信息技術應用能力2.0背景下運用“初中物理引學探究式教學模式”培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)

冉令輝，龐 坤，盧秀華，魏春俠

（1.白城市洮北區(qū)教師進修學校，吉林白城137000；2.白城洮北區(qū)林海學校，吉林白城137000；3.白城鐵路第二中學，吉林白城137000；4.白城市第十中學，吉林白城137000）

“信息技術應用能力是新時代高素質教師的核心素養(yǎng)”，《教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》文件指出，“到2022年，基本實現(xiàn)‘三全面一提升’的總體發(fā)展目標。”而如何在信息技術應用能力2.0背景下，“全面促進信息技術與教育教學融合創(chuàng)新發(fā)展”，培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)是亟需思考的問題，筆者及其團隊經(jīng)過實踐探索，初步形成了“初中物理引學探究式教學模式”的常態(tài)化應用。

一、信息技術應用能力2.0背景下，引學探究式教學模式的時代意義

（一）推動教師信息化教學能力向信息化素養(yǎng)轉變

在“加快教育現(xiàn)代化和教育強國建設，推進新時代教育信息化發(fā)展，培育創(chuàng)新驅動發(fā)展新引擎結合國家‘互聯(lián)網(wǎng)+’、大數(shù)據(jù)、新一代人工智能等重大戰(zhàn)略”的大背景下，教育信息化1.0突出解決和全面提升廣大教師、學生和教育管理人員的信息技術應用能力。而教育信息化2.0將從提升信息技術應用能力向提升信息技術素養(yǎng)轉變。也就是說，用技術解決問題，已經(jīng)從要求這么做，發(fā)展轉變?yōu)橐环N意識、習慣和文化。

（二）推動教師課堂教學從單向傳遞向引學探究式教學模式轉變

過去教師課堂教學是單一的以“教師講，學生聽；教師演示，學生觀察；教師示范講解，學生鞏固訓練”為主的傳統(tǒng)教學模式，這種模式重視學生基礎知識、基本技能的掌握，忽視對學生能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)；重視知識的記憶、運用結果教學，忽視知識的形成、探索過程的思維養(yǎng)成，因此傳統(tǒng)模式已經(jīng)不利于學生“適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力?！被诖耍覀儑L試探索了信息技術應用能力2.0背景下的“初中物理引學探究式教學模式”的實踐研究，其核心內涵是根據(jù)初中學生的心理特點、學習基礎和思維特征，將信息技術應用在教學中，引導學生發(fā)現(xiàn)問題，進行質疑或探究，在質疑或探究中自主學習、交流合作、拓展延伸，從中獲得物理知識和技能，形成物理能力，解決實際問題。

（三）推動學生被動接受向主動學習的學科核心素養(yǎng)方面轉變

學生發(fā)展核心素養(yǎng)在學科領域中具體化為學科核心素養(yǎng)，其實質是學生順利完成學習理解、應用實踐和遷移創(chuàng)新的學科認識活動和問題解決活動的穩(wěn)定的心理調節(jié)機制，即學生的學科能力。物理核心素養(yǎng)由“物理觀念”“物理思維”“物理探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面構成。

“初中物理引學探究式教學模式”是以啟發(fā)式教學為指導思想，使學生在引學探究中產(chǎn)生濃厚的學習興趣；從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規(guī)律及相互關系形成初步認識；能夠基于經(jīng)驗事實進行分析、抽象、概括、從中得出物理概念、物理規(guī)律，并將其在頭腦中提煉和升華，形成“物理觀念”，受到科學精神的熏陶。敢于發(fā)表自己的見解，有國家認同理念，使學生自信心增強，有社會責任感。

二、信息技術應用能力2.0背景下，運用引學探究式教學模式培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)

物理核心素養(yǎng)的四個要素之一“物理觀念”在物理核心素養(yǎng)中處于首要位置，是其他核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的基礎。而四個要素在學生的學習過程中是相互融合形成的，下面結合“引學探索式教學模式”的流程談談如何在教學中培養(yǎng)物理學科核心素養(yǎng)。（見表1）

表1

（一）利用信息資源引學任務進行前置學習，培養(yǎng)學生自主學習能力

《禮記·中庸》有言“凡事預（豫）則立，不預（豫）則廢。言前定，則不跲；事前定，則不困；行前定，則不疚；道前定，則不窮?！痹谖锢碚n前，我們根據(jù)教學內容結合微視頻、動漫、錄音、圖片等信息資源，將教學內容以“前置學習任務單”的形式呈現(xiàn)給學生，引導學生通過課前預習、自主分析，明確學習目標、要求和內容，激發(fā)學生課程參與的主動性與積極性，提高學習興趣，養(yǎng)成預習習慣，提升自主學習能力。

例如：在“滑輪”一節(jié)中，課前教師將在互聯(lián)網(wǎng)搜索到的《物理外轉—滑輪初識》短視頻播放給學生，學生結合視頻內容完成前置學習任務單：本節(jié)課學習目標是什么？說出本節(jié)課的知識結構？有哪些知識點？你在預習中發(fā)現(xiàn)了并提出了哪些問題？

再如：在“壓強”一節(jié)中，課前教師可以將自己錄制的視頻《走在雪地上》以及搜索到的《滑雪》視頻播放給學生，并提出問題：人在雪地上行走為什么會留下腳印呢？因為人對地面有壓力。鞋子和雪橇留在地面的印記深淺不同，是為什么呢？如果讓你來研究這一問題，你會選擇什么器材來研究？通過這些前置信息資源引導學生自主學習。

（二）利用多媒體創(chuàng)設情境，嘗試探究，培養(yǎng)學生“物理思維”和“物理探究”素養(yǎng)

“嘗試探究”是指在激發(fā)了學生學習的愿望和志趣的基礎上，教師為學生創(chuàng)設探究新知的“開放性”情境，啟發(fā)引導學生主動而自覺地進行思維和創(chuàng)造。教學中要求教師為學生發(fā)現(xiàn)新知提供大量的感性素材，包括影音視頻、網(wǎng)絡圖片、實驗器材等，還可以即時利用互聯(lián)網(wǎng)查找資料，引導學生進行問題探究和實驗探究。例如教師利用希沃白板5的常用學科工具中的“課程視頻”，找到需要的視頻，插入課件，使課堂內容更加形象生動，直觀清晰，給學生以形象感知和記憶。

學生在“嘗試探究”中，根據(jù)前置學習的目標，以及教師提供的動手操作的場景，分小組合作進行，合理地猜想、多角度創(chuàng)設實驗并進行嘗試操作，本環(huán)節(jié)有利于發(fā)展學生個性及形成創(chuàng)造思維。以“滑輪”為例：學生在前置學習中，在短視頻的視覺沖擊下對滑輪有了一個初步的感觀認識，所以在實際學習中，渴望親自探究實踐的動機和愿望是非常強烈的，基于此，在“滑輪組組裝方法和特點”學習時，根據(jù)探究目標，為給學生提供實驗場景（器材）：兩個滑輪、一個重物、細繩、彈簧測力計、鐵架臺，要求學生自己想出多種辦法組裝滑輪組，并用其提起重物，用彈簧測力計讀出纏繞滑輪末端繩子所受拉力，學生自己設計并操作實驗，觀察數(shù)據(jù)、分析現(xiàn)象、總結歸納以及評價結論，學生充分體驗科學探究的過程和方法，發(fā)展了個性，初步培養(yǎng)學生“物理思維”和“物理探究”素養(yǎng)。

利用多媒體創(chuàng)設情境在物理教學中有著不可替代的作用，在再現(xiàn)生活場景的同時，還可以巧妙展現(xiàn)與課堂探究實驗相關的物理情境，引導學生思考，在不知不覺中讓學生將物理與生活結合起來并拓展自己的物理思維，從而培養(yǎng)學生的“物理探究”素養(yǎng)。以“平面鏡”為例，課前教師利用新聞中播出的一段視頻《寶寶照鏡子》展現(xiàn)一段小寶寶照鏡子的表現(xiàn)，視頻中寶寶照鏡子的舉動，不僅創(chuàng)設了情境，激發(fā)了學生的學習興趣，小寶寶對著鏡子中的自己又叫又拍手的動作也展現(xiàn)出了平面鏡成像的特點，同時更為學生后續(xù)實驗前的猜想做好了鋪墊，可以引導學生進行有理有據(jù)的猜想。接下來小寶寶到鏡子后面去尋找自己的鏡頭讓學生開懷一笑。笑過之余，教師適時提出：為什么笑呢？學生回答“是因為鏡子后面并沒有存在另一個寶寶”，可是為什么寶寶會去找呢？這就讓學生在學習前就對“虛像”有了一個認知，并為后面探究平面鏡所成的像是“虛像”這一知識點埋下了伏筆，也能夠啟發(fā)學生進一步設計實驗?？此埔欢位腥さ膬和曨l，其中蘊含著豐富的物理內容，教師通過一個個簡單的引學問題，引導學生拓展自己的物理思維，從而展開課堂教學的探究和課堂實踐活動。

（三）利用AR技術仿真實驗室引導學生進行歸納總結構建知識體系，培養(yǎng)學生初步形成“物理觀念”

仿真實驗（虛擬實驗）指的是利用計算機軟件來模擬實驗的環(huán)境及過程，可以逼真模擬實際的物理實驗器材和環(huán)境，如小球、磁鐵、軌道、斜面、電源、開關，電燈等力學、熱學、電學、光學的實驗器材，因此在沒有真實實驗環(huán)境或者真實實驗復習的情況下都可以用仿真實驗來模擬和再現(xiàn)，仿真實驗又有著比真實實驗快捷、方便的優(yōu)越性。我們將仿真實驗與真實實驗相結合，構成較完整的探究教學體系，滿足探究教學的需要。引導、調控學生把嘗試、操作、討論、爭辨等小組合作的內容加工、整理、歸納出結論。如果前面探究過程設計得合理，“引導”或“誘導”恰當，學生會水到渠成得出結論，這是學生“物理觀念”形成的重要過程。

例如：在復習電學的四個專題實驗：“電路、電表、電阻和變阻器”；“研究電流與電壓、電阻的關系”；“測量電阻”；“測量電功率”中，教師以希沃白板為教學載體，以仿真實驗為主要復習手段，讓學生通過仿真實驗器材再現(xiàn)實驗過程，在屏幕上模擬操作，從而進一步復習了知識內容，重現(xiàn)了教學過程，創(chuàng)新了實驗環(huán)境、深化了知識系統(tǒng)，形成了物理觀念，提高了教學效率。

（四）利用“班級優(yōu)化大師”軟件進行學習評價，促進學生“學會學習”

班級優(yōu)化大師（EasiCare）是針對學生課堂行為優(yōu)化的游戲化課堂管理工具。它為每一位學生設定了專屬卡通角色，通過加減分、隨機抽選進行角色升級，配合游戲化的規(guī)則、界面及音效，數(shù)據(jù)可自動記錄、歸檔和計算，亦可一鍵發(fā)送至手機端。教師在課堂中運用“班級優(yōu)化大師”協(xié)助管理班級和對學生的學習情況進行評價，極大提高了學生參與學習的熱情，同時解決了課堂氛圍差、紀律難管理、學生注意力不集中等問題。把學生分組呈現(xiàn)在大屏幕上，開展團隊間競賽活動，讓學生通過團隊作戰(zhàn)，培養(yǎng)合作意識和集體責任感。

“班級優(yōu)化大師”評價學習結果可以用豐富多彩的獎勵勛章，以及多種類型的自定義獎勵形式，學生間互評；教師又可以把它延伸到課后，作業(yè)完成情況，課前預習表現(xiàn)，階段測評成績等，讓學生自評；還可以生成超級數(shù)據(jù)報表，自動生成學生成長手冊等，通過多形式的評價方式，充分調動了學生樂學善學的積極性；督促學生“勤于反思”；提高了“信息意識”素養(yǎng)，全方位促進學生“學會學習”。

（五）利用網(wǎng)絡空間開展課后交流進行擴展延伸，培養(yǎng)學生“科學態(tài)度和責任”素養(yǎng)

新時代的課堂觀是跳出“向45分鐘要質量”的狹義課堂觀，倡導“向學習過程要質量”的多元、科學課堂觀，目的是為了學會終身學習。在課后，利用科技前沿信息或生活現(xiàn)象啟發(fā)學生實際運用、深化提高，鼓勵學生展示個人方案。

例如，學習“光現(xiàn)象”后，在網(wǎng)絡學習平臺上以“打開燈時，屋內的一切物體都呈現(xiàn)在眼前，而關閉燈之后，就什么也看不見了”這一現(xiàn)象開展小組辯論：“物理的價值和人生的意義”，啟發(fā)引導學生思考“光”與我們的日常生活息息相關，“物理”與社會發(fā)展緊密相聯(lián)，遠到宇宙太空，近到方寸之間，大到衛(wèi)星飛船，小到芯片技術，都離不開物理學。因此，為了科技進步、祖國繁榮昌盛、自我人生價值實現(xiàn)，從小要立志學習。“種樹者必培其根，種德者必養(yǎng)其心”，通過這樣的思辨，擴展延伸，使學生們的“科學態(tài)度和責任”素養(yǎng)落在了實處。

三、結語

中國科學院院士、工程物理研究院研究生院院長孫昌璞先生在《中小學教材教法》（2019年12期）《研究物質及其運動規(guī)律的科學》一文中指出：“物理學是一門實驗科學，也是一門崇尚理性、遵循邏輯推理的理論科學。物理學的發(fā)展和成就與他所蘊含的科學精神密不可分?？茖W精神不僅對科學研究很重要，而且在社會生產(chǎn)、日常生活的各方面都是有價值的。”21世紀“科技強國”的創(chuàng)新和發(fā)展都是物理教師需要思考的問題，因此在“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”時代，從初中開始將信息技術應用在教學中，培養(yǎng)學生物理學科素養(yǎng)順應世界教育發(fā)展趨勢，也是提升國家綜合國力的基本保障。