構建學科融合“三性”課堂 提升物理教師信息素養(yǎng)*

李 梅

(南京市秦淮區(qū)教師發(fā)展中心 江蘇 南京 210000)

2019年《教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》文件中提出,到2022年要基本實現(xiàn)“教師信息化教學能力”的顯著提升，要“全面提升教師隊伍的信息素養(yǎng)，推動信息技術與教育教學的應用融合和融合創(chuàng)新，實現(xiàn)信息技術在教育教學活動中的常態(tài)化應用.”教師信息素養(yǎng)的提升是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要內容，在信息化社會中更是受到了空前的重視[1].

信息素養(yǎng)是利用各種信息工具特別是多媒體和網(wǎng)絡技術工具確定、查找、評估、組織和有效生產、使用、交流信息并解決問題的能力，是一種對信息化社會的適應能力，是信息化社會成員必須具備的基本素養(yǎng)[2].物理教師的信息素養(yǎng)在教學中具體表現(xiàn)為教師的信息化教學能力，在教學的設計、實施和評價等方面所具備的將信息技術的數(shù)據(jù)運算、媒體處理、信息傳輸?shù)裙δ苡袡C地結合到教學中的能力.通過信息技術與學科教學的融合實踐，將各種孤立的信息技能有效地整合在一起以解決問題，在此過程中，教師的信息素養(yǎng)才能得以提升.

1 構建“參與性”課堂 提升信息化教學設計能力

建構主義學習理論認為，學習是學生在他人的幫助下，通過主動建構的方式獲取知識的過程.對新知識的建構不僅建立在學生已有知識的基礎上，而且需要學生積極主動地參與學習，建立新舊知識的聯(lián)系.教師在信息化教學設計中，要充分利用信息技術手段，來支持學生動腦、動手參與學習，構建參與性課堂.

【案例1】蘇科版初中物理教材第十三章“電路連接方式”復習

技術手段：虛擬仿真實驗室

所屬環(huán)境：混合學習環(huán)境

能力點：技術支持的發(fā)現(xiàn)與解決問題

在學生已經(jīng)掌握串、并聯(lián)電路基本特點的基礎上，教師通過PPT展示兩張非常規(guī)電路圖(圖1)，請學生判斷(a)、(b)兩圖中燈泡的連接方式.教學中發(fā)現(xiàn)，不少學生根據(jù)電路圖的形狀做出了“圖(a)是并聯(lián)、圖(b)是串聯(lián)”的錯誤判斷.發(fā)現(xiàn)問題后，教師運用虛擬仿真實驗室平臺，將用電器翻轉、對導線拖拽，以實現(xiàn)電路的“整形”，同時，學生用iPad進行同步操作.

圖1 非常規(guī)電路

初中生在認知過程中的思維往往離不開具體事物的支持，因此，在教學中要給學生一定的視覺動態(tài)體驗，來豐富學生頭腦中物理表象的存儲，以促進準確而鮮明的物理表象的建立[3].

為解決案例1中出現(xiàn)的問題，傳統(tǒng)教學中，教師通常會采用實物類比的方法，幫助學生建立空間想象.這雖然也滿足了形象性的要求，但類比的方法還是間接的，教學的直觀性不夠，學生仍然只是旁觀者.

案例1中，教師選擇運用虛擬仿真實驗室的虛擬現(xiàn)實技術，不僅將難以通過語言傳遞的現(xiàn)象形象化，而且為學生創(chuàng)設了身臨其境的感官體驗，增強了教學的直觀性、形象性以及學生的參與性.學生在動手參與的過程中，能夠直觀地看到一個電路從“非常規(guī)”變?yōu)椤俺Ｒ?guī)”(圖2)的動態(tài)變化過程，這有助于空間想象能力的提升.

圖2 用虛擬實驗室“整形”后的常規(guī)電路

教師在進行信息化教學設計時，要綜合考慮學生特點、教學目標、教學內容與信息技術之間的有機整合，構建參與性課堂(圖3).具體而言，應從學生的心理特點、認知特點和已有知識出發(fā)，依據(jù)教學目標和內容選擇合適的信息技術手段，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等信息技術在促進人與技術融合上的優(yōu)勢，推動人與技術的關系向具身關系發(fā)展[1]，即通過信息化教學設計，讓技術拓展學生的在場體驗，融入學生的身體經(jīng)驗，增加思維與感知的聯(lián)系，促進學生從自覺地參與課堂，到熱情地參與課堂，再到深度地參與課堂.教師在構建“具身式”參與性課堂的教學設計實踐過程中，其信息化教學設計能力也將得以提升.

圖3 參與性課堂

2 構建“主體性”課堂 提升信息化教學實施能力

聯(lián)通主義學習理論認為，學習是連接專門節(jié)點和信息源的過程，聯(lián)通的管道(知識傳遞的路徑)比管道中的內容(知識內容本身)更加重要.教師在信息化教學實施過程中，應充分利用各種信息技術手段，盡可能地使學生通過多種途徑獲取知識內容，構建以學生為主體的課堂，使學生的探索學習、發(fā)現(xiàn)學習和創(chuàng)新學習成為可能.

【案例2】蘇科版初中物理教材第十一章“杠桿”復習

技術手段：互動軟件、視頻剪輯

所屬環(huán)境：多媒體學習環(huán)境

能力點：技術支持的概念建構體驗

在復習杠桿分類時，教師運用信息技術手段制作小游戲，包括“生活中的杠桿”的歸類游戲(圖4)和“哪些是省力杠桿”的分組對戰(zhàn)游戲(圖5).通過游戲方式來復習杠桿的分類，有利于激發(fā)學生的復習興趣.

圖4 “杠桿”歸類游戲

圖5 分組對戰(zhàn)游戲

在游戲過程中發(fā)現(xiàn)，學生對于夾子的分類不是很清楚.對此，教師有一定的預設，課前通過小組合作方式進行視頻拍攝，并運用視頻剪輯技術制作微課，在視頻上畫出夾子在不同情況下的支點、力和力臂(圖6和圖7).

圖6 夾子閉合時的情況

圖7 夾子張開時的情況

案例2的教學實施過程中，教師整合運用互動軟件和視頻剪輯技術，不僅讓學生親身經(jīng)歷了從實際物體到杠桿模型的抽象建模過程，降低了思維臺階，有效突破了教學難點，同時依托技術環(huán)境，讓學生與他人進行更廣泛的接觸，充分發(fā)揮了學生學習的主體性.

教師在進行信息化教學實施時，要綜合考慮教學目標、內容與環(huán)境、教師、學生、信息技術與資源等各種教學要素之間的廣泛聯(lián)通(圖8)，構建主體性課堂.具體而言，應依據(jù)教學目標和內容，充分發(fā)揮如人機交互、媒體資源等信息技術和資源在信息傳播和加工上的優(yōu)勢，使知識傳播的渠道不僅存在于師生之間、生生之間，還存在于人機之間，讓知識從單向線性流通轉變?yōu)榫W(wǎng)絡化流通，建立起以學生為主體或核心的新的知識傳播平衡，促進學生積極、主動地探索學習.教師在構建網(wǎng)絡化主體性課堂的教學實施實踐過程中，其信息化教學實施能力也將得以提升.

圖8 主體性課堂

3 構建“交互性”課堂 提升信息化教學評價能力

行為主義學習理論認為，學習是“刺激-反應”的聯(lián)結，教學中可通過及時反饋促進學生合適行為的發(fā)生.教師在信息化教學評價過程中，應通過技術支持的展示交流促使生生交往互動，通過技術支持的學業(yè)評價及時了解教學效果，為學生創(chuàng)設協(xié)商、會話的交互環(huán)境，以任務驅動引導學生討論與評價，促進教學目標的有效達成.

【案例3】蘇科版初中物理教材第六章“巧測”液體密度

技術手段：智能教學平臺

所屬環(huán)境：混合學習環(huán)境

能力點：技術支持的“展示·交流·評價”

學生在已經(jīng)學習了密度概念以及密度知識應用的基礎上，教師給出實驗器材：一瓶紅色液體、一個精準秤、兩個相同的圓柱形容器、一瓶水、一把刻度尺、一個膠頭滴管，并通過一段視頻介紹精準秤的使用方法，然后提出問題：你將選擇哪些器材？如何測量桌上這瓶紅色液體的密度？學生分組討論，設計方案，畫出步驟簡圖，寫出密度表達式，并用iPad拍照上傳(圖9).

圖9 學生展示

“測量液體密度”是初中物理實驗教學中的一個難點，在中考物理試題中也經(jīng)常出現(xiàn).多次學業(yè)質量監(jiān)測結果顯示，當學生面對改變了實驗器材的方案設計時，遷移與應用能力顯得不足，這也從一個側面反映了傳統(tǒng)課堂中評價的單一性以及課堂交互的缺失.

傳統(tǒng)課堂中，由于時間的限制，對于探究方案的交流，學生之間的交互性不夠，多數(shù)學生只能充當聽眾的角色.案例3中，教師運用信息技術手段支持學生進行實時展示，并分享過程性學習成果，既節(jié)約了方案分享的時間，又擴大了學生相互學習、交流的范圍，將學生置于一個有社會意義的團體中，在師生交流、生生互評的過程中，進行經(jīng)驗分享、產生思維碰撞，促進自我反思與自我認知.

教師在進行信息化教學評價時，要綜合考慮學生特點、教學目標、內容、方法、信息技術等多種教學要素之間的聯(lián)系(圖10)，選擇合適的技術手段構建交互性課堂.具體而言，可選取合適的教學內容開展基于任務的合作學習，充分發(fā)揮人工智能等信息技術在促進學生自評、互評中的優(yōu)勢，實現(xiàn)教學評價的綜合化、多元化.通過信息化教學評價的常態(tài)化實踐，實現(xiàn)交互性課堂從形式化向高效性的轉變，學生沉浸在如是課堂環(huán)境中，其質疑反思、批判創(chuàng)新能力也將得以發(fā)展.教師在構建高效的交互性課堂的教學評價實踐過程中，其信息化教學評價能力也將得以提升.

圖10 交互性課堂

4 結束語

以現(xiàn)代教育理念為指引，以信息技術的合理運用為支撐，以構建參與性、主體性、交互性課堂為契機，通過信息技術與物理學科教學的有機融合實踐，促進教師在教學設計、教學實施到教學評價的全過程中信息化應用能力的提升，從而更進一步促進教師信息素養(yǎng)的提升.