《信息技术与初中物理实验教学的整合网站》研究介绍

1《信息技术与初中物理实验教学的整合网站》研究介绍东营市东营区史口镇中学李耀平张希明2008-12-202摘要就物理学科本身而言，几乎所有的改革理念都紧紧地联系着物理实验.把信息技术加入物理实验教学中，通过改革物理演示型和分组型实验教学模式，发挥其突破时空限制的优势，创设物理情境、实现生活与物理对接、虚拟与真实实验探究优势互补和优化实验教学，培养学生自主学习能力，培养科学探究的兴趣和能力。现实物理实验教学中，“应试”的痕迹仍较深，“重讲授轻引导”、“重知识轻应用”、“重结果轻过程”的现象较为普遍。但是随着国际信息化教育形势逼人，国内学科整合研究参差不齐，区域发展不平衡，教师的课堂教育教学理念落后于教育装备条件的改善等，存在着炒得过热，用得太少。通过本项目的开展，根据初中物理学科课程的特点，将演示型实验教学和分组型实验教学模式与信息技术相结合，使之形象化、具体化、可操作化、模块化。3《信息技术与初中物理实验教学的整合网站》项目研究介绍东营市东营区史口镇中学李耀平张希明本项目报告分五个部分。第一部分简要介绍项目提出和研究目标。第二部分是实验研究的国际国内背景、实验理念和思想理论基础。第三部分是报告的主体部分，具体介绍本项目研究工作（“模块化”的实验教学设计，两种整合教学模式探究过程及网站建设的一些具体做法）。第四部分是介绍这项实验研究的成果、成绩。第五部分是今后努力的方向、实验过程中须注意的几个问题。关键词现代信息技术实验教学整合模式整合网站一、项目的提出和研究目标1.1项目的缘起随着教育装备条件的改善，现代化的信息技术已经进入课堂，它在极大地改变着人们的思维习惯和学习方式的同时，也促进着课堂教育越来越走向网络化、虚拟化、国际化和个性化。整合教学成为新时期全面推进素质教育、深化教育教学改革的重要途径。但是，通过对各地教育部门的整合研究开展的调查研究后，发现绝大多数物理类整合研究都是围绕着信息技术与物理教学中的教学目标、教学内容、教学方法、教学评价、改进教法、学法等方面进行整合，但是对物理实验课的教学观念、内容、方法、和模式的整合研究涉及较少，目前还没有类似的成熟的研究结果出现，，造成目前物理实验课堂效率较低，课堂容量较小，课堂目标达成度较低，物理实验教学中“应试”的痕迹仍较深，“重讲授轻引导”“重知识轻应用”“重结果轻过程”的现象较为普遍等现象。本项目研究的确立是为了适应信息技术与物理教学课程改革形势发展的需要。根据新课标的精神和我校实际，结合我市“十一五”教育技术项目研究工作的方向，构建了“信息技术与初中物理实验教学的整合网站”。41.2项目研究目标1、通过信息技术与课堂演示实验和分组实验的有效整合，改革实验教学，探究“模块化”的教学设计，构建“信息技术与演示型物理实验和分组型物理实验相结合的整合模式”。2、通过本项目的研究与实践，开发、建设一个高效、实用的初中物理实验教学资源网站。二、实验研究的国际国内背景、实验理念和思想理论基础2.1物理实验教学现状综述物理学是以实验为基础的科学，物理教学中怎样体现这一学科特性是课程标准理念下中学物理改革的重要内容。信息技术正在改变人们的工作方式、思维方式和教育方式，如何发挥信息技术在物理课程改革中的作用，也是当前课程改革研究的一个重要问题。长期以来人们往往把物理实验分成两种基本形式，一种是演示型实验，一种是学生分组实验.前者定位于培养观察能力，后者着眼于培养操作技能和验证物理原理.这种基本思想和教学目标决定了实验的性质和基本教学方式.在演示实验中，教师做、学生看，教师讲、学生听，体现了以教师为中心的传统物理教学模式。学生分组实验虽然是学生动手，但实验目的、仪器准备、操作步骤、实验报告全部由教师预先设计好，学生仅仅是熟悉仪器，进行连接，然后按步骤进行操作、观察，记录和分析实验数据，得到结果。在这种实验中，学生是完全按教师设计好的方案进行，与工人在车间中“照图施工”非常相似，缺乏学生自主的独立思考和创造性活动。因此，学生做完实验印象不深，兴趣也不太大，久而久之对实验也就不太重视。随着教育装备条件的改善，现代化的信息技术已经进入课堂，但是由于教师的课堂教育教学理念落后于教育装备条件的更新，不同年龄的教师信息技能的使用情况良莠不齐，一定程度上制约了信息技术对实验课的促5进，造成了实验课效率较低，很难扩大课堂教学容量等现象。虽然经过多年的教改实践，我市初中物理实验教学取得了一些成果和进步。但是面临社会上升学压力、就业压力，物理实验教学中“应试”的痕迹仍较深，“重讲授轻引导”、“重知识轻应用”、“重结果轻过程”的现象较为普遍。实验教学中教师常常习惯于“灌输”“传授”，对学生总是“不放心”习惯于“抱着走”；学生常常习惯于被动接受，死记硬背实验步骤和结论，在实验中缺乏积极性、主动性、创造性，对教师有所“依赖”，习惯于“跟着转”，传统教学理念占统治地位，教师不愿改变也不会改变实验教学方式，学生不知道怎样改变实验学习方式。显然，这种状况，与新课程、新教材关注“发展”、关注“过程”的变革，相距甚远。2.2新物理课程标准的要求2.2.1新的物理课程标准中的变化随着新世纪的到来，面对挑战，新的物理课程标准和与它配套的新教材，有了根本的变革：(1)课程和教学的出发点不局限于学科范围，而是立足于“以人(学生)为本”以学生的“终身发展为本”，以使学生“会学习”“会探索”“能创新”“能实践”，提高科学素质为目的。物理课程标准不仅有知识、技能的基本要求，而且对“过程与方法””情感与价值观”也提出了相应要求。(2)物理课程“内容”标准不仅注意物理知识、技能，而且把科学探究渗透在教材和教学过程中，要求学生在学习物理知识、技能的同时，还应经历一些科学探究过程，学习科学方法，了解科学、技术、社会。这就意味着除了物理教材外，社会、生活、技术、信息、网络都可以成为学习的资源。(3)教学“时空”的延伸和教学方法、学习方式的多样性。既教学的“时空”不限于课内，还可以向课前、课后、课外延伸；学习方式不只限于课堂上师生间的单向传输，还可拓展到学生间的互动和多渠道的多向传输。62.2.2信息技术与物理实验教学结合的优势就物理学科本身而言，几乎所有的改革理念都紧紧地联系着物理实验.怎样改革物理实验教学，培养学生自主学习能力，培养科学探究的兴趣和能力成为这一次课程改革的重点，物理新课程标准以“全面地培养科学素质”为目标，提出了“知识与技能，过程与方法，情感态度价值观”三维教学目标.只有通过信息技术的整合应用，大力推进信息技术在实验教学过程中的普遍应用，促进信息技术与物理学科课程的整合，才能逐步实现物理实验教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。把信息技术加入物理实验教学中，能发挥其突破时空限制的优势，创设物理情境、实现生活与物理对接、虚拟与真实实验探究优势互补和优化实验教学。在初中物理实验教学中不仅要使学生掌握基本知识和技能，而且要使学生懂得这些知识的实用价值，培养学生的科学意识、技术意识、社会意识，使学生形成关于科学技术与人类经济、社会发展相统一的价值观。而传统教学无法全面实现上述目标，只有多媒体技术和网络技术为“物理信息时空一体化”提供了展现舞台，让学生在信息化的环境中探究，主动进行信息收集、筛选，进行知识意义建构，在探究活动中长知识，开发创造力和潜力，在民主、平等的学习环境中陶冶情感、态度和价值观，张扬主体鲜明的个性。新课程标准的实施，使得现在初中的物理实验教学的方向并不是向难度深入，而是要培养学生们的真正的思维能力、创新能力、动手能力及应变能力。项目的目标是提供一定的信息资源，倡导学生自主学习，进行科学探索。通过网络模拟实验与实物实验相结合，综合培养学生的实验能力。发挥信息技术教学和传统试验教学的各自优势，培养学生积极主动地获取物理知识的能力。2.3现阶段国内外同类研究现状2.3.1国际信息化教育形势逼人。7当今世界，信息化浪潮势不可挡，一些发达国家从九十年代开始，就已利用英特网进行教育活动，全世界现已有30多个国家参与美国提出的“用技术来支持教育改革”的国际合作研究。其中：2.3.2教师的课堂教育教学理念落后于教育装备条件的改善虽然“整合教学成为新时期全面推进素质教育、深化教育教学改革的重要途径”这一新的课堂教育教学理念已得到广大教师的认可，但就中学物理实验教学现状来看，虽然随着各级政府对教育投入的不断加大，办学条件明显改观，开展物理实验教学所需要的教育装备条件得以改善，但是物理实验课堂教学中以“书本为主、实验为辅”的教学模式没有得到根本改观，教师主宰实验课课堂，学生被动接受的局面还没有改变，学生的主体性、主动性、创造性没有得到充分发挥，这已成为物理课程改革的“瓶颈”。究其原因虽然是有多个方面，其中一个重要的因素，就是当前各个年龄层次中教师信息意识的现状及信息技能的基本情况良莠不齐，青年教师整合意识强，中老年教师整合意识差，大部分教师在实际的教学工作中，缺乏促进学生学习方式改变的教学策略，意识不到整合教学的时代性、优越性。另外一个方面是教师怎样认识与对待教师角色的转换的问题，教师作为知识的传播者的角色有可能被信息技术所部分或者完全的替代，也与信息技术的应用与普及有着非常高的相关性。（新加上的）已经开展的物理整合类研究也主要是将信息技术与学科整合作为一门课程的模式来开发，如上海的七宝中学，江苏的太仓中学、浙江的杭州中学等，它们未能将信息技术与学科特征紧密结合，同时并未强调如何借助网络环境，未能进一步对学科内的研究性学习推广和实施发挥其应有的作用。因此，要着力改变简单的死记硬背、机械训练的学习方式，提倡学生的自主学习、乐于探究，通过实验课的途径这一有效的获取物理知识从而获取新知识的能力和分析、解决问题的能力，就必须让学生在课程与信息技术结合在一起的过程中形成，因此，如何建构有效的实验课整合教学模式和整合策略，在课堂进行有效引导、指导，组织、监控学生开展学习活动，引领学生进行探究性学习，是开展物理实验课教学不可回避的问题。2.4项目研究的思想理论基础82.4.1皮亚杰的建构主义学说瑞士著名儿童心理学家皮亚杰的建构主义学说认为：“知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得”。由于学习是在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程。学习的质量是学习者意义建构能力的函数，而不是学习者重现教师思维过程的函数。换句话说，获得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识的意义能力，而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授的能力。而快速、便捷的多媒体网络创设的学习环境，正是实现建构主义学习理论最理想的认知条件。2.4.2“Problem—BasedLearning”即PBL学说（“问题式学习”）作为一种广义的方法，PBL最早起源于20世纪50年代的医学教育中，此后，它先后在多学科领域中替代了传统的教学方法，包括商学院、教育学院、以及建筑、法律、工程、社会工作学院以及一些中学等。作为一种问题取向的教学思路，PBL与以往的教育理论具有密切的传承关系，包括杜威的“做中学”以及后来的发现学习等，同时，它也与当前的建构主义学习理论有着密切的联系，它在很大程度上体现了建构主义的思想，比如将学习与更大的任务或问题挂钩；使学习者投入于问题中；设计真实性任务；鼓励自主探究；激发和支持学习者的高水平思维；鼓励争论；鼓励对学习内容和过程的反思等。与“做中学”及发现学习相比，PBL有一些新的特点，比如，它强调以问题解决为中心、多种学习途径相整合，而不只是纯粹的探索和发现，同时它强调学习者之间的交流合作，强调外部支持与引导在探索学习中的作用等。其在本项目研究中发挥以下两个作用：（1）学习是一种协商活动的过程。学习过程并非是一种机械的接受过程。在知识的传递过程中，学习者是一个极活跃的因素。知识的传递者不仅肩负着9