信息技術與初中物理學科教學深度融合的思考與實踐

葉妙璇

摘? ?要：把學生培養(yǎng)成具有終身學習能力的學習者，是這個信息時代對教育提出的要求。信息技術與教學的深度融合已經(jīng)啟動，通過創(chuàng)建網(wǎng)絡學習資源庫為學生提供云端個性化學習、在課堂上應用智慧課堂營造交互式學習空間、利用手機app創(chuàng)新實驗教學等案例來探討在初中物理學科教學中踐行與信息技術深度融合的方法。

關鍵詞：信息技術;初中物理教學;深度融合;變革課堂教學結構

1? 信息時代教育需要一場信息化的變革

隨著信息技術的飛速發(fā)展，在今天，信息技術滲透到社會生活的每一個角落，改變著人們的工作、學習與生活方式。

在這個信息時代，學生被稱為數(shù)字原住民。他們生活在充滿各種顏色的網(wǎng)絡世界里，他們渴望創(chuàng)造，他們經(jīng)常聯(lián)系和協(xié)作，他們的學習方式也發(fā)生了變化，首選的是可視化學習，最好的學習方式是試誤，他們獲取的信息是鮮活和彼此連結的。從這些特點里可以看出：為了應對信息時代知識和信息的急劇膨脹而出現(xiàn)的“知識爆炸”現(xiàn)象，學生在知識結構、思維方式、行為方式都發(fā)生了大裂變，轉化為“信息”型認知結構。

1.1? 信息時代對新型學習者的要求

處于信息和知識經(jīng)濟時代，學生被要求成為具有較強知識創(chuàng)新能力的學習者，以成為國家重要的戰(zhàn)略資源;被要求成為具有良好的信息素養(yǎng)的學習者，以符合信息社會經(jīng)濟發(fā)展對新型人才的基本要求;被要求成為具有終身學習能力的學習者，能不斷地自主獲取知識、自我更新知識結構和生成知識，以適應飛速發(fā)展的社會需要[ 1 ]。

這樣的大背景下，傳統(tǒng)教育面臨著巨大的挑戰(zhàn)，迫切需要信息技術的融入，實現(xiàn)教育信息化，發(fā)生革命性的教育變革，以培養(yǎng)出大批適應21世紀能力素質要求的創(chuàng)新型人才。

1.2? 教育信息化的核心是信息技術與課程進行深度融合

建構主義理論認為：學生獲取知識的過程不是一個被動的由輸入而得的過程，而是一個主動的過程，由學生在原有知識和經(jīng)驗的基礎上，在一定的學習情境中，借助交流、協(xié)作，自主完成意義建構。

信息技術與課程的深度融合，就是要通過現(xiàn)代信息技術所提供的信息化教學環(huán)境，實現(xiàn)全新的教與學方式，徹底變革傳統(tǒng)的課堂教學結構[ 2 ]。

以下以在信息技術與初中物理學科教學深度融合所進行的課堂實踐，探討關于信息化帶來的新型物理課堂在發(fā)展學生能力所產生的作用。

2? 信息技術與初中物理學科教學深度融合的實踐

初中物理學科教學注重學生物理觀念和科學思維的形成，提升學生的科學實踐能力，并完成科學態(tài)度與責任的培養(yǎng)。借助信息化教學環(huán)境而實現(xiàn)的新型教學結構，更高效地真正將物理學科核心素養(yǎng)目標落實到具體教學中，促進學生深度學習并發(fā)展學生的創(chuàng)新思維[ 3 ]。

在實踐過程中，筆者嘗試做了如圖1所示的新型教學流程。

在這個新型的教學流程中，教學結構從傳統(tǒng)的“以教師為中心”轉變?yōu)椤爸鲗А黧w相結合”的雙主教學結構。學生在這樣的學習過程有著很大的自主權，又不會偏離“教學目標”，并能在適當?shù)臅r候得到老師和同伴的幫助，有利于提升學生的核心素養(yǎng)。

2.1? 構建信息化個性學習環(huán)境促進自主學習

依托信息技術，構建信息化個性學習環(huán)境，支持真實的情境創(chuàng)設、啟發(fā)思考、信息獲取、多重交互、自主探究、協(xié)作學習等多方面要求，從而激發(fā)學生積極主動地創(chuàng)造性學習。

【案例1】在“探究小燈泡亮暗的影響因素”一課的教學中，筆者做了如表1的創(chuàng)新設計。

基于這樣的教學設計，在備課階段為學生制作了相關課程的信息資源，力求在該課課前、課中、課后能為學生提供豐富的信息化學習環(huán)境。

在課前，通過微信群發(fā)布了學習任務單（如圖2）和互動式微課，學生在任務驅動下自主學習微課，溫習了“伏安法測電阻”的相關內容，為課堂上對比學習做了鋪墊。這樣的課前自主學習，學生有很大的自主權進行個性化學習：可以根據(jù)自己原有對這個實驗的掌握情況，在觀看微課的過程中，選擇在某個節(jié)點暫停思考或者重復觀看某一部分內容。相比傳統(tǒng)的課堂把舊知識的溫習放在課堂的導入環(huán)節(jié)，這樣的方式不僅更高效而有針對性，能激發(fā)學生內在的學習動機，學生以自己的知識水平為出發(fā)點進行主動學習。

學習完微課后，學生通過智學網(wǎng)提交學習任務單，教師及時進行網(wǎng)上閱卷。這樣一來，一方面教師能通過大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計（如圖3），了解學生對“伏安法測電阻“相關知識的掌握情況，做到“以學定教”，具體制定接下來的課堂教學策略和調節(jié)教學內容，解決了傳統(tǒng)教學中課前教師只能根據(jù)教學經(jīng)驗和學生平時表現(xiàn)來掌握學情的情況。

學生也可根據(jù)任務單的反饋及時了解自己的知識漏洞，帶著問題進入到接下來的課堂，知道自己在課堂上該解決哪些問題，更有驅動力和方向性。

在課中，應用手機軟件VUE錄制并制作了學生超市買燈體驗的“買燈記”微視頻，創(chuàng)設真實的問題情境啟發(fā)學生思考，提升學生解決實際問題的能力;提供“電燈進化史”的現(xiàn)場網(wǎng)絡在線搜索，讓學生自主探索燈泡的發(fā)展史，既培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和責任，也讓學生知道應用信息技術不只是會搜索信息，還要會處理加工歸納信息，從而提高了學生的信息素養(yǎng);應用手機軟件VUE錄制并制作了教師真實生活中家里用燈情況的“我家的夜晚”微視頻，這樣的展示不僅拉近了師生距離，也滲透了美學教育，讓學生領略物理、生活之美，激發(fā)了學生的學習熱情。

在課后，通過微信群發(fā)布課后檢測和就本課重難點內容設計制作的互動式微課，供學生再進行自主學習。通過云端互動，教師及時再將檢測結果反饋給學生，提高了檢測的時效性，學生能及時對自己的學習情況查缺補漏和總結，然后在老師提供的課程網(wǎng)絡資源庫里進行云端補救提升。相比傳統(tǒng)教學，在這樣的個性化學習空間，真正實現(xiàn)了差異化教學。

2.2? 信息技術環(huán)境下形成交互式教與學方式

借助信息技術環(huán)境，將更有力地實現(xiàn)全新的教與學方式。傳統(tǒng)物理課堂上，教師利用的教學資源即使從只有黑板和實物演示實驗器材升級為擁有多媒體演示課件和其他多媒體素材，但教學主要方式還是由教師傳授，學生接收。信息環(huán)境下，教與學方式向網(wǎng)絡化交互式教與學方式轉變，教師不再占據(jù)主體地位，由主宰課堂轉變?yōu)橐龑W生學習。

【案例2】在“探究小燈泡亮暗的影響因素”一課的課中教學，主要應用了“智慧課堂”這一信息技術來營造信息化學習環(huán)境，促成教師引導、學生以小組為單位自主協(xié)作探究的教學方式。學生進行自主分組實驗時，可利用手中平板將自己小組的實驗數(shù)據(jù)上傳到智慧課堂平臺的班級空間，也可拍攝實驗過程中遇到的電路故障等問題。教師在巡視指導的過程中，也可用平板及時拍攝收集學生實驗操作的一些問題情況。分組實驗結束后，教師在班級大屏幕上把學生分組實驗數(shù)據(jù)多組并列展示出來，組織學生進行交流討論，并適時進行點撥和給予幫助。把實驗數(shù)據(jù)直觀展示，學生更輕松進行分析歸納和總結。把電路故障等難點問題可視化，學生在探討過程中能自己發(fā)現(xiàn)問題并解決。在這樣的學習環(huán)境中，有效落實學生觀察能力、分析問題能力和解決問題的實踐能力的培養(yǎng)。

【案例3】在“動與靜”一課的課中教學，對機械運動的概念教學，設計了分組實驗，融入“智慧課堂”這一信息技術。教師設計的實驗內容是讓學生利用平板拍攝制作相對運動和相對靜止兩類情況并上傳到班級空間。學生在傳統(tǒng)教學提供的實驗器材以外，多了平板拍攝這一信息技術，大大釋放了他們的想象力和創(chuàng)造力，學生自主進行了多種方案的設計，超出了老師一開始的預想。信息技術融合物理實驗探究，幫助學生獲取事實證據(jù)，為分析歸納機械運動概念提供了豐富的素材。分組實驗結束后，教師組織學生觀看各小組所拍攝的動與靜實例，直觀、豐富的實例，不需要教師過多的點撥，學生一下突破對運動與靜止相對性的屬性理解難點。這也讓原本的概念性知識目標升華為科學觀念目標，學生不再只是停留在對現(xiàn)象的認識。本環(huán)節(jié)設計實現(xiàn)了將學生從生活引入到科學世界，學生通過親自設計實例到分析實例感受現(xiàn)象，從而建立起科學觀念。

2.3? 信息技術與學科教學深度融合促使課堂教學結構徹底變革

信息技術與學科教學深度融合將教師主宰課堂的“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學結構，轉變?yōu)榧饶艹浞职l(fā)揮教師主導作用，又能突出體現(xiàn)學生主體地位的“主導——主體相結合”的雙主教學結構[ 1 ]。

【案例4】在“地磁場”的教學中，傳統(tǒng)的作法是教師拿出表盤式的指南針（如圖4），直接教授學生小磁針的南極指向就是地磁場的南極，學生從老師直接教授得到的、從表盤看到的都是結果。學生不知道為什么，也沒機會去了解為什么，只是把這個結果進行機械式記憶。那么換成同樣是表盤式指南針的手機APP（如圖5）就會有所改變嗎？實際不能，學生同樣看到的是結果，只進行機械記憶。

這說明如果僅僅只是使用了信息技術，而沒有改變教學結構、顛覆師生關系，那么信息技術的融合就只是表面功夫，學生的能力不能得到該有的培養(yǎng)和發(fā)展。思考之后，筆者向學生提供了圖6所示的“磁力計”。在這個手機APP上，學生看到的不再是直接被告知的哪個端是南極的結果，學生需要在教師的指導下經(jīng)歷分析磁力曲線的過程再判斷出結果。這樣的學習過程其重要性和意義遠遠超過結果，學生經(jīng)歷了知識的形成過程，理解知識形成的過程，體驗并掌握了學習方法，從而促進學生深度學習，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)實踐能力。

從這個探究過程，學生還能得到啟發(fā)：原來還可以使用手機APP來進行科學探究。從前他們腦海里就有很多關于這個世界的疑問和想了解、想探索的事，可實驗的條件很有限。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)手機不再只是通訊或者娛樂消遣用的工具，它還是一個功能強大的可進行無數(shù)科學探究的實驗器材，這真是一件既新鮮又有趣的發(fā)現(xiàn)。這將大大激發(fā)學生在平日里應用手機來探索更多關于科學方面的問題。

信息化教學可以實現(xiàn)個性化教學，根據(jù)學生的差異，私人定制符合學生個人學情的教學。教師不僅進行知識傳遞，同時為學生的探究創(chuàng)設信息化環(huán)境和提供幫助，及時點撥學生的探究方法和方向，學生充分利用信息化學習空間，在自主探索過程中，去感悟自己的經(jīng)歷與探索的價值，去掌握學習過程并學會學習，最終成為具有終身學習能力的學習者，符合時代的要求[ 2]。

在今天這個信息時代的大背景下，信息化教學是必然的趨勢，未來的方向。作為主導者的教師，需要對自己本學科特點有充分的了解，也需要對信息技術的特點有充分的了解，在教學過程中讓兩者有效融合，以滿足學生個性化學習的需求，提升學生核心素養(yǎng)，促進學生的終身發(fā)展。

參考文獻：

[1] 何克抗.信息技術與課程深層次整合理論：有效實現(xiàn)信息技術與學科教學深度融合[M]. 二版.北京：北京師范大學出版社，2019（5）：49-92

[2] 宮婷.信息技術與學科教學深度融合的實踐研究——以初中物理實驗教學為例[D].錦州：渤海大學，2019.

[3] 徐飛宇.精準教學之核心素養(yǎng)目標的精準定位[J].中學物理教學參考，2020（6）：13-17.