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信息技术与物理教学整合环境下学生自主学习的

发布日期:2006-03-12    作者:信息技术处     来源:     点击:        

湖北省黄石市第三中学 赵 虎

【摘 要】:自主学习是指学习者对学习过程的自我控制,学习者要具有高度的学习责任感和自我控制学习的能力,是一种高自主性的独立的学习。新的物理课程标准明确指出:物理课程的总目标不仅仅是让学生学习物理基础知识和技能,更要让学生学习科学探究方法,发展自主学习能力。本文就信息技术与物理课程整合环境下如何开展学生的自主学习,学生自主学习的途径,学生自主学习应注意的问题进行了探讨,并通过具体事例说明。

【关键词】: 自主学习  课程整合 物理课程标准

新颁发的普通高中《物理课程标准》指出:物理课程的总目标不仅仅是让学生学习物理基础知识和技能,更要让学生学习科学探究方法,发展自主学习能力,并能将物理知识应用于生活和生产实践中。
为了实现这一目标,新课程标准中最大的特点就是将课堂内容与大量的探究活动(课内或课外)有机的联系起来,探究活动成了课堂教学不可缺少的一环。而探究活动的主体是学生,教师只是一个指导者。如何在新课程理念下开展学生的自主学习,达到让学生学习科学探究方法,发展自主学习能力的目的,必须有先进的教育思想、教学理论为指导,通过易于实现学科课程整合的教学模式,并采取有效的途径和方法来实现。目前比较成熟的教学理论是强调“以学生为中心,让学生自主学习”的建构主义理论,而易于实现学科课程整合的教学模式是“基于网络条件下的‘任务驱动型’教学模式”或“探究式”学习模式。目前有关建构主义理论和‘任务驱动型’或“探究式”教学模式对促进学生自主学习所起的积极作用已不用笔者多说,但在实施过程中具体采取何种有效途径和方法来实现真正意义上的整合,目前还没有形成成熟的方案。
笔者所在学校于2002年承担了国家级重点课题“信息技术与高中物理教学整合的研究”的研究任务,笔者有幸成为课题组的一员,在近三年的课题研究中,通过大量的教学对比实验,对有关学习效果、课堂结构化观察进行比较跟踪,对在高中物理教学开展学生自主学习进行了大胆的尝试。
笔者认为,要实现真正意义上的自主学习,一定要突破传统物理教学中时间和空间的限制,即传统的45分钟+教室。在45分钟内,在一间教室内为学生提供的知识从广度和深度上必竟有限,应该突破传统观念的束缚,勇敢的走出45分钟的限制,不再以追求完成一节课的教学任务作为教学目标,而是以在45分钟内培养学生对科学探究的兴趣和物理实验能力作为教学的目标,积极开展基于信息技术环境下的物理探究活动将是今后物理课堂教学的一种主要形式,也是实现学生自主学习的一种重要途径和方法。教师可以通过开展课堂或课外探究活动,让学生将所学知识与生产生活实际联系起来,利用信息技术手段从多种渠道获取大量详细的相关资源,这些资源将使学生的自主探究活动更具有可操作性。
下面通过笔者的一次物理课的尝试来说明转变传统物理教学观念的必要性,教学设计思想是通过学生自主学习达到以学生为主,让学生学会自主学习,自主探究,体会成功的目的。
在讲授高一物理“牛顿第二定律”一节内容时,笔者首先考虑到通过实验来研究牛顿第二定律,提高学生科学探究及物理实验能力,但通过实验所得到的纸带来研究加速度与力、加速度与质量间的规律,会涉及到实验数据的计算和处理,而简单机械的计算会占去学生大量的课堂时间,分散学生的探究兴趣,影响他们对物理问题的思考。我了解到学生已在信息技术课中已经学会了电子表格Excel的初步知识,会运用Excel计算并生成简单的图表。便将规定的1课时改为2课时,第1课时在物理实验室中进行,教学目的是利用分组实验设备,让每个学生都能参与到实验研究中,并能通过打点计时器打出的纸带来获取相关实验数据,培养学生的实验动手能力;第2课时在网络教室进行,教学目的是利用网络设备,让每个学生都能使用计算机处理实验数据并通过网络进行交流和评价,培养学生的信息素养和独立探究能力。
基于这样的设计理念,学生利用计算机,运用Excel软件对实验数据进行处理,研究加速度与力、加速度与质量间的规律,并由Excel生成非常美观同时也非常直观的a-F图、a-M图、a-1/M图,保存后上传到交流区,通过投影仪进行评价,最终得出结论。Excel强大的数据处理能力和制表制图能力使学生感到头疼的实验数据处理变得很轻松,他们有了更多思考的时间和精力,去关注实验的结果反映了什么样的物理规律,为学生掌握本课重点提供了传统实验教学方式所不能提供的方便,同时也对Excel的应用赋予了实际意义。
这节课曾是历次省市优质课评比活动中的指定课题,要在45分钟内完成教学任务,教师不得不采用这样的方式:先借助各种各样的课件来模拟演示实验,由课件处理数据后直接得到实验结果,然后对照实验结果匆忙得出结论。这样的处理,完全排除了学生的主体性,没有让学生成为实验研究和数据处理的主人,课堂成了教师手忙脚乱的使用各种设备的表演,所谓的物理教学实质上成了计算机“电灌”,这种做法显然违背了学生作为学习的主体性原则。而笔者针对这节课的教学设计则很好的突出了学生学习的主体地位,而教师只是一个帮助者,通过学生的自主学习,培养了学生的分析能力和动手能力,锻炼了学生应用信息技术来自主探究、解决实际问题的能力,同时也达到了课程整合的要求,体现了新课标的教学理念。尽管增加了1课时,但学生通过自主学习体会到了做科学研究的乐趣,这才是最重要的。
笔者还认为,在一节课里,如果仅仅是教师使用了CAI课件让学生进行自主学习,用CAI课件代替板书,代替演示实验,代替纸质试卷,这并不是真正意义上的自主学习,只能算是传统教学方式的电教化,即由以往的“人灌”变成了“机灌”。笔者并不反对使用CAI课件,但开展自主学习,不仅仅限于利用CAI课件这一种形式上,现在网上有大量的高质量并且是免费的教学资源(如动画、视频、图片等),网上资源为物理课题探究提供了丰富的材料,教师和学生应充分利用这些资源,结合教学实际,灵活使用计算机辅助,以达到物理教学内容与信息技术教学内容的有机整合。笔者在讲授高一物理“万有引力定律”一章时,针对每一节内容的特点,让学生自主整合了这一章的教学资源,具体列表如下:

教学内容 整合资源
行星的运动 学生上网获取太阳系九大行星的相关数据,利用Excel生成数据表,利用其计算功能使用假设法验证开普勒第三定律
万有引力定律 学生上网了解有关牛顿的资料,用Word写一篇有关牛顿发现万有引力定律的小论文或有关物理学史的小论文后上传
万有引力定律的应用 教师上网收集相关习题和演示动画(如双星,重力的差异)
人造卫星 宇宙速度 利用清华同方提供的研究性课件,理解人造卫星的原理,在线观看神舟五号的视频和空间站视频,在BBS上师生交流
黑洞 宇宙起源 学生分成四个组,上网搜集相关资料,利用Powerpoint演示小组成果(每一位同学按分工只制作一张幻灯片,然后按小组合成),师生共同进行评价

总之,在新课程理念下开展学生的自主学习,要充分利用各种资源,为学生创造信息技术条件下的自主学习环境,目前各个学校都建立起自已的校园网,并能接入互联网。应该充分发挥校园网高速、安全的优势,充分利用互联网上丰富的教学资源和实时交流工具(如电子邮箱、BBS论坛),结合物理教学实际,积极为学生创造网络条件下的自主学习环境。传统模式的“满堂灌”压抑了学生的探索欲望,形成了对知识被动承受的依赖性,限制了学生的个性发展,如何实现从“要我学”到“我要学”的学习主体的自觉转变,只有积极开展学生的自主学习活动,在课堂教学中实现一种“探索,质疑,学习,应用”的这种层层推进的教学设计,才能很好的发挥学生的主观能动性,使他们在学到知识的同时,体验探究过程中的成就感,从而达到培养他们的能力,提高素质的目的。

〔参考文献〕
1.信息技术与课程整合的目标和方法 李克东 中小学信息技术教育 2002(4)
2.纵论信息技术与课程整合-何克抗教授专访 李谨 中小学信息技术教育 2002(9)
3.冲破45分钟 青蓝 中小学信息技术教育 2002(6)
4.普通高中物理课程标准  人民教育出版社 2003