多媒體信息技術(shù)支撐下的物理課堂教學(xué)策略研究

鄭行軍

摘 要：多媒體信息技術(shù)的不斷發(fā)展，使得學(xué)生獲得知識的方式呈現(xiàn)多樣化，教師的教學(xué)模式也隨之發(fā)生了很大的變化。以新型的多媒體技術(shù)為紐帶，對物理課堂教學(xué)模式進行創(chuàng)新與改革，可優(yōu)化課堂教學(xué)過程，提升教學(xué)的有效性，并為學(xué)生提供和諧的學(xué)習(xí)氛圍。

關(guān)鍵詞：多媒體信息技術(shù)；物理教學(xué)；課堂效率

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-010X（2018）20/23-0020-03

一、問題的提出

近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，使得云計算、大數(shù)據(jù)、多媒體等信息技術(shù)能有效融合到中學(xué)物理教學(xué)中，同時也使得在物理教學(xué)中應(yīng)用人機交互、人工智能等教育形式成為可能。新型信息技術(shù)手段的運用對改革傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)模式，優(yōu)化課堂教學(xué)過程，提升教學(xué)效果，實現(xiàn)物理高效課堂具有積極的作用，因此如何將新一代信息技術(shù)有效融入到物理教學(xué)過程中，達(dá)到提升教學(xué)有效性的目的是當(dāng)下物理教學(xué)研究的一項重要課題。

二、基于多媒體技術(shù)的物理教學(xué)實施策略

（一）實現(xiàn)教育信息多元化，并拓寬信息獲取渠道，由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

物理是一門研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運動規(guī)律的學(xué)科，它要求學(xué)生采集、加工和處理周圍的事物和現(xiàn)象，并挖掘事物和現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律。傳統(tǒng)的物理課堂僅僅通過板書、靜態(tài)圖片和有限的演示實驗很難實現(xiàn)這個教學(xué)目標(biāo)，而信息技術(shù)的發(fā)展和運用則可以為學(xué)生提供圖文聲像并茂的多感官綜合刺激。即在課堂上教師可以將文字、圖像、動畫、視頻、聲音以及課件等技術(shù)手段進行有效融合，為學(xué)生提供全方位的信息采集方式，同時積極引導(dǎo)學(xué)生參與課堂探究，如此最終可達(dá)到提高其學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)效率的目的。

例如在講解相遇和追及問題時，因為學(xué)生對相遇和追及現(xiàn)象的了解比較模糊，且對多物體系統(tǒng)模型缺乏清晰的認(rèn)識，所以教師通過播放一段救護車救援的動畫（圖1和圖2），并在播放過程中同步講解其中的相遇和追及現(xiàn)象來幫助學(xué)生構(gòu)建相關(guān)概念的初步認(rèn)知；然后再針對動畫中出現(xiàn)的不同相遇情境，歸納出相遇和追及問題的解題關(guān)鍵點——時間和空間的關(guān)系；隨后教師借助教學(xué)課件模擬運動圖景（圖3），同時引導(dǎo)學(xué)生通過觀察——分析——討論等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)從幾何角度分析兩物體運動的位移關(guān)系和時間關(guān)系，由此歸納出可能存在的空間和時間模型，找出解題的入手點，并最終形成完整的知識體系，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

（二）化抽象為具體，引導(dǎo)學(xué)生形成系統(tǒng)知識的元認(rèn)知

在學(xué)習(xí)物理時經(jīng)常會遇到一些抽象化的概念，如電場、磁場、波現(xiàn)象、原子核等，這些概念要么不是實物無法直接感知，要么研究對象的線度過小（如原子）無法觀測，所以學(xué)生無法理解其涵義，也阻礙了學(xué)生思維的拓展。而信息技術(shù)的發(fā)展和運用恰好彌補了這一缺陷，即教師可以靈活運用各種信息技術(shù)手段如視頻和動畫模擬等將概念和對象具體化，將微觀物質(zhì)直觀化，從而創(chuàng)建生動的物理情境，由此引導(dǎo)學(xué)生形成概念架構(gòu)，建立基本的知識體系（圖4）。

以講解電場和磁場的概念為例，在教學(xué)時教師可以先播放幾個生活中常見的電、磁場現(xiàn)象和情景，讓學(xué)生形成直觀感知，了解場物質(zhì)客觀存在；然后再利用動畫模擬的方式將抽象的電場、磁場具體化，從而使學(xué)生能夠直觀地觀察到電（磁）場的形成及分布規(guī)律，如此可讓學(xué)生在抽象和具體之間獲得體驗，形成電（磁）場概念的初始元認(rèn)知。

（三）設(shè)置課堂互動探究環(huán)節(jié)，并引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)知識的內(nèi)化

新課改的教學(xué)理念提倡以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的新型教學(xué)模式，其相較于傳統(tǒng)的應(yīng)試教學(xué)模式，師生的主客體關(guān)系發(fā)生了很大的變化。即在教學(xué)過程中教師要盡量避免采用結(jié)論灌輸式的教學(xué)模式去構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，而要讓學(xué)生自主挖掘、探究、總結(jié)出規(guī)律，并最終實現(xiàn)知識的內(nèi)化。且不同的課型應(yīng)選擇不同的探究教學(xué)模式如體驗探究式教學(xué)模式、合作學(xué)習(xí)探究式教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式等對學(xué)生進行啟發(fā)式、引導(dǎo)式和探索式教學(xué)，如此可在學(xué)習(xí)互動中提高學(xué)生對物理概念和模型的認(rèn)知度，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。

1.體驗式教學(xué)策略——以牛頓第三定律為例

教師請一位學(xué)生演示將兩根彈簧水平拉伸的過程，同時連接彈簧的力傳感器實時記錄兩根彈簧彈力的大小和方向，然后利用計算機對記錄的數(shù)據(jù)進行分析和運算并轉(zhuǎn)化成圖像投放到屏幕上，繼而學(xué)生通過呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)和圖像總結(jié)出相互作用力的可能關(guān)系；隨后再請不同的學(xué)生演示將彈簧轉(zhuǎn)換成豎直、傾斜或運動狀態(tài)重復(fù)上述步驟，由此學(xué)生可根據(jù)不同條件下獲取的數(shù)據(jù)得出相互作用力關(guān)系的一般規(guī)律，進而形成牛頓第三定律的概念體系。

2.小組討論探究式教學(xué)策略——以連接體問題為例

教師用課件呈現(xiàn)多個不同連接體圖形以幫助學(xué)生形成連接體模型的初始元認(rèn)知；然后根據(jù)連接體的知識特點和學(xué)習(xí)技能要求播放微課視頻以引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建連接體問題的知識體系；隨后教師以上述學(xué)習(xí)信息為基礎(chǔ)整理出幾個典型主題，并以問題為中心組織課堂討論，由此在設(shè)問→討論→答疑中完成連接體問題的題型構(gòu)建，并最終實現(xiàn)學(xué)生知能體系的自主建構(gòu)（圖5）。

圖5.小組討論探究式教學(xué)模式

（四）優(yōu)化教學(xué)策略組合，提升課堂教學(xué)效率

信息技術(shù)的發(fā)展改變了傳統(tǒng)課堂以“講授”為主的教學(xué)模式，且各種基于信息技術(shù)的新型教學(xué)法如活動教學(xué)法、體驗教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、思維呈現(xiàn)引導(dǎo)法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等的出現(xiàn)也極大地拓展了優(yōu)質(zhì)教育資源的作用和價值。由此教師在進行課堂教學(xué)時，可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，并以信息技術(shù)為紐帶，科學(xué)合理地組合各種教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)策略，以實現(xiàn)學(xué)生知識內(nèi)化的螺旋式上升，并最終完成課程知識和技能目標(biāo)。

例如在講授“滑動摩擦力的影響因素”時，教師可在課前將制作好的微課視頻等學(xué)習(xí)材料放置于互聯(lián)網(wǎng)資源平臺上，讓學(xué)生先自主預(yù)習(xí)以形成摩擦力概念的初始元認(rèn)知；然后在課堂教學(xué)時，教師再演示幾個摩擦力存在的實際情境，讓學(xué)生親身感受摩擦力的存在（情境演示法）；隨后教師按照本節(jié)課的課程要求給學(xué)生下達(dá)任務(wù)：根據(jù)課內(nèi)提供的器材自行設(shè)計探究摩擦力的實驗，并提出影響滑動摩擦力的可能因素（任務(wù)驅(qū)動法）；然后學(xué)生以小組為單位共同研討探究摩擦力實驗的可行性方案，并進行實驗找出影響摩擦力大小的可能因素（合作學(xué)習(xí)法）；在小組進行合作探究的過程中，教師要聆聽并記錄可能存在的問題，并將有代表性的小組實時拍攝成視頻投放至屏幕，同時還要將小組采集的數(shù)據(jù)錄入計算機數(shù)據(jù)處理軟件，并根據(jù)計算機運算的結(jié)果（以數(shù)據(jù)或圖象的形式呈現(xiàn)）與學(xué)生共同探究出影響滑動摩擦力大小的兩個因素（探究教學(xué)法）；最后教師借助動畫模擬對其進行驗證并得到滑動摩擦力的公式表述。

（五）憑借大數(shù)據(jù)、數(shù)字化平臺，實現(xiàn)課堂信息的實時反饋

基于大數(shù)據(jù)、云計算、多媒體等信息技術(shù)的物理教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比具有強大的交互性、可操作性、客觀性和實時性，也為教師實施高效課堂教學(xué)提供了必要的教學(xué)硬件和教學(xué)評測信息。即在課堂教學(xué)中教師可以利用多媒體技術(shù)將學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中暴露的問題實時反饋給學(xué)生，從而引導(dǎo)學(xué)生進行思維拓展以加深學(xué)生對物理知識的理解。此外計算機后臺監(jiān)測系統(tǒng)還可以實時采集課堂教學(xué)各個環(huán)節(jié)中學(xué)生直接或間接反映出的學(xué)習(xí)信息如學(xué)習(xí)態(tài)度、語言表達(dá)、肢體動作等，并通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，將學(xué)生學(xué)習(xí)行為的統(tǒng)計信息和智能化建議及時反饋給教師，如此教師就可以及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)達(dá)到的程度等情況，并根據(jù)其作出相應(yīng)的決策以調(diào)整教學(xué)策略，把握好后繼的教學(xué)著重點。

三、結(jié)語

在實施物理教學(xué)的過程中將教學(xué)過程與信息技術(shù)進行有效融合的教學(xué)模式促進了教師與學(xué)生之間的信息交流，也豐富了教師的教學(xué)手段和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，優(yōu)化了課堂教學(xué)過程，對教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)均有積極作用。

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