信息技術背景下物理學科教室的規劃與思考

徐兵田

信息技術與課堂教學的深度融合是推進教育現代化的重要方式。近年來，全國很多學校就融合的的模式、課程的開發等環節展開了深入的研究和探索。信息技術與課堂的深度融合是一項系統工程，既要細化到不同學科的專業特點、素養要求等具體項目，更要著眼于不同學科相互滲透與關聯的跨學科背景。教師必須清醒地認識到：深度融合后的課堂對學生來說將是信息豐富、合作探究、體驗深刻的多功能平臺。物理學科教室正是基于這樣的平臺所構建的全新學習活動空間。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》中也明確指出：充分利用優質資源和先進技術，創新運行機制和管理模式，整合現有資源，構建先進、高效、實用的數字化教育基礎設施[1]。

從當前信息技術與普通學校基礎設施的發展狀況來看，這樣高度集成化的學科教室已經具備搭建實施的基本條件。更重要的是，中學物理教學的授課模式已經進入了破冰期，選課走班制已是大勢所趨，學生在這樣的學科學習狀態下想要走進什么樣的物理教室，是擺在教育工作者眼前的一個現實問題。顯然，打造感興趣、可操作、利創新、提素養的專業型教室才能與學生的發展需要相匹配。由此可見，結合實地環境積極規劃學科教室應成為物理教學改革的重要內容。

一、有效整合傳統教室與實驗室資源

目前，多數基礎教育學校將教室與實驗室分成兩個獨立的部分，這種設計的理念源于在傳統教室中，學生更便于集中、統一管理，這與工業化背景下知識大面積單向傳輸相適應。而從物理教學的角度來看，這種集中管理的教室更適合發揮單純授課的功能，學生可以完成理論學習或觀察簡單的演示實驗，而真正的實驗探究則需要到另外的實驗室中進行。由于學生的學習活動大部分在教室中進行，完成實驗后需要馬上離開實驗室，與實驗相關的深入拓展研究也隨之中斷，不利于更有實效地培養學生動手實踐的能力。作為一門以實驗為基礎的自然學科，這種分離式的學科教學明顯更偏重了理論化的學習，即實驗操作或探究受到空間限制，更多地以書面或口頭表達的方式來呈現。而有些基層學校的物理實驗室由于使用次數少、缺乏專業管理與維護而幾乎成為被閑置的擺設。

物理學科教室必須整合這兩部分資源，特別是要將實驗室功能融入到學科教室，真正實現物理教學的探究化和實驗化。但是物理學科教室不應是簡單地將兩室合而為一，而應是基于學生走班選學的學習需要而建立起來的新型教室。可結合學生的學段，將探究器材按照物理學科的學習目標進行布局，這是規劃學科教室的前提。如筆者所在學校的物理學科教室，按照學習需要劃分成合作探究區、展示區（含黑板及電子演示板等）、器材區、自主內化區、互聯世界區五個區域。其中的自主內化區與其余四個區用器材展柜分離，以形成安靜的自主提升空間；器材區根據學生對生活現象的認識從簡單到復雜的規律擺放實驗器材，并將運動、力、聲音、熱現象和電、磁現象探究分別放在兩個不同的學科教室內，具體到每個分類仍然按照從簡單到復雜的順序呈現；互聯世界區通過互聯網技術與國內外知名學校實驗室建立共享聯系，同時，該區域還是新技術、新發明的體驗或模擬區。

二、對生成性問題進行探究體驗或拓展延伸

當代中學生普遍缺乏對生活現象的觀察與體驗，這可能和學生逐漸遠離自然、遠離勞動有關。這種情況讓學生在探究活動中過多地依賴于教材所提供的實驗方案或步驟，也就是“照著葫蘆畫瓢”式的探究。要解決學生在課堂上生成的新問題，就需要把生活現象較為真實地引入課堂。在物理學科教室中，可以用豐富的實驗素材或仿真模擬來完成這樣的替代任務，讓學生在探究現象背后的規律時更有針對性和現實性。課堂中生成的問題也可能是探究器材本身或探究結果引發的疑惑，這是培養學生發散思維的良好契機。傳統實驗室或課堂可能因時間、資源條件不足而限制了這種創新思維的發展，而在學科教室里，則可以通過與名校或高等院校的實驗室進行對接來幫助學生提升對問題的認識，在知識延伸的同時，也使學生的思維方式得到進一步拓展。通過劃分各功能區域，可使學生的學習獲得重要的支持系統，拓展學生的視野和思路。

例如，在物理學科教室學習有關大氣壓強的內容時，對于身處太空的宇航員所穿艙外宇航服的設計及應用問題，師生通過對接網絡聯系到了有關航天專家進行現場解答。專業的解答把相關知識推向了縱深的探索，即航天員的其他生命保障系統，極大地豐富了學生的航天知識，也激發了學生的學習熱情。

三、應用信息技術

助推學生多元化與個性化發展

物理學科教室中所搭建的高速與大容量的信息化網絡平臺，在傳輸、貯存本學科學習資源的同時，還是一個物理及相關延伸學科資源共享與交互的空間。學生可借助其強大的功能自主地進行學科預習或知識拓展。學生豐富的在線學習活動能夠在信息平臺上留下記錄，便于教師進行數據化分析評價。通過動態的信息數據跟蹤，對于學生在物理學科上的學業能力差異，可以從學生手持終端設備和教室主設備的交互記錄中形成精確的數據分析，這些分析源于學生的思考、討論動向、實驗報告、測試結果等，能夠反映學生的學習素養情況。這使教師得以更加準確地幫助和引導，縮小學生的學習差距。

物理的學習情況存在較大的差異，這種差異和年齡、學段、性別都有關系[2]，究其原因，與學生發展的不平衡性和階段性有關，這種差異在傳統環境下會因為難以建立物理模型而被放大。但信息技術可以讓更多的學生體驗到物理背景下的仿真或模擬的情境，彌補了一些學生思維方面的不足，極大地激發了學生學習和探究的興趣，也可以把學有余力、喜歡鉆研的學生帶到更高深和更專業的物理學習階段，為學生多元化、個性化的發展提供了可能。

四、為學生核心素養的培養與提升

承載更廣闊的著落點

檢驗學科教室的規劃合理與否，關鍵在于看其是否利于培養和提升學生的核心素養，這也是教育的總目標和要求。核心素養是學生適應個人終生發展和未來社會發展所需要的必備品格和關鍵能力[3]。怎樣在學習過程中體現出學科素養的要點，并讓學生受到良好的熏陶呢？結合已有的教學實踐來看，學科教室里所展現給學生的豐富素材及在合作探究中開展的數據處理、實驗評估、知識延伸等活動，讓學生在信息意識、問題解決等核心素養方面有直接的體驗和提升。endprint

以牛頓第一定律的教學為例，物理學史上記載，伽俐略對運動和力關系的質疑是一個充滿生命危險的歷程，這一點在教材中很難體現出來。而在信息技術的支持下，學生可以非常全面地了解這位偉大物理學家英雄式的探索之路。這些史實對學生的思想沖擊較大，有的探究小組還結合這位偉大人物的傳奇經歷組織了課堂情景劇。這種浸入式的體驗讓科學的歷程回歸到本來面目，也讓學生的學習經歷了批判質疑、勇于探究的過程。這些體驗、參與的方式無疑對學生素養的提升有著直接且深刻的影響，也必將在他們的心靈深處播下科學的火種。

五、物理學科教室建設的影響因素

物理學科教室的建設和規劃，需要學校以長遠的目光來綜合安排教學空間與資源的配置。物理學科教室的搭建與推進情況可能會受到以下一些因素的影響。

一是學校層面對學科教室建設的支持力度。學科教室建設需要在教室改造、網絡鋪設、教學軟件等方面有一定的資金投入。有些學校擔心由于學生會有更長的時間駐留在學科教室中，會增加器材或設備的損壞率，還有的擔心缺乏實驗員可能會引發學生安全問題等。雖然目前學科教室多處于試用的初期階段，但還未發生上述所擔心的情況，因為學科教室本身也是專業教師的工作室和實驗室，學科教室的使用與職能分工也非常明確。

二是教師的專業素養水平。信息技術背景下的物理教學，需要教師對信息有較高的采集應用、分析處理能力，這就牽涉到物理學科教學的嚴謹性和科學性；學生在學科教室中的任務進度并不一致，想要讓他們各得其所地合作或自主進行學習活動，還需要教師具備較強的組織和引導能力。這些顯然對物理教師的職業素養提出了較高的要求。學校或學科組應組織專家定期對相關教師進行培訓指導，讓教師能夠更好適應新條件下的教學環境，并不斷提高對學科教室的應用水平。

三是社會對學生成績片面化的追求。眼下仍有很多學校為了迎合人們對分數的追逐，對學生的培養主要集中在如何提升考試成績上，這種功利化的做法破壞了教育的良性環境，也誤導了社會力量對教育發展方向的認識。如筆者所在學校的有些學生家長提出：學生在學科教室的氛圍中，實驗多而做題太少，不利于學習成績的提升。通過解釋，家長暫時消除了疑惑，但也讓物理教師們深刻反思了教學與成績的關系，并認識到：教學改革或創新不能以犧牲學生的學業成績為代價，而是在培養和提升學生核心素養的同時，更好地促進學生的學業發展和提升。

從國家努力推進信息技術在教育領域中的應用，到教育部組織專家對學生核心素養的具體解讀，說明我國的教育正處于不斷發展和變革之中。作為物理教師，在努力做好本職工作的同時，還應結合專業特點，積極投身于教育改革，為學生的成長與發展創造優良環境。

參考文獻

[1]國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）[EB/OL].http：//politics.people.com.cn/GB/12292538.html.

[2]盧強.教育心理學（第3版）[M].北京：北京出版社，2010：36.

[3]林崇德.21世紀學生發展核心素養研究[M].北京：北京師范大學出版社，2016：163.

（責任編輯 郭向和）endprint