信息技術環境創新初中物理教學方法

郝晨希等

隨著教育信息化的不斷發展，以多媒體、網絡技術等為核心的現代技術正在以爆炸性的姿態改變著學習方式，傳統的教學方式受到前所未有的沖擊，因此利用信息技術創新教學方法獲得比以前更好的教學效果，就顯得十分重要和緊迫。目前，在物理教學中信息技術以顯著的優勢得到了廣泛的應用，但離達到理想的教學效果還存在一定的距離。

現狀與問題

1.“技術本體論”的錯誤觀點

許多教師過分依賴信息技術，使得它在教學過程中的輔助地位發生變化。例如，感受力的相互作用，學生擊掌被教師的多媒體動畫課件代替，雖然利用了多媒體圖文聲像并茂這一特點，但并沒有從教學實際出發，不僅學生沒有親身感受到力的存在，而且容易分散注意力。

2.忽視信息技術創設生活情境

學習物理的目的是用物理知識科學地解釋生活中的現象。信息技術能夠更好地將物理知識與實際生活聯系起來，將物理知識原型形象生動地還原到生活實例中，但目前多數教師卻沒有發揮信息技術的優勢，大部分仍只是利用信息技術展示書本的內容，忽視了信息技術作為創設生活情境的工具。

解決方法

1.提供自主探究的環境

營造自主探究學習和合作學習的環境，利用初中物理教學平臺讓學生親自動手實驗，培養設計能力、動手實驗的能力及綜合的學習能力，學生組成小組，以小組為單位進行觀察、討論、交流、動手操作及評價。給每個人提供動手操作的機會，由原來的被動學習，轉化為主動探究學習。

2.提供個性化學習資源

初中物理教學平臺提供與生活息息相關的學習資源，動靜結合的文本、圖形、動畫、視頻資源為學生提供圖文聲像并茂的信息情境。同時，平臺還提供了虛擬的電學器件，學生根據電路的需要選擇器件，調節器件屬性，拖動虛擬導線，動手操作鏈接電路圖。平臺提供的三組學習任務，首先是基礎訓練，目的是完成基本的實驗練習，緊接著是不同層次的實驗任務，學生根據自己的情況選擇性實驗，最后提供挑戰性任務，擴展了課本的內容，實現了個性化學習的意義建構。

教學內容

電路是電學中最基本的知識，是本章的重點內容之一。本節課是在了解并探究串、并聯電路的特點之后讓學生學會識別電路、連接電路、會畫電路圖，并利用串、并聯特點解決實際問題。這部分的內容既與生活聯系緊密，又是學生第一次接觸實際電路的連接、電路識別、電學作圖，因此本節課具有鞏固所學、拓展延伸的重要作用，是培養學生應用物理知識解決實際問題的重要一課，為后續的電學知識奠定基礎。

教學對象

八年級的學生具有一定的動手能力，正處于抽象思維形成階段，已經學習過了基本的串、并聯電路，并且對生活中的電路有一定的了解，但對電路的設計還有一定的困難，對于內部的電路結構并不清楚。本節課利用實驗結合軟件模擬電路連接的優勢的形式、小組協作學習完成教學目標，更符合八年級學生的認知特點。

教學目標

知識與技能目標：掌握串、并聯電路特點，能按照電路圖連接電路，同時對于給定的電路能畫出電路圖。能夠根據實際情況的需要，進行電路的設計和連接。

過程與方法目標：通過動手實驗、軟件模擬等方法，發現、提出并解決問題。學習識別串、并聯電路以及設計的方法。

情感態度與價值觀目標：聯系生活中的串、并聯電路，體會科學知識在實際生活中的應用及其價值。增強與他人合作的意識和能力。增強在日常生活中安全用電的意識。

教學重、難點

重點：通過動手實驗、軟件模擬等方法，識別用電器的連接形式——串聯和并聯，并能夠進行簡單的電路設計及連接。

難點：設計電路及規范畫出串、并聯電路圖。

教學策略

本案例依托東北師范大學理想信息技術研究院的初中物理教學平臺進行設計，從學科內容上，主要提供針對教材中的疑難知識點理解的虛擬動畫和所有虛擬實驗；從環境上，主要提供支撐教師對物理知識進行快速編輯的圖形、圖表、公式、實驗器材和裝置以及學生、教師進行自由探究的學科工具。

教學環境

多媒體網絡教室。

教學過程

1.復習舊知

教師提出問題，讓學生回憶串、并聯電路的特點。學生根據電腦中的教學資源作答。

設計意圖：傳統的教學通常采用教師直接講授，學生很容易在新課未開始就已失去學習積極性，在物理教學平臺環境下，結合串、并聯電路的動畫演示，使學生不再是機械地記憶，而是在動態電路的基礎上，真正理解串、并聯電路的特點。

信息技術整合點：物理教學平臺提供了豐富多彩、圖文聲像并茂的多媒體教學資源，能刺激學生原有認知結構，幫助學生復習鞏固已學知識。生動形象的串、并聯電路動畫演示不僅幫助學生理解串、并聯電路的特點，還能夠進一步激發學生對這部分知識學習的興趣，為之后的教學打下良好的基礎。

2.新課導入

師：同學們已經了解了什么是串、并聯電路，也掌握了電路的特點。下面請同學們看一些圖片和動畫（如圖1）。這些都是我們生活中較為熟悉的場景，其中的用電器都是連接在電路中的。那么這些電路是如何連接的呢？

設計意圖：利用圖片和動畫，為學生創設情境，快速喚起學生的注意，再加上教師巧設問題，引發學生思考。

信息技術整合點：物理教學平臺提供了許多圖片和動畫，呈現了生活中熟悉的場景。電路圖及其器件都可以做成相應的動畫加以放大，這樣的電路圖可以看得非常清楚，又很方便面對全體學生講解，所有學生都能眼見其形、耳聞其聲。

3.新課教學

第一部分：基礎訓練

學生根據電路圖連接實物圖（如上頁圖2），利用實驗器材驗證自己的連接是否正確。根據要求設計電路圖及教室電燈控制電路。

設計意圖：在剛剛學習了串、并聯電路的基礎上，如果直接讓學生進行實際電路的分析和設計，學生會覺得無從入手。先從較為基礎和典型的電路的連接和設計練習，并逐漸向實際電路過渡，為學生搭建一個臺階，使其能較為順利地達成最終目標。同時，利用真實電學器材和電學平臺，引導學生了解平臺的模擬作用，為后續的平臺使用進行滲透。

信息技術整合點：物理電學平臺提供的環境下，學生能夠手腦并用，調動多種感官共同參與認知活動，在連接電路的時候，學生可以選擇利用虛擬器件在平臺上直接連接，然后將完成電路圖鏈接通過平臺屏幕切換放映出來，讓小組成員之間對比，觀察自己鏈接的是否正確，如果有錯誤，也能及時有效的糾正。

第二部分：分層次挑戰任務

第一層次任務：

任務一：保險柜電路。機要室大門是由電動機控制，鑰匙（電路開關）分別由兩名工作人員保管，單把鑰匙無法打開，設計電路圖。

任務二：衛生間電路。一般家庭的衛生間要安裝照明燈和換氣扇，使用時，有時需要各自獨立工作，有時需要它們同時工作，設計電路。

任務三：護士值班電路。如圖3是醫院病房與護士值班室的示意圖，病人需要護理時，只要按床邊的按鈕開關就能及時通知護士：1號床的病人按下開關S1，護士值班室的燈L1亮；2號床的病人按下開關S2，護士值班室的燈L2亮。

設計意圖：并不是所有生活中的電路都是學生目前階段能夠解決的，讓學生由淺入深地進行電路的設計。學生在分析電路時，也許無法完全正確進行電路的設計，如果利用真實的電路器材，可能引起較多的元件的損壞，有所顧忌的學生會無法完全放開手腳進行嘗試，利用電學平臺能解決學生操作的任意性與教學條件的有效性之間存在的矛盾。

信息技術整合點：物理電學平臺提供不計其數的虛擬電學器件，學生需要任何器件，都可以拿來即用。當學生鏈接出現錯誤時，點擊取消便可以重新開始，減免了真實實驗中，拆換實驗器材的環節，節約了寶貴的上課時間。另外，平臺提供三個趣味性的任務，可供學生根據自身興趣選擇性實驗，既保證了學生的個性化學習又不會因單調乏味而失去學習興趣。學生通過平臺親自動手鏈接，最后得出實驗結論的同時又嘗到了成功的甜頭，為接下來第二層任務打下繼續探究的基礎。

第二層次任務：

任務四：電冰箱內有照明燈，控制它的開關在打開冰箱門時閉合，使燈發光；當冰箱門關閉時，此開關處于斷開狀態，燈不發光，我們把這種開關叫“門控開關”。電冰箱背面有一個電動壓縮機，當冰箱內溫度升高到一定程度便啟動，而內部溫度降到一定程度就會停止工作，因而我們可認為壓縮機是由一個溫控開關自動控制的。觀察電冰箱的照明燈和壓縮機的工作情況，看看它們工作時是相互影響還是相互獨立的？想一想它們是串聯還是并聯？

任務五：倉庫門衛值班電路。某倉庫門衛安裝一只電鈴，要求在前門和后門各裝一個開關，有一只燈泡，一只電鈴，一組蓄電池，兩個開關（各裝在前門和后門）及導線若干，根據下列要求設計一個電路圖：①前門有人來時，按下開關電鈴響而電燈不亮；②后門有人來時，按下開關不僅燈亮而且電鈴響。

任務六：投影儀電路。教室里投影儀的光源是強光燈泡，發光時必須用風扇給予降溫。為了保證燈泡不被燒壞，要求：帶動風扇的電動機啟動后，燈泡才能發光；風扇不轉，燈泡不能發光。

設計意圖：略有難度的電路，會激起學生的征服欲望，也會使學生的能力得到提升。以動畫的形式將電路的工作情況簡捷直接地表現出來，幫助學生帶著輕松的心情進行討論和設計。

第三層次任務：

任務七：樓梯照明電路。如下頁圖4是一個老式的樓梯照明電路，最初，人們要節電就要這樣去做，這里的兩個開關是單刀雙擲開關。那這個電路中的兩個開關應該是怎樣的連接關系呢？

設計意圖：利用動畫展示學生所領任務的場景，學生就可以直接利用平臺嘗試設計電路圖、再利用相應模擬器材進行電路的連接。在此過程中，不必擔心實驗器材的不足、損毀等問題。

信息技術整合點：學生可以在物理教學平臺環境下繼續挑戰第二層、第三層任務，不僅節約了課堂時間，而且還加大了練習容量。教學平臺的快速反應力強的特點加強了練習的針對性和科學性，有助于學生對串、并聯電路知識的進一步強化。

教學反思

1.初中物理教學平臺提高了課堂效益

初中物理教學平臺的運用給學生創造了一個能從自己的感性認識出發，主動進行理性的分析和思考的空間，使學生把自己已有的知識和探索到的新信息進行加工，形成具有新高度的認知空間。利用信息技術與物理學科整合，讓學生在嘗試連接電路的過程中，體會電路的連接方法，激發學生的學習興趣，利用電學平臺還解決了學生操作的任意性與教學條件的有效性之間存在的矛盾，有效提高了課堂效率。

2.提供的學習資源使抽象的內容形象化、生動化

初中物理平臺提供的學習資源讓不可見的東西可見，讓抽象的東西形象具體化，將生活中的場景或者學生不易見到的場景利用平臺展示出來，進行動態演示，使學生清楚感知電路的工作情況，提高了學生的觀察能力和分析歸納能力。

點 評

本節物理課在培養學生科學素養、傳授科學知識體系的同時，更注重通過引導學生親身經歷科學探究的過程，激發對科學的興趣，形成科學的態度、科學探究的能力及與人合作的意識。

串、并聯電路的應用設計與我們的生活息息相關，充分體現了新課程“從生活走向物理，從物理走向社會”這一發展的理念。在新課講授前，利用學生所熟知的一些生活中的場景引入新課。這樣既和課題相符，又能迅速激起學生的求知欲，有效地激發學生的學習興趣。接下來設計的三層任務又是源于生活中常見的例子，這些例子隱藏著串、并聯電路的原理，引導學生發現問題，畫出電路圖，動手操作連接，解決實際生活中電路連接的問題。

本節課使用的數字化教學軟件提供了搭建電路的平臺，不計其數的虛擬實驗器材和可供操作的實驗仿真環境，加大了任務數量，提高學習效率，學生可以不受器材數量的限制，隨意探究不同電路的連接方式，避免了真實實驗中器材數量的限制和錯誤連接而導致的材料損耗。同時，平臺給每個學生提供了不同層次的實驗任務，讓學生由淺入深地進行電路的設計。學生完成電路連接后還可通過屏幕的切換向其他小組成員展示，教師也可通過屏幕切換，便捷地進行全班的展示，省略了對實物投影儀的使用，提高了本節課的課堂效益。