教育數字化資源的創新與應用研究
——以初中物理為例

山東省濟寧市濟寧高新技術產業開發區洸河中學 曹桐運

數字化資源本身包括了圖片、視頻、PPT等形式，在形式和內容上都遠比傳統模式的教學資源更加豐富和充實，但這也意味著想要最大化地運用數字化資源，教師就必須投入更多的精力去將它研究透徹，才能夠體現出數字化資源走入課堂教學的教學價值。

一、物理教育中數字化資源的創新建設

（一）建設數字化學習平臺

就目前而言，我國在教育方面推動數字化和信息化的改革已經有較長的一段時間了。但是從客觀的角度來判斷，大多數教師對于數字化資源的運用仍然顯得過于粗糙，無非就是將原本在教材上的內容轉換成PPT，只是在數字化資源和傳統的教學用具之間做了一個平替轉換，而更加深層次的教學理念卻沒有發生改變，在運用了數字化資源后，所帶來的最大的改變只是教學用具的不同，對于課堂教學質量的提升，以及課堂教學效率的提升等方面所帶來的影響幾乎可以忽略不計，甚至會因為對數字化資源粗糙且不當的運用手法，讓學生學習起來更加疲勞。因此教師必須客觀地認識到數字化資源的優勢，將數字化資源轉化為學生日常的學習資源，并借此來轉變學生的學習思維。

教師可以通過建立學習網站的方式來完成數字化學習平臺的構建。該數字化學習平臺的主要功能就是為學生提供豐富的數字化資源，其中包括了各大物理名師對于初中物理知識的詳細講解的視頻、能夠幫助學生加深物理認知的電子書籍以及各種新奇的物理實驗視頻等，甚至還能夠幫助教師整理自己在課堂教學當中所使用過的課件，或者是記錄自己的實時教學視頻。該數字化學習平臺的主要目的就是幫助學生獲取到更多利于自己提升物理知識水平的數字化資源，而且該學習平臺還能夠提高學生的創新思維，可以讓學生根據自己在該學習平臺上的體驗，來向教師進行反饋，幫助教師對當下的物理課堂教學進行調整，綜合整理自己對于數字化資源的理解以及學生對于學習的需求，進而能夠采取更為科學客觀的方式，去合理地使用數字化資源來提升初中物理課堂教學的質量。除此之外，通過建立一個資源豐富的學習平臺還可以提升學生在課下進行自主學習的質量，并且還能夠通過該平臺來進一步提升學生課前預習和課后復習的質量。

（二）建設虛擬實驗教室

實驗是物理的生命，也是檢驗學生物理素養的最佳途徑，透過物理實驗學生能夠更加直接地掌握物理的相關知識，并且能夠將所學知識運用于實踐過程當中。然而目前我國在實驗教學這一方面的重視程度還遠遠不夠，在龐大的學生群體當中，在初中階段完全沒有接觸過物理實驗的學生比比皆是，即使步入高中階段，其所能夠接觸的物理實驗的種類，以及開展物理實驗的頻率，也遠遠不能滿足學生物理學習的正常需求。初中階段的物理教育就是要引導學生建立物理學習的思維，激發學生對于物理學習的興趣。初中階段的學生對于新事物的探索熱情是非常充足的，但是在傳統的教學模式下，教師很少能組織學生進行探索類教學活動，一些正式的學習活動，大都與考試掛鉤，這就讓很多學生給初中物理打上了枯燥、難學的負面標簽。因此對于初中物理教育來說，如何提高物理實驗教學的比重以及提升學生物理實驗的體驗，是當下的關鍵。

學校在實驗教學方面的顧慮無非就是實驗器材的豐富度以及學生開展實驗時的安全問題，在數字化資源融入初中物理課堂教學之后，就可以利用這一優勢來建立虛擬實驗教室。在完成了學習平臺建設的基礎上，運用實驗視頻、圖片和相關的實驗理論來幫助學生全面地認知所要開展的物理實驗。最后可以讓學生利用數字技術進行一次虛擬實驗，讓學生能夠通過這種仿真的實驗模式，獲取到不遜色于在真實的物理實驗室下進行物理實驗的體驗。除此之外更重要的是，建設了虛擬實驗室之后，對于那些以往只能夠在理論上實現的物理實驗，也可以通過虛擬平臺來重新展現在學生面前，而不只是停留于理論學習層面，甚至在講解到一些難以理解的物理難題和一些較為抽象的物理原理的時候，教師同樣可以利用虛擬實驗室來引領學生進行詳細的拆解和分析，使得學生的理論學習和實踐能力可以獲得同步增長，提升了知識的轉化率，加深了學生對物理的全面認知。

（三）建立全新的教學評價體系

在初中物理教育當中引入了數字化資源之后，無論是課堂教學的內容還是課堂教學的形式，都已經與傳統的教學模式截然不同，那么也就意味著傳統教學模式當中所采取的教學評價方式和標準當下已經不再適用，教師必須重新建設一套適用于數字化課堂教學的教學評價體系，去客觀地評價學生在全新教學模式下的教學體驗以及他們的物理素養的提升，只有統一收集了這些關鍵的數據，教師才能夠對當下的教學內容和所使用的教學方式進行有針對性地調整。

首先是除了對最基本的理論知識的理解和學習之外，還必須增添對學生實踐能力的考查，再通過數字化資源調整了初中物理的教學模式之后，使學生能通過所建立的數字化平臺和虛擬實驗教室來深入地強化自己的物理實驗能力，教師就可以結合學生的實際操作來判斷學生是否能夠學以致用，并從中分析學生在物理學習上存在的不足，然后再予以針對性的指導，讓學生能夠迅速地查漏補缺。

其次是對物理文化的學習。受傳統教學模式的影響，大多數學生在學習初中物理知識的時候，會傾注于物理公式或者是物理基礎知識的學習，而忽略了物理文化方面的學習，他們缺乏對這些物理知識進行追根溯源以及了解該知識從發現到完善的過程。所以為了能進一步提升學生的物理核心素養，應當針對物理知識的文化背景方面的學習進行考查，學生除了要能運用這些物理原理之外，還必須知道這些物理原理是由哪位物理學家發現的。

最后則是考查學生的知識遷移能力。很多學生在物理思維上較為固化，只要他們所遇到的事情脫離了實驗的表現，很多學生就很難用自己所學習過的物理知識去分析，導致了他們解決問題的能力不足。所以教師可以通過設立情境或者是設立實驗項目的方式去考查學生的知識遷移能力，讓學生能利用自己的物理知識提出解決問題的方案，然后通過實踐來驗證自己的想法是否正確，通過上述方式來幫助學生將課本上的內容轉化為自己的知識。

二、物理教育中數字化資源的具體應用

（一）采用小組學習，提升教學效率

像初中物理這樣非?？粗貙W生實踐能力的學科，過分地偏重理論教學，又或者是學生在被動的情況下接受教師所傳達的知識都不能取得很好的教學效果，學生必須在學習的過程當中保有自己對于知識的思考。因此在實際的教學當中，教師必須給學生留出足夠的自主探索空間，讓他們能夠針對所學習的知識進行進一步的探索。

為了能讓學生逐漸掌握課堂教學的主動權，最好的選擇就是將學生化零為整，分成若干個學習小組，每個小組的成員由3—4人組成，教師可以通過學生日常的學習表現，以及他們對于物理學習的認知，挑選出在物理學習上水平較為優異的學生擔任小組的組長，通過組織學習小組來逐漸分化教師在課堂上所掌握的主動權，而且以小組的形式開展學習有助于班級的管理。在小組組長的帶領下，學生能夠有序地完成教師的教學安排。例如在開展實驗教學的時候，教師可以先教授每個小組的組長，引領他們了解實驗的具體步驟，以及對各個儀器的操作方法，再由小組組長去輔導小組的成員，這樣教師就可以節省大量的時間，學生也就能有充足的時間去完成物理實驗，教師只需要在學生出現明顯錯誤或者是仍然對物理知識有所困惑的時候進行補充和解答，整體的課程效率就會得到提高。

（二）運用生活情境教學，優化教學內容

在初中階段學生對于物理的了解和認知基本還處于一個入門的階段，他們需要去自主尋找物理的學科規律，才能夠摸索出適合自己的物理學習方法。而學生在摸索一項自己不了解的事物的時候，往往會在初始階段代入自己所熟知的事物作為參照物，去尋找兩者之間的共同點和差異，借此來加快自己對新事物的學習速度。教師可以利用學生的這一認知特點，主動地為他們提供學習上的參照物，幫助學生降低理解抽象物理知識的難度，也進一步優化教學內容，讓學生利用自己的生活經驗和學習經驗，能獨立理解自己所學習的物理知識并產生新見解。

因此，教師可以運用生活情境教學法來優化教學內容。首先，數字化資源本身就是將視頻資源或圖片資源等素材轉化為生活情境創設的素材，在聲音圖像的加持下進一步創設出高質量的生活情境；其次，通過創設生活情境可以有效地培養學生的物理思維能力，在實際教學的過程中，教師可以通過融入一些生活中的物理現象來讓學生進行分析解讀，從而鍛煉他們用物理知識和思維能力去解讀生活中的這些物理現象；最后，可以讓各學習小組嘗試著用生活中常見的器材來重現一些物理現象，如用紙杯和繩子制作傳聲筒、用放大鏡點燃樹葉等。將學生所學習的物理知識與生活進行緊密聯系，提升物理知識的實用性價值，激發學生學習物理的興趣。

（三）設置個性化的物理作業

受傳統教學觀念的影響，很多教師所布置的物理作業大多形式單一，經常是讓學生以刷題的方式去鞏固在課堂上所學習的知識。而在已經完成了數字化學習平臺搭建的前提下，學生已接觸了非常豐富且多樣化的物理學習資源，再沿用以往傳統單一的作業形式與他們當下的學習節奏不符，會影響到學生物理學習的體驗。再者學生對于物理的學習理解能力是存在較大差異的，想要充分鍛煉他們就必須根據他們當前的學習層次來布置作業，才能取得好的效果。因此，教師可以結合數字化資源去探索作業的個性化，一來可以從多個角度去考查學生的物理學習能力，二來也能進一步推動學生的自主能動性，讓他們靈活運用物理知識去解決問題。根據這一物理作業的設計理念，可以結合數字化資源的建設成果來設計以下的物理作業。

一是物理實驗作業。結合一體化教學的模式，教師可以在實驗作業的完成人數上進行調整，可以建立個人作業和團隊作業，由完成作業的人數來調整作業的內容，要求學生能夠通過虛擬實驗教室來驗證自己的實驗方案，又要求學生能夠在真實的物理實驗室當中完成整體的實驗流程。整體作業分為方案設計、虛擬驗證、實際操作以及撰寫實驗報告等步驟，可以細致且全面地考查學生對所學物理知識在實驗方面的運用和理解，并且更加注重學生實踐能力的提升。

二是原理解析作業。該個性化作業設計的理念是來自課堂教學所使用的情境教學法，在傳統的物理作業當中，大多都是教師給出條件，讓學生根據物理的公式來計算數值，或者是判斷物理現象的發生等，而原理解析作業則是要求學生根據當前發生的物理現象來進行逆推導，推理出發生該現象之前該物體所經歷過的物理變化過程，并且要搭配公式和相關的原理來驗證自己的說法。這種逆推導的作業能夠考查學生的知識遷移能力，打破了教材上對物理知識限制的框架，要求學生能夠真正地運用物理知識去解答所遇到的物理現象。

三、結語

綜上所述，在現代教育體系當中，想要能夠最大化地運用數字化資源來提升課堂教學的質量和效率，就必須要同步建設能夠支撐數字化資源的教學體系，包括網絡學習平臺和虛擬實驗教室等。以數字化資源為核心來建設教學體系之后，才能夠在此基礎之上去探索更加新穎且多元化的教學資源的應用方式，也能夠更加客觀地判定哪種應用方式更加合理高效，并且可以提高學生的適應能力，讓他們能夠適應這樣高效運用數字化資源進行教學的節奏，改變他們的學習方式和理念。