信息技術(shù)融入物理教學(xué)：價(jià)值、困境與應(yīng)用策略重構(gòu)

文∣鄧?yán)罹?/p>

一、信息技術(shù)融入物理教學(xué)的價(jià)值

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020 年)》指出，信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展有革命性影響，必須予以高度重視。信息技術(shù)融入學(xué)科教學(xué)是第三次教育革命的主要特征，是世界教育改革發(fā)展的必然趨勢(shì)。信息技術(shù)融入教育教學(xué)，是教育信息化的重要途徑，正在引發(fā)教育教學(xué)整體變革，核心是推動(dòng)教育教學(xué)創(chuàng)新，包括教育觀念、教學(xué)模式、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)手段的創(chuàng)新。進(jìn)入21世紀(jì)以后，早期的“黑板+粉筆”和“課本+紙筆”的傳統(tǒng)低效物理教學(xué)模式已經(jīng)發(fā)生質(zhì)變：黑板擴(kuò)展為多功能交互式電子白板，課本擴(kuò)展為紙質(zhì)書和電子音響視頻資源，紙筆擴(kuò)展為答題器、平板電腦、電子草稿紙等；幻燈機(jī)演變?yōu)槭謾C(jī)平板投屏技術(shù)；傳統(tǒng)作業(yè)批改擴(kuò)展為QQ、釘釘軟件提交，手機(jī)電子批改；傳統(tǒng)測(cè)試方式擴(kuò)展為“一起作業(yè)”“問(wèn)卷星”測(cè)試。信息技術(shù)的引入，貫穿課前、課中、課后，提升了物理教學(xué)效率，深刻地改變了物理教學(xué)樣態(tài)，影響了物理教學(xué)走向，凸顯出技術(shù)的威力和價(jià)值。“技術(shù)”已經(jīng)為教育插上了神奇的翅膀，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)創(chuàng)造了無(wú)限的可能性。[1]

二、信息技術(shù)融入物理教學(xué)的困境

(一)“過(guò)量使用”導(dǎo)致物理教學(xué)“舍本逐末”

物理教學(xué)不僅包含課堂教學(xué)，還包括教學(xué)工作系統(tǒng)：課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、課外物理綜合實(shí)踐活動(dòng)、學(xué)法指導(dǎo)等，信息技術(shù)已滲透到物理教學(xué)的各個(gè)方面。物理教學(xué)中，教師對(duì)信息技術(shù)的“過(guò)量使用”有如下表現(xiàn)：教師在課前預(yù)習(xí)方面，既布置紙質(zhì)學(xué)案、課文預(yù)習(xí)和習(xí)題，又通過(guò)QQ、釘釘?shù)然ヂ?lián)網(wǎng)軟件讓學(xué)生預(yù)習(xí)課件、微課、視頻資源以及“問(wèn)卷星”前測(cè)題，過(guò)量的信息技術(shù)干預(yù)導(dǎo)致學(xué)生在課前預(yù)習(xí)中負(fù)擔(dān)過(guò)重。課堂教學(xué)中，教師播放過(guò)多課件，精美的圖片和視頻沖淡了物理教學(xué)的主題，抑或過(guò)多使用答題器、平板電腦，減弱了學(xué)生紙筆計(jì)算的動(dòng)手訓(xùn)練等。課后，教師過(guò)多使用“一起作業(yè)”“猿題庫(kù)”等教育軟件布置作業(yè)，過(guò)度的無(wú)紙化自動(dòng)批改降低了作業(yè)的情感交流功能，教學(xué)失去了溫度。學(xué)法指導(dǎo)中，教師過(guò)于看重信息技術(shù)軟硬件，例如向?qū)W生推薦電子錯(cuò)題本、智能題庫(kù)、百度查資料等，長(zhǎng)時(shí)間地注視電子產(chǎn)品損傷了學(xué)生視力。物理教學(xué)中對(duì)信息技術(shù)盲目崇拜和過(guò)度使用，無(wú)異于“買櫝還珠”，信息技術(shù)的漂亮外表遮蔽了物理教學(xué)的內(nèi)涵與本質(zhì)。

(二)“使用不足”導(dǎo)致物理教學(xué)“事倍功半”

物理教學(xué)對(duì)信息技術(shù)“使用不足”主要表現(xiàn)與前述情況相反：課前預(yù)習(xí)，教師只布置紙質(zhì)作業(yè)，學(xué)生的預(yù)習(xí)資源匱乏，只有課本和練習(xí)冊(cè)，預(yù)習(xí)效率低下，所獲?。徽n中，教師主要依靠粉筆和黑板授課，不使用或者很少使用多媒體課件、智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)，教師的教學(xué)局限于“教教材”，限制了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)視野，教師在黑板上板書物理習(xí)題浪費(fèi)了教學(xué)時(shí)間，影響了課堂容量；課后復(fù)習(xí)中，教師只采用面對(duì)面形式輔導(dǎo)學(xué)生，而不使用QQ、微信等互聯(lián)網(wǎng)工具答疑解惑。狹隘的時(shí)空要求、陳舊呆板的方式限制了輔導(dǎo)學(xué)生的數(shù)量和頻率。信息技術(shù)使用上的匱乏，不僅影響了物理教學(xué)效率，降低了教學(xué)效果，還影響了學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，與國(guó)家信息教育方針政策格格不入。

(三)“不當(dāng)使用”導(dǎo)致物理教學(xué)“誤入歧途”

信息技術(shù)的“不當(dāng)使用”是屬于目標(biāo)沒(méi)問(wèn)題，但方法有問(wèn)題的情形。在物理教學(xué)中，表現(xiàn)為用“虛擬實(shí)驗(yàn)室”軟件做實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生真實(shí)情境下的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，模擬仿真實(shí)驗(yàn)在提高物理學(xué)習(xí)效率的同時(shí)，傷害了學(xué)生的實(shí)踐能力；用智慧課堂系統(tǒng)軟件的“隨機(jī)抽點(diǎn)”功能從學(xué)生名單中隨機(jī)抽出學(xué)生回答問(wèn)題，代替了教師出于自己觀察學(xué)生的點(diǎn)名提問(wèn)，在增加教學(xué)趣味性的同時(shí)，喪失了個(gè)性化教學(xué)的針對(duì)性；用平板電腦作圖軟件連接電路圖、畫光學(xué)圖，使用計(jì)算器計(jì)算，代替了學(xué)生紙筆作圖與計(jì)算，在節(jié)省紙墨的同時(shí)，卻犧牲了學(xué)生的書寫與訓(xùn)練；用實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)代替教師的現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)，注重預(yù)設(shè)和教學(xué)的正確性，但缺少了教學(xué)生成、情感交融的現(xiàn)場(chǎng)感。

三、信息技術(shù)融入物理教學(xué)的應(yīng)用策略重構(gòu)

在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中, 使用信息技術(shù)取得的教學(xué)成果, 其實(shí)并非發(fā)軔于技術(shù), 主要是由理念、思想和觀點(diǎn)決定的。[2]信息技術(shù)與物理教學(xué)融合，其本質(zhì)不是信息技術(shù)成為教學(xué)成效的主體，而是物理教學(xué)在信息技術(shù)的輔助和催化下，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)的教學(xué)潛能和學(xué)生的發(fā)展?jié)撃艿慕y(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)效率、效果和效能的統(tǒng)一?！靶畔⒓夹g(shù)如何避免錯(cuò)誤，正確融入物理教學(xué)，重構(gòu)應(yīng)用策略”，這必然是理念、思想、觀點(diǎn)先立，原則、路徑后行，知行統(tǒng)一。

(一)樹(shù)立教學(xué)為主、技術(shù)為輔的觀念，開(kāi)展基于目標(biāo)、內(nèi)容、活動(dòng)、評(píng)價(jià)的深度備課

信息技術(shù)是物理教學(xué)的輔助工具，教師需要樹(shù)立以物理教學(xué)為主、技術(shù)為輔的觀念，不能因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的強(qiáng)大而喪失了物理教學(xué)的自信，使其“喧賓奪主”。在任何時(shí)候，物理學(xué)科內(nèi)容和物理教學(xué)方法都是主體，教師在備課中要抓住這個(gè)主要問(wèn)題。信息技術(shù)在物理教學(xué)使用中出現(xiàn)偏差，基本上都是觀念與備課環(huán)節(jié)出了問(wèn)題。具體而言，首先，教師要基于物理課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)，從知識(shí)、能力、情感三維與核心素養(yǎng)目標(biāo)入手，深入分析，融入每一節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中；其次，教師要根據(jù)目標(biāo)研讀教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)內(nèi)容設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)方法，要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、活動(dòng)、方法因地制宜地考慮信息技術(shù)的使用；最后，教師要設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)機(jī)制，根據(jù)課堂和課外效果的評(píng)價(jià)檢視信息技術(shù)的融入效果。

(二)梳理和重構(gòu)物理教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)遵循的若干原則

信息技術(shù)融入物理教學(xué)，應(yīng)該以解決教學(xué)痛點(diǎn)為原則，而不是泛濫引入、拒絕引入、不當(dāng)引入。教學(xué)痛點(diǎn)分為三個(gè)方面：一是教學(xué)內(nèi)容的痛點(diǎn)，二是教師的痛點(diǎn)，三是學(xué)生的痛點(diǎn)。

其一，用精益求精的態(tài)度解決教學(xué)內(nèi)容的痛點(diǎn)。物理教學(xué)內(nèi)容有很多不適合采用傳統(tǒng)的講授法，因此成為教學(xué)痛點(diǎn)，此時(shí)就特別需要信息技術(shù)的介入。如何判斷物理教學(xué)內(nèi)容的痛點(diǎn)，從而融入信息技術(shù)化解痛點(diǎn)？有以下主要原則可以借鑒：一是化小為大。對(duì)于一些微小不易觀察的物理規(guī)律和現(xiàn)象，采用信息技術(shù)放大規(guī)律和現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生理解。例如用圖片或視頻放大“力使桌面產(chǎn)生的微小形變”、放大“光滑木塊表面的凹凸不平”來(lái)探究摩擦力產(chǎn)生的原因，放大“分子熱運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象”等。二是化遠(yuǎn)為近。將一些空間遙遠(yuǎn)、歷史悠久的物理事例用多媒體呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓遙不可及的事例變得熟悉和親近，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的同化。例如，用多媒體呈現(xiàn)日食、月食形成過(guò)程及原理,播放“死海不死”的浮力現(xiàn)象視頻，呈現(xiàn)杠桿演變的歷史圖片等。三是動(dòng)靜轉(zhuǎn)化。將一些變化迅速的動(dòng)態(tài)過(guò)程用慢鏡頭定格、分解，或?qū)⒏盍训?、靜態(tài)的現(xiàn)象串聯(lián)到一起，形成完整的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，目的是降低難度，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的順應(yīng)和同化。例如，研究彈簧往復(fù)伸縮過(guò)程中彈性勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，就可以借助信息技術(shù)將動(dòng)態(tài)過(guò)程分解，抓取幾個(gè)關(guān)鍵定格點(diǎn)的彈簧形變圖像，然后加以靜態(tài)分析，突破難點(diǎn)；探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)以及物像位置和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律時(shí)，就可以利用Flash技術(shù)，將物像各個(gè)位置和大小形狀等碎片化的圖片串聯(lián)到一起，形成物像運(yùn)動(dòng)變化的完整過(guò)程，有利于學(xué)生整體上建構(gòu)凸透鏡成像規(guī)律。四是化抽象為具體。將一些抽象的物理概念化為形象具體的事物，促進(jìn)學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。例如，將抽象的“電流”概念類比為“水流”，并用課件動(dòng)畫展示出來(lái)；將音色、音調(diào)、響度的特征用示波器的波形、波個(gè)數(shù)、波幅形象地展示等。五是化隱為顯。將一些不易觀察的現(xiàn)象用多媒體顯示出來(lái)，例如凸透鏡成的虛像。

其二，用事半功倍的理念解決教師的痛點(diǎn)。教師的痛點(diǎn)主要是課前預(yù)習(xí)學(xué)情難以掌握、課中當(dāng)堂訓(xùn)練難以批改、課后缺少和學(xué)生的交流、批改作業(yè)耗費(fèi)時(shí)間等。信息技術(shù)解決痛點(diǎn)的原則主要是方便、及時(shí)、減負(fù)。例如，課前教師可以用“問(wèn)卷星”布置物理預(yù)習(xí)作業(yè)，讓學(xué)生預(yù)習(xí)課文后，在“問(wèn)卷星”上做一定數(shù)量的物理預(yù)習(xí)測(cè)試題，學(xué)生做完提交后，教師可以立即看到學(xué)生做題得分排行榜、每個(gè)學(xué)生錯(cuò)題數(shù)、全班錯(cuò)題大數(shù)據(jù)等信息，即可以立即根據(jù)學(xué)情調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，避免了傳統(tǒng)紙筆作業(yè)模式下的延時(shí)性，省去了交、改作業(yè)的人工環(huán)節(jié)，方便省事，同時(shí)也減輕了教師批改作業(yè)的負(fù)擔(dān)，可謂一舉多得。課中，教師可以利用智慧課堂答題器，讓學(xué)生輸入物理學(xué)案上的當(dāng)堂訓(xùn)練題目答案，讓全班學(xué)生的答題正確率立即呈現(xiàn)在多媒體上，教師可以根據(jù)答題大數(shù)據(jù)決定精講哪些錯(cuò)題，精準(zhǔn)且高效。課后，教師可以通過(guò)QQ群和學(xué)生交流上課收獲，個(gè)性化在線答疑。

其三，用因材施教理念解決學(xué)生的痛點(diǎn)。學(xué)生的物理學(xué)習(xí)痛點(diǎn)主要有完成的作業(yè)得不到及時(shí)全面的批改、學(xué)習(xí)困難得不到及時(shí)解決、缺少和教師交流的機(jī)會(huì)等。如前述，作業(yè)痛點(diǎn)可以通過(guò)“問(wèn)卷星”做題得到及時(shí)的批改和反饋，實(shí)驗(yàn)練習(xí)不足可以通過(guò)線下“物理實(shí)驗(yàn)盒”+線上“虛擬仿真物理實(shí)驗(yàn)室”軟件進(jìn)行訓(xùn)練來(lái)彌補(bǔ)，學(xué)習(xí)困難可以通過(guò)反復(fù)觀看微課視頻和“猿題庫(kù)”針對(duì)性做題加以突破，和物理教師的交流可以通過(guò)QQ和微信等即時(shí)通信工具泛在性解決。信息技術(shù)的融入，使物理學(xué)習(xí)按需定制逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

(三)建立信息技術(shù)融入物理教學(xué)的一般路徑——選擇、組合、優(yōu)化、反思

教師在深度備課和把握信息技術(shù)融入物理教學(xué)的原則基礎(chǔ)上，要在物理教學(xué)設(shè)計(jì)中真正融入信息技術(shù)，路徑是選擇、組合、優(yōu)化、反思。教師在選擇信息技術(shù)工具之前，先要收集、熟悉、分析各種信息技術(shù)工具，做到心中有數(shù)。(如表1，供參考)然后，通過(guò)選擇，教師要初步確定使用哪些信息技術(shù)工具；通過(guò)組合，教師要確定課前、課中、課后分別使用什么信息技術(shù)工具，什么教學(xué)內(nèi)容用什么信息技術(shù)工具，先后順序如何，不同學(xué)情的班級(jí)使用信息技術(shù)工具的差異，課堂中發(fā)生停電或設(shè)備故障等突發(fā)情況如何應(yīng)對(duì)等。優(yōu)化和反思主要是針對(duì)課后環(huán)節(jié)，教師教學(xué)完成后，要反思所選擇和組合使用的信息技術(shù)工具是否有優(yōu)化的空間；要評(píng)估信息技術(shù)是否促進(jìn)了物理教學(xué)；軟件是否有更新和迭代。通過(guò)優(yōu)化和反思，教師要積極學(xué)習(xí)各種有利于物理教學(xué)的信息技術(shù)軟件、硬件，這樣，教師就能夠遵循“深度備課—深度融入—高效實(shí)踐—優(yōu)化迭代”的螺旋式教學(xué)理念，步入信息技術(shù)融入物理教學(xué)的正確路徑上。

表1 信息技術(shù)工具

四、結(jié)語(yǔ)

信息技術(shù)融入物理教學(xué)，需要教育技術(shù)產(chǎn)品方便易學(xué)，需要與教師現(xiàn)有的教學(xué)方法相兼容，需要教育技術(shù)產(chǎn)品有很好的穩(wěn)定性，還需要教師對(duì)信息技術(shù)的整合。整合的場(chǎng)所不在教室，不在課堂，而是在教師的頭腦里。教師應(yīng)用信息技術(shù)還要充分考慮學(xué)生使用的問(wèn)題：一是如何發(fā)揮信息技術(shù)的工具效能，體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位；二是如何利用信息技術(shù)擬人、擬物的作用，構(gòu)建有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的情境，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；三是為學(xué)生使用信息技術(shù)提供豐富的情境、完整的知識(shí)體系，而不是僅僅提供碎片化的學(xué)習(xí)資源。[3]基于信息技術(shù)融入物理教學(xué)的誤區(qū)和重構(gòu)應(yīng)用的策略，如何設(shè)計(jì)信息化的物理教學(xué)活動(dòng), 如何發(fā)揮教師的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施能力，如何追求教學(xué)的最優(yōu)化，這才是核心。