深化技術(shù)融合 上出“物理味道”

劉明

摘 要：在教育信息化2.0背景下，基于深度融合的視角，從真實情境創(chuàng)設(shè)、知識自主建構(gòu)、實驗方法優(yōu)化、學(xué)習(xí)能力提升等方面深化信息技術(shù)融合，提升物理課堂實效，使物理課堂更具“物理味道”.

關(guān)鍵詞：技術(shù)融合;教學(xué);物理味道

中圖分類號：G633.7 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ? ? 文章編號：1008-4134（2021）15-0062-03

基金項目：廈門市第五批基礎(chǔ)教育課程改革課題“指向深度學(xué)習(xí)的物理實驗教學(xué)設(shè)計與實踐”（項目編號：Z504）.

作者簡介：劉明（1977-），男，福建寧化人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

我們常說：“上物理課，一定要有物理的味道.”那么，什么樣的課堂是有“物理味道”的課堂？筆者認(rèn)為，有“物理味道”的課堂是指能抓住物理學(xué)科本質(zhì)的課堂.高中物理新課程的基本理念第一要點為“注重體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)”，說明只有體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)的課堂，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng).這樣的課堂，應(yīng)該是注重學(xué)習(xí)過程的課堂;是激發(fā)物理學(xué)科興趣、展示物理學(xué)科獨特魅力的課堂;是基于物理知識、感悟物理思想、掌握科學(xué)方法、厚植物理精神與文化的課堂.

2018年4月教育部頒布的《教育信息化2.0行動計劃》中明確提出，要持續(xù)推動信息技術(shù)與教育深度融合，促進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育全過程，推動改進(jìn)教學(xué);全面提升師生信息素養(yǎng)，推動從技術(shù)應(yīng)用向能力素質(zhì)拓展，讓應(yīng)用信息技術(shù)解決教學(xué)、學(xué)習(xí)、生活中問題的能力成為必備的基本素質(zhì)[1].信息技術(shù)在教學(xué)中的融合應(yīng)用，豐富了教學(xué)資源和教學(xué)手段，為教師和學(xué)生拓展了更多的學(xué)習(xí)研究途徑和機會，本文從情境創(chuàng)設(shè)、知識建構(gòu)、實驗探究、教學(xué)方式等方面探討如何深度融合技術(shù)，提升物理課堂的“物理味道”.

1 化遠(yuǎn)為近 創(chuàng)設(shè)真實生活情境

物理教學(xué)中物理概念的建立、規(guī)律的探究、知識的應(yīng)用都離不開情境.情境化教學(xué)是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的最有效的教學(xué)方式，情境來源于生產(chǎn)和生活，離開情境的物理教學(xué)猶如無源之水無本之木，毫無生命力可言.信息技術(shù)的應(yīng)用將更多不可能發(fā)生在課堂的真實場景移植到課堂中，讓學(xué)生有身臨其境的真實體驗，有利于知識經(jīng)驗的喚醒、有利于問題的提出、有利于構(gòu)建知識的聯(lián)系.

案例1 如圖1，在牛頓第三定律教學(xué)中播放水中飛人的視頻，有助于學(xué)生建立作用力與反作用力普遍性的認(rèn)識及類比聯(lián)想（火箭發(fā)射、噴氣式飛機等）;如圖2，在靜電屏蔽教學(xué)中播放閃電擊中飛機的視頻，有利于學(xué)生提出和思考為什么飛機中的人安然無恙的問題;如圖3，火車脫軌的新聞報道視頻，有利于學(xué)生思考為什么火車轉(zhuǎn)彎時超過一定的速度會脫軌的問題;如圖4，學(xué)生用繩子綁樹上拉車的視頻，有利于學(xué)生聯(lián)系知識解決實際問題.

2 化靜為動 演繹知識建構(gòu)過程

在物理課堂教學(xué)中，合理應(yīng)用簡單的動畫技術(shù)重建并演繹物理規(guī)律形成過程，讓學(xué)生經(jīng)歷物理知識的發(fā)生和生長過程，經(jīng)歷重演知識形成的關(guān)鍵步驟和思維過程，揭示并感受物理知識發(fā)生的原因、物理知識形成的過程以及物理知識發(fā)展的方向，促進(jìn)知識的自主建構(gòu)，有助于學(xué)生物理觀念的建立、科學(xué)思維的發(fā)展和科學(xué)精神的養(yǎng)成，提升物理核心素養(yǎng).

案例2 如圖5所示，在電場線教學(xué)中，根據(jù)電場強度矢量疊加原理，在PPT中利用動畫動態(tài)展現(xiàn)電場分布建立的思維過程，讓學(xué)生在經(jīng)歷和體驗中完成電場分布的自主建構(gòu)過程.

案例3 如圖6所示，研究從圓形磁場區(qū)域a點不同方向入射的粒子，所能到達(dá)磁場邊界的范圍問題，利用動畫演示粒子速度方向改變時粒子運動軌跡（圖中大圓繞a點轉(zhuǎn)動）與磁場邊界的交點（即粒子所能到達(dá)邊界的范圍）.減小入射粒子的速度，用相同的方法可以研究入射粒子軌跡圓小于磁場圓時，粒子所能到達(dá)磁場邊界的范圍.利用動態(tài)演示，幫助學(xué)生建立分析圖景，尋找?guī)缀侮P(guān)系，構(gòu)建幾何圖形，突破關(guān)鍵問題.

3 化快為慢 促進(jìn)規(guī)律本質(zhì)理解

物理實驗是物理課堂的主要教學(xué)方法之一，在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中由于受到教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源的影響，很多實驗無法在課堂中正常演示.信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，使物理實驗教學(xué)手段更加豐富.如利用實時信息傳輸和展示技術(shù)，增加了實驗現(xiàn)象的可視化程度，將不可見變?yōu)榭梢?、將抽象變?yōu)橹庇^，讓實驗的效果可以階段性地、反復(fù)地呈現(xiàn)和進(jìn)行，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識，從而幫助學(xué)生自我思考，自主總結(jié)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.

案例4 探究平拋運動水平方向和豎直方向的運動性質(zhì)，在課堂演示平拋運動與自由落體運動、水平方向勻速直線運動對比的實驗中，利用手機的拍攝功能及同屏播放功能，將兩個方向的運動情況實時展示，有助于直觀地感性體驗，深化平拋運動水平方向和豎直方向運動規(guī)律的自主建構(gòu)和理解.

案例5 如圖7、圖8所示，在磁場的描述教學(xué)中，為豐富學(xué)生對條形磁鐵磁感線的認(rèn)識，建立空間磁場的物理觀念，對比將鐵粉瞬時抖到銅塊和強磁鐵周圍，借助手機的慢鏡拍攝和同屏展示功能，給學(xué)生展示強磁鐵周圍磁場的空間分布，將抽象變直觀，完成條形磁鐵周圍磁場空間分布的自主建構(gòu)和深化磁場空間分布規(guī)律的認(rèn)識與理解.

4 化難為簡 優(yōu)化實驗探究方法

隨著數(shù)字化實驗技術(shù)的成熟和發(fā)展，實驗的數(shù)字化設(shè)備實用性、簡便性、可靠性不斷提升，在實驗教學(xué)中深度融合數(shù)字化實驗技術(shù)，發(fā)揮數(shù)字實驗技術(shù)測量簡便、精確和數(shù)據(jù)自動記錄、處理的優(yōu)勢，揚長補短，不斷創(chuàng)新物理實驗教學(xué)方法和豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，可大大提高物理實驗的教學(xué)效率，提升教師和學(xué)生的實驗素養(yǎng)和信息素養(yǎng)[2].

案例6 在牛頓第三定律教學(xué)中，利用簡便的數(shù)字化設(shè)備設(shè)計了一個證明鉤碼與水相互作用力（鉤碼受到水的浮力及鉤碼對水的反作用力）大小相等、方向相反的實驗.如圖9所示，用精度為0.1g的電子秤測量容器對秤的壓力（電子秤直接讀數(shù)），用微力傳感器測量細(xì)繩對鉤碼的拉力（電腦屏幕上顯示讀數(shù)）.圖9顯示壓力示數(shù)為499.7g（測容器對秤的壓力）;圖10顯示拉力示數(shù)為0.968N（測細(xì)繩對鉤碼的拉力）;圖11為鉤碼放入容器的水中，壓力顯示516.2g，拉力示數(shù)為0.808N，拉力示數(shù)減小0.16N，壓力增大0.162N，實驗結(jié)果顯示鉤碼對水的作用力和水的反作用力大小相等、方向相反.

5 以學(xué)促教 強化個性學(xué)習(xí)指導(dǎo)

信息化引導(dǎo)學(xué)習(xí)方式的變革，也必將引起教學(xué)方式的變革.充分利用豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，利用網(wǎng)絡(luò)平臺的實時性、交互性，構(gòu)建課堂實地教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式.

案例7 利用互動學(xué)習(xí)平臺，將視頻、音頻、課件等課程資源發(fā)送到互動學(xué)習(xí)平臺，在平臺上搭建微課自主學(xué)習(xí)、課前調(diào)查、互動討論、實驗探究、實踐作業(yè)提交、課后測評等課程學(xué)習(xí)任務(wù).結(jié)合課堂教學(xué)進(jìn)程，在課前、課中、課后等不同階段公布學(xué)習(xí)任務(wù).學(xué)生的課前微課預(yù)習(xí)、課前調(diào)查和討論等環(huán)節(jié)，有利于教師詳細(xì)了解學(xué)情，為課堂精準(zhǔn)教學(xué)實施提供支持.在評價與反饋方面，數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺依靠大數(shù)據(jù)云平臺可以課后在學(xué)習(xí)群內(nèi)并通過語音直播、文字對話等方式進(jìn)行群內(nèi)實時互動，為學(xué)生提供更多的有針對性的反饋和輔導(dǎo)，實時快速實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效測量、學(xué)習(xí)問題的診斷與分析等.這種基于網(wǎng)絡(luò)平臺的混合式教學(xué)方式，有助于教師將教學(xué)的重心轉(zhuǎn)移到核心問題的探究及深度思維的引導(dǎo)上，平臺提供便捷的交互性，有利于突破課堂時間限制進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，有助于教師強化對學(xué)生學(xué)習(xí)的個性化指導(dǎo)，提高教學(xué)的針對性和有效性.

6 結(jié)束語

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的課程實施建議中指出，要設(shè)計各種學(xué)習(xí)活動讓學(xué)生利用信息技術(shù)提升物理學(xué)習(xí)能力，要積極利用數(shù)字媒體，主動開發(fā)適合教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的信息產(chǎn)品，拓寬物理學(xué)習(xí)的途徑，促進(jìn)物理教學(xué)方式改革[3].在教育信息化2.0行動的背景下，信息素養(yǎng)和信息技術(shù)應(yīng)用能力必將成為學(xué)生終生發(fā)展所需的關(guān)鍵能力，教師不僅要把融合作為手段，讓技術(shù)融合更有利于學(xué)生從“物”走向“理”，讓技術(shù)融合提升物理課堂的“物理味道”，同時也應(yīng)該把技術(shù)融合作為目標(biāo)，全面提升師生的信息技術(shù)應(yīng)用能力、信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》的通知[N].中國教育新聞網(wǎng)，2018-04-25.

[2]廖伯琴.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

（收稿日期：2021-03-10）