信息技術與中學物理教學深度融合的研究

● 引言

在中學物理教學中，物理現象的解釋、物理模型的建立、物理概念的理解、物理規律的應用、物理情景的想象、物理過程的分析以及物理實驗的操作等都有相當的難度。[1]物理教學的障礙需要探索信息技術支撐的教學新方法來突破，需要探索信息技術與中學物理課程教學實踐的深度融合。“吃掉物理”是一個專注于基礎教育物理學科學習的智慧學習平臺，提供了初中物理八、九年級所有課程，每個課程由任務單、微視頻、虛擬仿真實驗工具和習題構成，支持學生課后自主學習。同時，為教師提供發布優質課程的在線平臺，教師可以新建自己的課程并發布給班級的學生進行課前預習、課后復習、作業等任務的布置，能夠對資源和學生進行管理，能夠對學生的學習情況進行全面的掌握，及時調整課堂上的教學計劃。因此，筆者以“吃掉物理”智慧學習平臺為技術支撐，探索物理課程教學要素與信息技術之間的相互滲透和深度融合。

● 現狀分析

目前，我國信息技術與中學物理課程教學整合/融合的研究內容主要集中在信息技術與物理教學的理論探討方面，而進行課程整合，并且應用案例進行分析、技術資源開發的實踐研究較少，因此，很有必要開展信息技術與中學物理教學深度融合的研究。

● 概念解析

蘇辛認為“信息技術應該在內涵層面深刻而有機地作用于教育觀念更新、教育體制改革和人才培養模式創新以及教學思想、教學內容和教學方法的變化……絕不僅僅只有工具或手段的意義”。[2]也就是說，要在教育教學的方方面面看信息技術與物理教學的融合。例如，在教育觀念方面，信息技術不僅僅要幫助教師突破教學難點，更應將技術滲透到教與學的各環節，為學生的主動學習與探究提供服務;在人才培養模式方面，整合生活、科技、教材內容，以探究模式為核心，培養學生的合作能力、科學素養、信息素養等;在教學內容呈現方面，不再只是文本、PPT等演示文稿，而是以視頻、虛擬現實技術、全息顯示等創建生動的情境;在教學方法方面，以參觀體驗、交流討論、實驗探究等方法取代傳統教學中的講授法。

從詞源本意來理解，“深度融合”可以看作“融合”和“深度”的結合。從學科教學角度來看，筆者認為，“深度融合”需要營造信息化教學環境，創新教與學方式，提供優質高效的教學資源。其中，營造信息化教學環境指能夠支持學生自主學習、合作探究的數字化教學環境，才能達到“深度”的標準，即學生不僅學會物理學的基礎知識和方法還能親自經歷科學探究過程，親身體驗科學技術，促進學生主動、輕松愉快地學習，用創新思維解決問題。

案例設計

《電功率》教學設計

《電功率》是在學習了歐姆定律的基礎上，把對電學的研究拓展到電能、電功率和電熱，它是初中物理電學金字塔結構中的最上層部分。本章有兩大特點，一是綜合性強，不僅要綜合運用前面的歐姆定律、串并聯知識，而且新概念多，公式多，計算量大，還涉及到了一些力學問題;二是與生活實際聯系比較緊密，幾乎每節課都是從實際問題引入新課，講了知識后又應用所學知識去解決實際問題。因此本章是初中物理的重點之一。傳統教學思路是通過與速度類比的方法發現電功率的物理意義，也就是描述電流做功的快慢。然后講解公式、單位，再通過生活實例發現額定功率和額定電壓、實際功率和實際電壓。整個過程雖然看似沒有問題，但卻缺少了一個核心環節，即為什么要有電功率？電功率能做什么？新課標的理念是：物理來源于生活，又服務于生活。生活中的電功率到處都是，家里的各種用電器，都標有自己的電功率，如果想計算家中的電費，也需要知道所有的電功率。從這個角度出發，筆者的教學思路是：通過生活應用，引導學生思考為什么要有電功率，并不斷驗證自己的猜想，反向構建知識體系。圍繞這個思路，理想的狀態是需要一間大房子，里面有各種各樣的用電器，然后學生可以隨意操作，觀看電能表，了解消耗的電能。但在常規教學條件下受到時間和場地的限制，這基本不可能實現。而“吃掉物理”智慧學習平臺具備三維虛擬仿真實驗工具，能完全模擬真實生活房間，包含學生日常生活中的所有用電器，直觀演示可交互，學生在手機上就可以輕松做實驗。

1.教學目標

知識與技能目標：理解電功率的物理意義;知道電功率的定義、公式、單位;理解用電器的額定功率。

過程與方法目標：利用控制變量的方法研究電流做功快慢的影響因素。

情感態度與價值觀目標：理論聯系實際，認識物理知識的實用價值。

2.教學重難點

正確計算電功率和用電器的額定功率;理解電功率與電功的區別和聯系。

3.教學策略

以學生為中心，基于“吃掉物理”智慧學習平臺，運用演示法、觀察法、討論法等，使學生在自主、合作、探究的氛圍中發現問題和解決問題，促進學生的發展。

4.教學過程

（1）課前復習鞏固，奠定基礎

教師活動：利用“吃掉物理”智慧學習平臺，在課前為學生推送學習資料包，復習電功電能部分知識。

學生活動：利用吃掉物理平臺，觀看電功率電腦的微課教學視頻，學習基本知識。

設計意圖：利用翻轉課堂的教學模式，在課前提供學習資料，學生觀看視頻為本節課奠定知識基礎。

支撐條件：教師在課前通過“吃掉物理”智慧學習平臺發布課前任務。

學習成果：掌握了電功電能部分的基礎知識，并對后續學習產生興趣。

（2）課上任務導學，自主探究

教師活動：為學生提供任務單、微課、三維工具等資源，借助電子書包環境，為學生提供可以自主探究、動手操作的平臺。

學生活動：在任務單的引導下，逐步構建，自主梳理總結掌握知識。

設計意圖：為學生提供多種路徑，讓學生能夠選擇適合自己的方式進行學習，如有的學生未能夠利用工具探究完成任務，也可以利用教師提供的微課進行學習，真正意義上實現了個性化學習、分層教學;利用所掌握的知識，借助電子書包和“吃掉物理”智慧學習平臺，學生可以無數次更改與嘗試，在探索中培養學生的創造能力。

支撐條件：教師利用電子書包推送活動主題，布置學習任務，學生利用“吃掉物理”智慧學習平臺操作家庭用電器工具，突出“物理來源于生活，又服務于生活”這一新課標理念;利用電子白板呈現學習內容，方便學生學習和思考。

學習成果：學生通過“吃掉物理”智慧學習平臺操作家庭用電器學習工具，得出微波爐、電磁爐、電炒鍋三個用電器消耗電能的排序，并總結通用方法，寫出各個用電器電表示數變化與區別并填寫任務單。

（3）課后微課習題，強化所學

教師活動：課后利用“吃掉物理”智慧學習平臺為學生布置作業習題，鼓勵學生通過實踐應用，進一步鞏固提升，同時在不同的題目中提出一題多解的要求，提供本節課的微課教學視頻，并在平臺上及時給予學生指導和鼓勵。

學生活動：利用“吃掉物理”智慧學習平臺，完成教師布置的作業習題，自測本節課學習情況。如果有未掌握的部分，還可以反復觀看微課進行補救學習。

設計意圖：通過布置習題，幫助學生梳理知識體系，鞏固知識，提升思維層次，進一步對學習進行鞏固和內化。

支撐條件：利用“吃掉物理”智慧學習平臺鞏固所學內容，學生利用學習平臺對學習伙伴的學習內容進行評價，并表達自己的觀點，相互溝通。

學習成果：自主學習培養了學生解決問題的主動性;對問題進行多角度的求解發散了學生階梯思維以及對問題的深度思考。

5.教學評價

本節課利用“吃掉物理”智慧學習平臺的數據分析系統，對考試結果進行多維度的分析，既有針對全體學生的，也有針對某個班級的，還有針對學生個體的，這樣的數據分析系統對教學更具指導意義。

智慧反思

在本案例中，教師在學習者對電功率的理解過程中，運用反向思維，使學生有意識地將現實問題與物理知識相聯系，用物理的方法思考問題，提升學習者綜合運用的能力，并在實踐中鞏固。“吃掉物理”智慧學習平臺完全模擬真實房間，所有用電器功率計算原理和真實生活一模一樣，可以任意操作不同的用電器，使其工作并觀察消耗電能，也可以像玩游戲一樣，加快時間進度，更專注于知識探究。調動了學生學習的積極性，實現了思維的智慧發展。

同時，該案例為學生提供多種路徑，讓學生能夠選擇適合自己的方式進行學習，真正意義上實現了個性化學習、分層教學。學習者通過在實踐操作中探究學習，在任務單的引導下，逐步構建，自主梳理總結掌握知識。教師作為課堂的主導，借助信息技術給學生提供豐富的學習資源，利用交互工具及時給予學生個性化指導，并對學生的學習過程、學習狀態、階段性學習成果進行監控，及時幫助學生更加順利地進行智慧學習，更有效地經歷思維的發現、構想和歸納。

參考文獻：

[1]李樹林.信息技術與初中物理課堂教學的深度融合[J].中學物理，2017，35（20）：61-62.

[2]吳向東.宏大視野下對“深度融合”的審視——以小學科學課程的重構為例[J].中小學信息技術教育，2013（09）：28-33.

作者簡介：范佳榮（1996—），女，河北承德人，東北師范大學在讀碩士，研究方向為智慧學習環境。