信息技術(shù)背景下物理學(xué)科教室的規(guī)劃與思考

徐兵田

信息技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合是推進(jìn)教育現(xiàn)代化的重要方式。近年來，全國很多學(xué)校就融合的的模式、課程的開發(fā)等環(huán)節(jié)展開了深入的研究和探索。信息技術(shù)與課堂的深度融合是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，既要細(xì)化到不同學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)、素養(yǎng)要求等具體項(xiàng)目，更要著眼于不同學(xué)科相互滲透與關(guān)聯(lián)的跨學(xué)科背景。教師必須清醒地認(rèn)識(shí)到：深度融合后的課堂對(duì)學(xué)生來說將是信息豐富、合作探究、體驗(yàn)深刻的多功能平臺(tái)。物理學(xué)科教室正是基于這樣的平臺(tái)所構(gòu)建的全新學(xué)習(xí)活動(dòng)空間?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中也明確指出：充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施[1]。

從當(dāng)前信息技術(shù)與普通學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r來看，這樣高度集成化的學(xué)科教室已經(jīng)具備搭建實(shí)施的基本條件。更重要的是，中學(xué)物理教學(xué)的授課模式已經(jīng)進(jìn)入了破冰期，選課走班制已是大勢(shì)所趨，學(xué)生在這樣的學(xué)科學(xué)習(xí)狀態(tài)下想要走進(jìn)什么樣的物理教室，是擺在教育工作者眼前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。顯然，打造感興趣、可操作、利創(chuàng)新、提素養(yǎng)的專業(yè)型教室才能與學(xué)生的發(fā)展需要相匹配。由此可見，結(jié)合實(shí)地環(huán)境積極規(guī)劃學(xué)科教室應(yīng)成為物理教學(xué)改革的重要內(nèi)容。

一、有效整合傳統(tǒng)教室與實(shí)驗(yàn)室資源

目前，多數(shù)基礎(chǔ)教育學(xué)校將教室與實(shí)驗(yàn)室分成兩個(gè)獨(dú)立的部分，這種設(shè)計(jì)的理念源于在傳統(tǒng)教室中，學(xué)生更便于集中、統(tǒng)一管理，這與工業(yè)化背景下知識(shí)大面積單向傳輸相適應(yīng)。而從物理教學(xué)的角度來看，這種集中管理的教室更適合發(fā)揮單純授課的功能，學(xué)生可以完成理論學(xué)習(xí)或觀察簡單的演示實(shí)驗(yàn)，而真正的實(shí)驗(yàn)探究則需要到另外的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)大部分在教室中進(jìn)行，完成實(shí)驗(yàn)后需要馬上離開實(shí)驗(yàn)室，與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的深入拓展研究也隨之中斷，不利于更有實(shí)效地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，這種分離式的學(xué)科教學(xué)明顯更偏重了理論化的學(xué)習(xí)，即實(shí)驗(yàn)操作或探究受到空間限制，更多地以書面或口頭表達(dá)的方式來呈現(xiàn)。而有些基層學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)室由于使用次數(shù)少、缺乏專業(yè)管理與維護(hù)而幾乎成為被閑置的擺設(shè)。

物理學(xué)科教室必須整合這兩部分資源，特別是要將實(shí)驗(yàn)室功能融入到學(xué)科教室，真正實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的探究化和實(shí)驗(yàn)化。但是物理學(xué)科教室不應(yīng)是簡單地將兩室合而為一，而應(yīng)是基于學(xué)生走班選學(xué)的學(xué)習(xí)需要而建立起來的新型教室。可結(jié)合學(xué)生的學(xué)段，將探究器材按照物理學(xué)科的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行布局，這是規(guī)劃學(xué)科教室的前提。如筆者所在學(xué)校的物理學(xué)科教室，按照學(xué)習(xí)需要?jiǎng)澐殖珊献魈骄繀^(qū)、展示區(qū)（含黑板及電子演示板等）、器材區(qū)、自主內(nèi)化區(qū)、互聯(lián)世界區(qū)五個(gè)區(qū)域。其中的自主內(nèi)化區(qū)與其余四個(gè)區(qū)用器材展柜分離，以形成安靜的自主提升空間；器材區(qū)根據(jù)學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)從簡單到復(fù)雜的規(guī)律擺放實(shí)驗(yàn)器材，并將運(yùn)動(dòng)、力、聲音、熱現(xiàn)象和電、磁現(xiàn)象探究分別放在兩個(gè)不同的學(xué)科教室內(nèi)，具體到每個(gè)分類仍然按照從簡單到復(fù)雜的順序呈現(xiàn)；互聯(lián)世界區(qū)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與國內(nèi)外知名學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建立共享聯(lián)系，同時(shí)，該區(qū)域還是新技術(shù)、新發(fā)明的體驗(yàn)或模擬區(qū)。

二、對(duì)生成性問題進(jìn)行探究體驗(yàn)或拓展延伸

當(dāng)代中學(xué)生普遍缺乏對(duì)生活現(xiàn)象的觀察與體驗(yàn)，這可能和學(xué)生逐漸遠(yuǎn)離自然、遠(yuǎn)離勞動(dòng)有關(guān)。這種情況讓學(xué)生在探究活動(dòng)中過多地依賴于教材所提供的實(shí)驗(yàn)方案或步驟，也就是“照著葫蘆畫瓢”式的探究。要解決學(xué)生在課堂上生成的新問題，就需要把生活現(xiàn)象較為真實(shí)地引入課堂。在物理學(xué)科教室中，可以用豐富的實(shí)驗(yàn)素材或仿真模擬來完成這樣的替代任務(wù)，讓學(xué)生在探究現(xiàn)象背后的規(guī)律時(shí)更有針對(duì)性和現(xiàn)實(shí)性。課堂中生成的問題也可能是探究器材本身或探究結(jié)果引發(fā)的疑惑，這是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的良好契機(jī)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室或課堂可能因時(shí)間、資源條件不足而限制了這種創(chuàng)新思維的發(fā)展，而在學(xué)科教室里，則可以通過與名?；蚋叩仍盒５膶?shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)接來幫助學(xué)生提升對(duì)問題的認(rèn)識(shí)，在知識(shí)延伸的同時(shí)，也使學(xué)生的思維方式得到進(jìn)一步拓展。通過劃分各功能區(qū)域，可使學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得重要的支持系統(tǒng)，拓展學(xué)生的視野和思路。

例如，在物理學(xué)科教室學(xué)習(xí)有關(guān)大氣壓強(qiáng)的內(nèi)容時(shí)，對(duì)于身處太空的宇航員所穿艙外宇航服的設(shè)計(jì)及應(yīng)用問題，師生通過對(duì)接網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系到了有關(guān)航天專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解答。專業(yè)的解答把相關(guān)知識(shí)推向了縱深的探索，即航天員的其他生命保障系統(tǒng)，極大地豐富了學(xué)生的航天知識(shí)，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

三、應(yīng)用信息技術(shù)

助推學(xué)生多元化與個(gè)性化發(fā)展

物理學(xué)科教室中所搭建的高速與大容量的信息化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在傳輸、貯存本學(xué)科學(xué)習(xí)資源的同時(shí)，還是一個(gè)物理及相關(guān)延伸學(xué)科資源共享與交互的空間。學(xué)生可借助其強(qiáng)大的功能自主地進(jìn)行學(xué)科預(yù)習(xí)或知識(shí)拓展。學(xué)生豐富的在線學(xué)習(xí)活動(dòng)能夠在信息平臺(tái)上留下記錄，便于教師進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析評(píng)價(jià)。通過動(dòng)態(tài)的信息數(shù)據(jù)跟蹤，對(duì)于學(xué)生在物理學(xué)科上的學(xué)業(yè)能力差異，可以從學(xué)生手持終端設(shè)備和教室主設(shè)備的交互記錄中形成精確的數(shù)據(jù)分析，這些分析源于學(xué)生的思考、討論動(dòng)向、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、測(cè)試結(jié)果等，能夠反映學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)情況。這使教師得以更加準(zhǔn)確地幫助和引導(dǎo)，縮小學(xué)生的學(xué)習(xí)差距。

物理的學(xué)習(xí)情況存在較大的差異，這種差異和年齡、學(xué)段、性別都有關(guān)系[2]，究其原因，與學(xué)生發(fā)展的不平衡性和階段性有關(guān)，這種差異在傳統(tǒng)環(huán)境下會(huì)因?yàn)殡y以建立物理模型而被放大。但信息技術(shù)可以讓更多的學(xué)生體驗(yàn)到物理背景下的仿真或模擬的情境，彌補(bǔ)了一些學(xué)生思維方面的不足，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的興趣，也可以把學(xué)有余力、喜歡鉆研的學(xué)生帶到更高深和更專業(yè)的物理學(xué)習(xí)階段，為學(xué)生多元化、個(gè)性化的發(fā)展提供了可能。

四、為學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升

承載更廣闊的著落點(diǎn)

檢驗(yàn)學(xué)科教室的規(guī)劃合理與否，關(guān)鍵在于看其是否利于培養(yǎng)和提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，這也是教育的總目標(biāo)和要求。核心素養(yǎng)是學(xué)生適應(yīng)個(gè)人終生發(fā)展和未來社會(huì)發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力[3]。怎樣在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)出學(xué)科素養(yǎng)的要點(diǎn)，并讓學(xué)生受到良好的熏陶呢？結(jié)合已有的教學(xué)實(shí)踐來看，學(xué)科教室里所展現(xiàn)給學(xué)生的豐富素材及在合作探究中開展的數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)評(píng)估、知識(shí)延伸等活動(dòng)，讓學(xué)生在信息意識(shí)、問題解決等核心素養(yǎng)方面有直接的體驗(yàn)和提升。endprint

以牛頓第一定律的教學(xué)為例，物理學(xué)史上記載，伽俐略對(duì)運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的質(zhì)疑是一個(gè)充滿生命危險(xiǎn)的歷程，這一點(diǎn)在教材中很難體現(xiàn)出來。而在信息技術(shù)的支持下，學(xué)生可以非常全面地了解這位偉大物理學(xué)家英雄式的探索之路。這些史實(shí)對(duì)學(xué)生的思想沖擊較大，有的探究小組還結(jié)合這位偉大人物的傳奇經(jīng)歷組織了課堂情景劇。這種浸入式的體驗(yàn)讓科學(xué)的歷程回歸到本來面目，也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷了批判質(zhì)疑、勇于探究的過程。這些體驗(yàn)、參與的方式無疑對(duì)學(xué)生素養(yǎng)的提升有著直接且深刻的影響，也必將在他們的心靈深處播下科學(xué)的火種。

五、物理學(xué)科教室建設(shè)的影響因素

物理學(xué)科教室的建設(shè)和規(guī)劃，需要學(xué)校以長遠(yuǎn)的目光來綜合安排教學(xué)空間與資源的配置。物理學(xué)科教室的搭建與推進(jìn)情況可能會(huì)受到以下一些因素的影響。

一是學(xué)校層面對(duì)學(xué)科教室建設(shè)的支持力度。學(xué)科教室建設(shè)需要在教室改造、網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)、教學(xué)軟件等方面有一定的資金投入。有些學(xué)校擔(dān)心由于學(xué)生會(huì)有更長的時(shí)間駐留在學(xué)科教室中，會(huì)增加器材或設(shè)備的損壞率，還有的擔(dān)心缺乏實(shí)驗(yàn)員可能會(huì)引發(fā)學(xué)生安全問題等。雖然目前學(xué)科教室多處于試用的初期階段，但還未發(fā)生上述所擔(dān)心的情況，因?yàn)閷W(xué)科教室本身也是專業(yè)教師的工作室和實(shí)驗(yàn)室，學(xué)科教室的使用與職能分工也非常明確。

二是教師的專業(yè)素養(yǎng)水平。信息技術(shù)背景下的物理教學(xué)，需要教師對(duì)信息有較高的采集應(yīng)用、分析處理能力，這就牽涉到物理學(xué)科教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性；學(xué)生在學(xué)科教室中的任務(wù)進(jìn)度并不一致，想要讓他們各得其所地合作或自主進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)，還需要教師具備較強(qiáng)的組織和引導(dǎo)能力。這些顯然對(duì)物理教師的職業(yè)素養(yǎng)提出了較高的要求。學(xué)校或?qū)W科組應(yīng)組織專家定期對(duì)相關(guān)教師進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)，讓教師能夠更好適應(yīng)新條件下的教學(xué)環(huán)境，并不斷提高對(duì)學(xué)科教室的應(yīng)用水平。

三是社會(huì)對(duì)學(xué)生成績片面化的追求。眼下仍有很多學(xué)校為了迎合人們對(duì)分?jǐn)?shù)的追逐，對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)主要集中在如何提升考試成績上，這種功利化的做法破壞了教育的良性環(huán)境，也誤導(dǎo)了社會(huì)力量對(duì)教育發(fā)展方向的認(rèn)識(shí)。如筆者所在學(xué)校的有些學(xué)生家長提出：學(xué)生在學(xué)科教室的氛圍中，實(shí)驗(yàn)多而做題太少，不利于學(xué)習(xí)成績的提升。通過解釋，家長暫時(shí)消除了疑惑，但也讓物理教師們深刻反思了教學(xué)與成績的關(guān)系，并認(rèn)識(shí)到：教學(xué)改革或創(chuàng)新不能以犧牲學(xué)生的學(xué)業(yè)成績?yōu)榇鷥r(jià)，而是在培養(yǎng)和提升學(xué)生核心素養(yǎng)的同時(shí)，更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)業(yè)發(fā)展和提升。

從國家努力推進(jìn)信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，到教育部組織專家對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的具體解讀，說明我國的教育正處于不斷發(fā)展和變革之中。作為物理教師，在努力做好本職工作的同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，積極投身于教育改革，為學(xué)生的成長與發(fā)展創(chuàng)造優(yōu)良環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）[EB/OL].http：//politics.people.com.cn/GB/12292538.html.

[2]盧強(qiáng).教育心理學(xué)（第3版）[M].北京：北京出版社，2010：36.

[3]林崇德.21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2016：163.

（責(zé)任編輯 郭向和）endprint