信息技術(shù)與物理課程高效整合
——踐行物理學(xué)科素養(yǎng)

萬(wàn) 鵬(東北師大附中 吉林 長(zhǎng)春 130022)

李 冰

(長(zhǎng)春師范大學(xué)物理學(xué)院 吉林 長(zhǎng)春 130032)

信息技術(shù)與物理課程高效整合
——踐行物理學(xué)科素養(yǎng)

萬(wàn) 鵬
(東北師大附中 吉林 長(zhǎng)春 130022)

李 冰

(長(zhǎng)春師范大學(xué)物理學(xué)院 吉林 長(zhǎng)春 130032)

信息技術(shù)與物理課程的整合對(duì)于一線教師來(lái)說(shuō)，早已不是什么新鮮事.但能夠在課堂上真正合理利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)課程與信息技術(shù)整合，做到高效，踐行物理學(xué)科素養(yǎng)，并非易事.許多教師對(duì)信息技術(shù)的運(yùn)用不夠熟練，整合點(diǎn)無(wú)效或效果不理想.怎樣才能更好地踐行物理學(xué)科素養(yǎng)，體現(xiàn)物理教育中的學(xué)生本位呢?

高效 整合 學(xué)科素養(yǎng) 信息技術(shù) 物理教育

信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合是當(dāng)前實(shí)施信息化教育中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題.“整合”這個(gè)詞，來(lái)源于英文“Integration”，可解釋為“一體化、成為一個(gè)整體”.從哲學(xué)角度講，整合通常是指若干相關(guān)事物或因素之間相互作用而合成為一個(gè)新的統(tǒng)一整體的建構(gòu)和細(xì)化過(guò)程[1].只有當(dāng)常規(guī)教學(xué)手段支撐教與學(xué)活動(dòng)存在質(zhì)量和效率方面的困難，信息技術(shù)能夠有效解決問(wèn)題或能夠提高質(zhì)量或效率時(shí)，才有必要在學(xué)科教學(xué)過(guò)程中引入信息技術(shù)手段[2].在常規(guī)教學(xué)中，要準(zhǔn)確找到“困難”，才能讓信息技術(shù)作為有效的教學(xué)工具，能夠解決常規(guī)教學(xué)難以解決的問(wèn)題，使教學(xué)更加高效.

高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括以下幾個(gè)方面要素：物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任[3].

在設(shè)計(jì)和開(kāi)展教學(xué)時(shí)必須以物理核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，將物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等要求，至始至終貫穿在教學(xué)活動(dòng)之中，使物理教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生核心素養(yǎng)的形成過(guò)程.核心素養(yǎng)的基本特征是：根基性、整合性、發(fā)展性.其中，整合性體現(xiàn)為核心素養(yǎng)是一種跨學(xué)科素養(yǎng)，是知識(shí)、能力和態(tài)度的綜合表現(xiàn)[3].

怎樣能從傳統(tǒng)的以知識(shí)為本的物理教學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)榕嘤诵乃仞B(yǎng)為主的物理教育，是物理教師應(yīng)該思考和踐行的事[3].

筆者以參加第十一屆全國(guó)高中信息技術(shù)與課程整合優(yōu)質(zhì)課大賽的獲獎(jiǎng)作品“彈力”為例，具體談一談信息技術(shù)與高中物理課程如何整合，實(shí)現(xiàn)高效，體現(xiàn)物理學(xué)科素養(yǎng).

1 整合點(diǎn)一

創(chuàng)設(shè)情境，PPT鏈接視頻資源展示形變．體現(xiàn)物理觀念素養(yǎng)中的物質(zhì)觀、相互作用觀要素．

如圖1和圖2所示.

圖1 細(xì)木條發(fā)生形變

圖2 弓弦發(fā)生形變

物理與生活聯(lián)系十分緊密，學(xué)生在日常生活中接觸到的物理現(xiàn)象是豐富多彩的.充分利用周邊的物理現(xiàn)象和趣味物理引入新課，既可以認(rèn)識(shí)到物理并不神秘，又可以有效地激發(fā)學(xué)生的積極性.

彈性形變是彈力產(chǎn)生的條件之一.視頻播放動(dòng)態(tài)的形變過(guò)程，有助于幫助學(xué)生充分認(rèn)識(shí)形變.也為本節(jié)課的學(xué)習(xí)開(kāi)了個(gè)好頭.

2 整合點(diǎn)二

自制教具、PPT鏈接Flash動(dòng)畫，使不容易觀察到的現(xiàn)象清晰呈現(xiàn)．體現(xiàn)科學(xué)思維素養(yǎng)中的創(chuàng)新要素．

微小形變不易觀察，微小形變的方向?qū)δ芊裾_判斷支撐面相互作用彈力的方向尤為重要.為了能夠讓學(xué)生觀察到，必須將形變放大.利用自制的教具，穩(wěn)定架起的長(zhǎng)木板、重錘壓迫產(chǎn)生形變和立柱光源投射的辦法，在放上重錘和撤掉重錘條件下觀察光點(diǎn)的位置變化.再利用PPT超鏈接如圖3和圖4所示的Flash動(dòng)畫，動(dòng)態(tài)展示這一過(guò)程.

圖3 微小形變觀察一

圖4 微小形變觀察二

3 整合點(diǎn)三

及時(shí)交流，實(shí)物投影展示學(xué)生記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效評(píng)價(jià)．體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)中的證據(jù)、交流要素．

在課堂的有限時(shí)間里，既要達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，又要對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，是很難同時(shí)完成的.可以利用實(shí)物投影儀，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及時(shí)評(píng)價(jià).如圖5和圖6所示，在學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格，并作出圖像之后，將幾組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄同時(shí)拿到實(shí)物投影上進(jìn)行對(duì)比展示，不僅可以對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行面批面改，還可以節(jié)省時(shí)間，進(jìn)行了及時(shí)有效的評(píng)價(jià).

圖5 實(shí)物投影學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄一

圖6 實(shí)物投影學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄二

4 整合點(diǎn)四

數(shù)據(jù)處理，利用計(jì)算機(jī)軟件的強(qiáng)大功能，快速高效整理分析．體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)中的解釋要素．

強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件給課堂教學(xué)帶來(lái)了嶄新的理念，大大提高了課程的效率，提升了時(shí)間的利用率.如圖7和圖8所示，在處理彈簧彈力與伸長(zhǎng)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論同時(shí)輸入計(jì)算機(jī)，利用Excel軟件功能，建立坐標(biāo).在同一個(gè)坐標(biāo)系中描點(diǎn)添加趨勢(shì)線作圖，既能得到同為正比例函數(shù)，彈力與伸長(zhǎng)量成正比即胡克定律的結(jié)論，又能得到圖像斜率不同，每種彈簧的勁度系數(shù)不同的結(jié)論，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論一目了然.

圖7 利用Excel處理數(shù)據(jù)一

圖8 利用Excel處理數(shù)據(jù)二

5 整合點(diǎn)五

通過(guò)DIS的恰當(dāng)使用，讓學(xué)生親自操作、親身體驗(yàn)．體現(xiàn)科學(xué)態(tài)度與價(jià)值素養(yǎng)中的STSE(科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境)要素．

DIS越來(lái)越多地引入物理課堂教學(xué)，因?yàn)槠洳僮骱?jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確科學(xué)，并能借助軟件直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整理，得出結(jié)論.在對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，可以借助傳感器.既可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，也可以開(kāi)拓學(xué)生的視野，讓學(xué)生更加了解先進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器.

如圖9和圖10所示，課上可以請(qǐng)學(xué)生協(xié)助完成傳感器采集數(shù)據(jù)過(guò)程，然后借助計(jì)算機(jī)輔助得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

圖9 利用傳感器實(shí)驗(yàn)一

圖10 利用傳感器實(shí)驗(yàn)二

6 結(jié)語(yǔ)

信息技術(shù)與課程整合不是一蹴而就的, 要想實(shí)現(xiàn)高效的整合,踐行物理學(xué)科素養(yǎng)，應(yīng)逐步總結(jié)出具有引領(lǐng)性的信息技術(shù)與課程整合模式及方法體系, 并探索出相應(yīng)每種模式的資源與軟件結(jié)構(gòu)與建設(shè)方法, 以及各類模式及資源軟件在教學(xué)上高效應(yīng)用的方法.望能真正從傳統(tǒng)的以知識(shí)為本的物理教學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)榕嘤诵乃仞B(yǎng)為主的物理教育.

1 曾祥霖，張紹文.論信息技術(shù)與課程整合的內(nèi)涵、層次和基礎(chǔ).電化教育研究，2006(1)：50

2 鐘紹春，張琢，李吉楠，等.信息技術(shù)與課程有效整合的方法與實(shí)踐.中國(guó)電化教育，2007(10)：74

3 張加澍.核心素養(yǎng)視域下的物理教學(xué).浙江省義烏中學(xué)，報(bào)告會(huì)，(2016.09.29 南京)

2017-03-26)