合理應(yīng)用新興技術(shù)，落實(shí)物理過程學(xué)習(xí)

王亞雷

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，高科技含量的教學(xué)技術(shù)進(jìn)入了中學(xué)物理課堂。對(duì)于新技術(shù)如傳感器、微課等的應(yīng)用需基于教學(xué)目標(biāo)、契合教學(xué)內(nèi)容和過程合理地運(yùn)用于物理教學(xué)中，而不是為了創(chuàng)新而信息化。通過個(gè)性化電子教材的設(shè)計(jì)與傳感器等器材的使用實(shí)例，展現(xiàn)如何在實(shí)際運(yùn)用過程中促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程體驗(yàn)，提升科技為教育服務(wù)的效率。

關(guān)鍵詞：新興技術(shù)；個(gè)性化；電子教材；人機(jī)合一；合理應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，傳感器、微課、極課系統(tǒng)等新興教學(xué)技術(shù)陸續(xù)進(jìn)駐物理課堂。新穎、有趣、直觀、美好的物理學(xué)習(xí)過程給師生帶來(lái)了教與學(xué)的新境界。

但隨著技術(shù)應(yīng)用的深入，教師發(fā)現(xiàn)必須處理好新技術(shù)與物理教學(xué)之間的關(guān)系，不然新技術(shù)就會(huì)綁架物理課堂，學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)停留于表面的新鮮感，減少了過程性學(xué)習(xí)經(jīng)歷，從而不能有效激發(fā)思維。所以，物理教學(xué)中對(duì)新興技術(shù)的運(yùn)用必須基于教學(xué)目標(biāo)、契合物理教學(xué)內(nèi)容和過程，為實(shí)現(xiàn)學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式提供良好的輔助實(shí)施平臺(tái)。

對(duì)于新興技術(shù)和物理教學(xué)科學(xué)整合的課題，文章從以下具體應(yīng)用設(shè)計(jì)和實(shí)例做出思考與建議。

一、開發(fā)個(gè)性化電子教材，積極回歸教材

在教學(xué)中，物理教材是自然物理知識(shí)、規(guī)律的標(biāo)準(zhǔn)承載體，但抵不過復(fù)習(xí)輔導(dǎo)用書。教材對(duì)學(xué)習(xí)的引領(lǐng)和指導(dǎo)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(xiàn)象的本質(zhì)原因在于：學(xué)習(xí)者接受知識(shí)過程具有差異性，而固化的紙質(zhì)教材無(wú)法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)服務(wù)，即做到個(gè)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(qiáng)化。所以，學(xué)生與教師都需要一種可記錄、可以提升學(xué)習(xí)能力、教學(xué)能力的教材。

那么，在現(xiàn)代技術(shù)環(huán)境下，電子教材就是一種值得開發(fā)的教學(xué)資源。它能記錄個(gè)人學(xué)習(xí)（教學(xué)）過程，又可根據(jù)不同學(xué)習(xí)（教學(xué)）層次、階段進(jìn)行編輯，實(shí)現(xiàn)通過教材研究推進(jìn)學(xué)習(xí)、糾正、再提升的過程，且每個(gè)學(xué)習(xí)者（教學(xué)者）所擁有的是真正為個(gè)人所用的個(gè)性化教材。設(shè)計(jì)思路如下：

（一）充分發(fā)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(guī)律實(shí)質(zhì)也是解決問題的思維與方法。通過概念可操作化，幫助學(xué)生有效地抓住思維線索，實(shí)現(xiàn)思維無(wú)序到有序，理解概念的本質(zhì)，進(jìn)而將其納入自己的思維系統(tǒng)。電子教材不但可以記錄概念操作過程，同時(shí)也可以鏈接實(shí)例配加解析說(shuō)明，完善抽象到具體的指引。

例如，對(duì)復(fù)雜電路感生電動(dòng)勢(shì)的判定，可整理為如下基本思路和步驟：

①根據(jù)楞次定律，由磁場(chǎng)變化定位感生電場(chǎng)分布；

②判斷含主要元件電路上電流方向；

③根據(jù)電流方向確定復(fù)雜電路組成；

④檢查討論。

電子教材可配加易錯(cuò)典例，幫助學(xué)生練習(xí)并糾正，形成正確的分析思路。

（2）概念歸位于知識(shí)體系

當(dāng)一個(gè)概念規(guī)律學(xué)習(xí)完畢，教師根據(jù)學(xué)生情況設(shè)計(jì)延伸，拓展問題設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生理清概念主線周圍各支線的知識(shí)分布和應(yīng)用，將獨(dú)立或零散知識(shí)點(diǎn)歸位于相應(yīng)知識(shí)體系，建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢碇R(shí)構(gòu)架和思維邏輯?？筛碌碾娮咏滩膭t通過鏈接將這類教學(xué)時(shí)效拉長(zhǎng)、深入。

比如，感生電場(chǎng)的問題提出之后就需加上感生電場(chǎng)做功、能量轉(zhuǎn)化（磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能）等問題解題思想的滲透，讓學(xué)生全方位地認(rèn)識(shí)并接受感生電場(chǎng)這一物質(zhì)的特性，也明了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，啟發(fā)學(xué)生意識(shí)到電磁感應(yīng)現(xiàn)象有兩種形式，因此解決問題前首先需判斷產(chǎn)生機(jī)制，同時(shí)學(xué)生在對(duì)磁場(chǎng)是具有能量的這個(gè)觀點(diǎn)也會(huì)有更好的領(lǐng)會(huì)。從感應(yīng)電流的產(chǎn)生體會(huì)電場(chǎng)力的性質(zhì)，從電路焦耳熱的計(jì)算體會(huì)電場(chǎng)能的性質(zhì)，全方位地認(rèn)識(shí)電與磁的關(guān)系，理清電磁感應(yīng)現(xiàn)象主線周圍各支線的知識(shí)分布和應(yīng)用。

（3）文字表述加注釋

教材中概念規(guī)律的文字表述比較概括抽象，不能有效地激起學(xué)生思維活動(dòng)的敏感性和活躍性，那么在電子教材中做一段有意思的強(qiáng)調(diào)或注釋則能增強(qiáng)學(xué)生的感性記憶，也對(duì)常態(tài)、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(zhǎng)期的牛頓力學(xué)學(xué)習(xí)，牛頓的貢獻(xiàn)占據(jù)學(xué)生的記憶。學(xué)生認(rèn)為是牛頓提出“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”。

為避免學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)史的混亂，教師可以在電子教材相應(yīng)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(yùn)動(dòng)的原因。牛頓也不是樣樣都是第一哦！

通過文字注釋，學(xué)生對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)就會(huì)變得更加有趣而準(zhǔn)確。

2.插圖板塊

教材中，插圖包含大量的知識(shí)信息，是開展思維交流的切入點(diǎn)。教師根據(jù)不同的教學(xué)階段在圖片處鏈接設(shè)問，為學(xué)生的思維提升做好引領(lǐng)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(qǐng)指出充、放電結(jié)束相應(yīng)的時(shí)刻、此刻能量?jī)?chǔ)存情況、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小情況、畫出相應(yīng)電量關(guān)于時(shí)間變化的圖像”。

在一個(gè)章節(jié)體系中，將兩節(jié)平行知識(shí)內(nèi)容所插入的圖片聯(lián)合起來(lái)使用，學(xué)生通過觀察對(duì)比，較好地實(shí)現(xiàn)知識(shí)系統(tǒng)的再構(gòu)建。

設(shè)問式圖片閱讀法不僅能幫助學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，也能引導(dǎo)學(xué)生讀圖、挖掘圖片信息、進(jìn)行知識(shí)拓展等。

3.課后習(xí)題等板塊

教材中“問題與練習(xí)”“說(shuō)一說(shuō)”“科學(xué)漫步”等欄目將知識(shí)外化于形，使相應(yīng)題材內(nèi)容更具體，貼近物理研究與生活實(shí)踐。對(duì)于這個(gè)內(nèi)容，電子教材通過微課視頻、圖片資源加強(qiáng)可視性，便于學(xué)生隨時(shí)獲得感性認(rèn)知，體驗(yàn)規(guī)律與具體模型之間的聯(lián)系，接觸將理論應(yīng)用于實(shí)踐過程中具體操作帶來(lái)的新問題。

比如，多用電表、游標(biāo)卡尺等儀表讀數(shù)，此類問題涉及的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，容易遺忘，一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的盲點(diǎn)。將讀數(shù)過程制作成微課，結(jié)合講解、演示（可實(shí)驗(yàn)或動(dòng)畫模擬），就能起到動(dòng)態(tài)示范的作用。

再如，選修3-1恒定電流串并聯(lián)電路中52頁(yè)題2，關(guān)于電表的外接法和內(nèi)接法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響問題，讓學(xué)生觀察、讀數(shù)，有事實(shí)數(shù)據(jù)為依據(jù)，便于學(xué)生更好地理解電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)值的影響。且可分階段設(shè)置思考：（1）了解電表內(nèi)阻對(duì)真實(shí)值的影響；（2）根據(jù)兩電表的數(shù)據(jù)變化做出內(nèi)接或外接的判定，即點(diǎn)觸法的情景應(yīng)用。

將微課、視頻資源植入電子教材，不僅為學(xué)生閱讀教材增加了可讀性和知識(shí)拓展過程，同時(shí)也為這些零散的資源提供了集合體。無(wú)論是新課還是后續(xù)學(xué)習(xí)中，學(xué)生能自由調(diào)用觀看或練習(xí)，增加了自由度和時(shí)效。

（二）教學(xué)過程實(shí)時(shí)記錄，將教材、筆記、錯(cuò)題集為一體

在電子教材中，教師可根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況增減概念解析和舉例內(nèi)容，補(bǔ)充共享實(shí)例。對(duì)于規(guī)律適用條件、概念延伸應(yīng)用，可做實(shí)例演示，將概念知識(shí)具體化，使學(xué)生理解全面化、立體化。同時(shí)，記錄學(xué)生出錯(cuò)率較高的錯(cuò)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(shù)手段共享給學(xué)生，并記錄學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋、最有效的糾錯(cuò)方法或講解過程等，是一份完整的教學(xué)日志。

從學(xué)習(xí)者角度來(lái)看，在方法技能沒有演變成思維邏輯能力之前，同樣的錯(cuò)誤會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。通過電子教材平臺(tái)，學(xué)生可記錄自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，如錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)、正確解決方案、學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問、自己的錯(cuò)例，實(shí)現(xiàn)教材與學(xué)習(xí)筆記、錯(cuò)題集的統(tǒng)一規(guī)整，避免資料的零散性、獨(dú)立性，是一份有用的學(xué)習(xí)筆記。

（三）電子教材為新高考改革后學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了資源

浙江省新高考政策下，學(xué)生可選擇高考科目和考試時(shí)間，學(xué)習(xí)個(gè)性化將得到滿足。電子教材可對(duì)那些需要提前學(xué)習(xí)物理的學(xué)生提供有力幫助。學(xué)生可通過電子教材的指引預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，為之后的學(xué)習(xí)預(yù)留時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的選擇性和自主性。

二、發(fā)揮科技產(chǎn)品對(duì)過程性學(xué)習(xí)體驗(yàn)的促進(jìn)作用

1.傳感器的使用要做到人機(jī)合一

傳感器可以方便、高效地收集數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī)形成研究物理量之間的函數(shù)圖象。但傳感器的應(yīng)用不能僅限于數(shù)據(jù)測(cè)量的靈敏和方便，教師通過設(shè)計(jì)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的感知與人體、思維感知的統(tǒng)一——人機(jī)結(jié)合，為學(xué)生深刻理解概念創(chuàng)造思維細(xì)節(jié)。

比如利用速度傳感器進(jìn)行v-t圖像教學(xué)。

第一層面：通過傳感器可記錄實(shí)驗(yàn)者的行走速度，讓學(xué)生描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。這一過程由機(jī)器去感知人的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)情況。

第二層面：預(yù)設(shè)一v-t圖像，讓一位學(xué)生去指揮另一位學(xué)生以自己的行走速度去擬合已知圖像，這樣學(xué)生既能體會(huì)到2m/s的速度究竟有多快，同時(shí)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(yàn)過程詮釋了學(xué)與用的兩個(gè)過程。學(xué)生通過肢體操作和小組分工合作，獲得v-t圖像的感性認(rèn)識(shí)，再將實(shí)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(yùn)動(dòng)規(guī)律。

2.手機(jī)也是實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)面向全體的學(xué)習(xí)工具

現(xiàn)代手機(jī)就是一部微電腦，將手機(jī)應(yīng)用于課堂有它靈動(dòng)之處，為平等的教學(xué)過程的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。它可使教師、學(xué)生擺脫大型電腦的不便，給教學(xué)留出更多可活動(dòng)的時(shí)間和空間。

比如手機(jī)學(xué)習(xí)軟件不僅可以讓每個(gè)學(xué)生參與，還可在共同操作時(shí)迸發(fā)集體智慧，在短時(shí)間內(nèi)獲得更多隨機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)論，積累感性認(rèn)知并最終歸納出物理事件初步規(guī)律，再上升到理論描述、推導(dǎo)與應(yīng)用。

利用手機(jī)學(xué)習(xí)將是快樂主動(dòng)的事，這是一種學(xué)習(xí)情感的培養(yǎng)，更是學(xué)習(xí)正能量的積淀。

當(dāng)然，也要避免學(xué)生違規(guī)使用手機(jī)。方法一：教師要精心備課，激發(fā)學(xué)生的興趣，要讓學(xué)生有疑問，吸引學(xué)生的注意力。方法二：由學(xué)生自己設(shè)定手機(jī)使用規(guī)則。

3.極課系統(tǒng)、課堂答題器等是大數(shù)據(jù)環(huán)境下的高效教學(xué)反饋利器

極課系統(tǒng)是一種先進(jìn)的快速批閱機(jī)器，不僅將教師從繁重的批改工作中解脫出來(lái)，同時(shí)還可快速記錄錯(cuò)題率、學(xué)情等，給教師工作帶來(lái)便利。但對(duì)每個(gè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，雖然可從教師處查得作業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，但不利于學(xué)生自己整理，需要建立一個(gè)軟件平臺(tái)以推送作業(yè)批改情況。

課堂答題器在國(guó)外教學(xué)中比較流行。教師設(shè)計(jì)問題，由學(xué)生按按鈕選擇，聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)上立即顯示出各選項(xiàng)的選擇情況。教師即刻獲得學(xué)生的聽課情況。這也為教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題提供了幫助，較好地實(shí)現(xiàn)了課堂師生的交互性。

三、互聯(lián)網(wǎng)科技為課堂教學(xué)組織形式提供了改革的窗口

微博、授課平臺(tái)等互聯(lián)科技的端口為傳統(tǒng)的課堂模式帶來(lái)了新氣象。學(xué)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(nèi)容的推送等需要互聯(lián)網(wǎng)支持。通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，打破課程時(shí)間、空間的限制，提高課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)效益，也使學(xué)生獲得更為平等的教學(xué)資源。

新時(shí)代，學(xué)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(yīng)勇于沖在教育改革的浪尖，多嘗試新技術(shù)與物理教學(xué)的結(jié)合實(shí)踐，合理應(yīng)用科技手段解決問題，帶領(lǐng)學(xué)生更快地走進(jìn)物理，體驗(yàn)物理思辨和探究的過程，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，形成正確的物理思維。

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編輯 張珍珍