畫模擬），就能起到動態示范的作用。

再如，選修3-1恒定電流串并聯電路中52頁題2，關于電表的外接法和內接法對實驗結果的影響問題，讓學生觀察、讀數，有事實數據為依據，便于學生更好地理解電表內阻對實驗值的影響。且可分階段設置思考：（1）了解電表內阻對真實值的影響；（2）根據兩電表的數據變化做出內接或外接的判定，即點觸法的情景應用。

將微課、視頻資源植入電子教材，不僅為學生閱讀教材增加了可讀性和知識拓展過程，同時也為這些零散的資源提供了集合體。無論是新課還是后續學習中，學生能自由調用觀看或練習，增加了自由度和時效。

（二）教學過程實時記錄，將教材、筆記、錯題集為一體

在電子教材中，教師可根據學生實際情況增減概念解析和舉例內容，補充共享實例。對于規律適用條件、概念延伸應用，可做實例演示，將概念知識具體化，使學生理解全面化、立體化。同時，記錄學生出錯率較高的錯例分析，通過文字、圖片、音頻講授等方式利用博客等信息技術手段共享給學生，并記錄學生學習情況反饋、最有效的糾錯方法或講解過程等，是一份完整的教學日志。

從學習者角度來看，在方法技能沒有演變成思維邏輯能力之前，同樣的錯誤會經常出現。通過電子教材平臺，學生可記錄自己的學習經歷，如錯誤認識、正確解決方案、學習中產生的疑問、自己的錯例，實現教材與學習筆記、錯題集的統一規整，避免資料的零散性、獨立性，是一份有用的學習筆記。

（三）電子教材為新高考改革后學生自主學習提供了資源

浙江省新高考政策下，學生可選擇高考科目和考試時間，學習個性化將得到滿足。電子教材可對那些需要提前學習物理的學生提供有力幫助。學生可通過電子教材的指引預習、復習相關內容，為之后的學習預留時間，從而實現學習的選擇性和自主性。

二、發揮科技產品對過程性學習體驗的促進作用

1.傳感器的使用要做到人機合一

傳感器可以方便、高效地收集數據，并通過計算機形成研究物理量之間的函數圖象。但傳感器的應用不能僅限于數據測量的靈敏和方便，教師通過設計合理的教學環節，實現機器的感知與人體、思維感知的統一——人機結合，為學生深刻理解概念創造思維細節。

比如利用速度傳感器進行v-t圖像教學。

第一層面：通過傳感器可記錄實驗者的行走速度，讓學生描述運動狀態的變化。這一過程由機器去感知人的運動，再將形體感知與圖線顯示相融合，明確圖上記錄的圖像所記錄的運動情況。

第二層面：預設一v-t圖像，讓一位學生去指揮另一位學生以自己的行走速度去擬合已知圖像，這樣學生既能體會到2m/s的速度究竟有多快，同時也能很好地理解v-t圖像中圖線變化的具體物理意義。

以上體驗過程詮釋了學與用的兩個過程。學生通過肢體操作和小組分工合作，獲得v-t圖像的感性認識，再將實際情景與圖像整合為一，最終形成圖像分析的思維方法，明了v-t圖像記錄的運動規律。

2.手機也是實現課堂教學面向全體的學習工具

現代手機就是一部微電腦，將手機應用于課堂有它靈動之處，為平等的教學過程的實現提供了基礎。它可使教師、學生擺脫大型電腦的不便，給教學留出更多可活動的時間和空間。

比如手機學習軟件不僅可以讓每個學生參與，還可在共同操作時迸發集體智慧，在短時間內獲得更多隨機的數據結論，積累感性認知并最終歸納出物理事件初步規律，再上升到理論描述、推導與應用。

利用手機學習將是快樂主動的事，這是一種學習情感的培養，更是學習正能量的積淀。

當然，也要避免學生違規使用手機。方法一：教師要精心備課，激發學生的興趣，要讓學生有疑問，吸引學生的注意力。方法二：由學生自己設定手機使用規則。

3.極課系統、課堂答題器等是大數據環境下的高效教學反饋利器

極課系統是一種先進的快速批閱機器，不僅將教師從繁重的批改工作中解脫出來，同時還可快速記錄錯題率、學情等，給教師工作帶來便利。但對每個學生來說，雖然可從教師處查得作業相關數據，但不利于學生自己整理，需要建立一個軟件平臺以推送作業批改情況。

課堂答題器在國外教學中比較流行。教師設計問題，由學生按按鈕選擇，聯網計算機上立即顯示出各選項的選擇情況。教師即刻獲得學生的聽課情況。這也為教師及時發現學生存在的問題提供了幫助，較好地實現了課堂師生的交互性。

三、互聯網科技為課堂教學組織形式提供了改革的窗口

微博、授課平臺等互聯科技的端口為傳統的課堂模式帶來了新氣象。學生與教師的溝通不再局限于課堂，文中提及的電子教材共享內容的推送等需要互聯網支持。通過網絡平臺，打破課程時間、空間的限制，提高課堂內外的學習效益，也使學生獲得更為平等的教學資源。

新時代，學生和教師總是在最前沿感受著教育改革浪潮的沖擊。作為教師，應勇于沖在教育改革的浪尖，多嘗試新技術與物理教學的結合實踐，合理應用科技手段解決問題，帶領學生更快地走進物理，體驗物理思辨和探究的過程，掌握科學的學習方法，形成正確的物理思維。

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編輯 張珍珍