構建學科融合“三性”課堂 提升物理教師信息素養*

李 梅

(南京市秦淮區教師發展中心 江蘇 南京 210000)

2019年《教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》文件中提出,到2022年要基本實現“教師信息化教學能力”的顯著提升，要“全面提升教師隊伍的信息素養，推動信息技術與教育教學的應用融合和融合創新，實現信息技術在教育教學活動中的常態化應用.”教師信息素養的提升是實現教育現代化的重要內容，在信息化社會中更是受到了空前的重視[1].

信息素養是利用各種信息工具特別是多媒體和網絡技術工具確定、查找、評估、組織和有效生產、使用、交流信息并解決問題的能力，是一種對信息化社會的適應能力，是信息化社會成員必須具備的基本素養[2].物理教師的信息素養在教學中具體表現為教師的信息化教學能力，在教學的設計、實施和評價等方面所具備的將信息技術的數據運算、媒體處理、信息傳輸等功能有機地結合到教學中的能力.通過信息技術與學科教學的融合實踐，將各種孤立的信息技能有效地整合在一起以解決問題，在此過程中，教師的信息素養才能得以提升.

1 構建“參與性”課堂 提升信息化教學設計能力

建構主義學習理論認為，學習是學生在他人的幫助下，通過主動建構的方式獲取知識的過程.對新知識的建構不僅建立在學生已有知識的基礎上，而且需要學生積極主動地參與學習，建立新舊知識的聯系.教師在信息化教學設計中，要充分利用信息技術手段，來支持學生動腦、動手參與學習，構建參與性課堂.

【案例1】蘇科版初中物理教材第十三章“電路連接方式”復習

技術手段：虛擬仿真實驗室

所屬環境：混合學習環境

能力點：技術支持的發現與解決問題

在學生已經掌握串、并聯電路基本特點的基礎上，教師通過PPT展示兩張非常規電路圖(圖1)，請學生判斷(a)、(b)兩圖中燈泡的連接方式.教學中發現，不少學生根據電路圖的形狀做出了“圖(a)是并聯、圖(b)是串聯”的錯誤判斷.發現問題后，教師運用虛擬仿真實驗室平臺，將用電器翻轉、對導線拖拽，以實現電路的“整形”，同時，學生用iPad進行同步操作.

圖1 非常規電路

初中生在認知過程中的思維往往離不開具體事物的支持，因此，在教學中要給學生一定的視覺動態體驗，來豐富學生頭腦中物理表象的存儲，以促進準確而鮮明的物理表象的建立[3].

為解決案例1中出現的問題，傳統教學中，教師通常會采用實物類比的方法，幫助學生建立空間想象.這雖然也滿足了形象性的要求，但類比的方法還是間接的，教學的直觀性不夠，學生仍然只是旁觀者.

案例1中，教師選擇運用虛擬仿真實驗室的虛擬現實技術，不僅將難以通過語言傳遞的現象形象化，而且為學生創設了身臨其境的感官體驗，增強了教學的直觀性、形象性以及學生的參與性.學生在動手參與的過程中，能夠直觀地看到一個電路從“非常規”變為“常規”(圖2)的動態變化過程，這有助于空間想象能力的提升.

圖2 用虛擬實驗室“整形”后的常規電路

教師在進行信息化教學設計時，要綜合考慮學生特點、教學目標、教學內容與信息技術之間的有機整合，構建參與性課堂(圖3).具體而言，應從學生的心理特點、認知特點和已有知識出發，依據教學目標和內容選擇合適的信息技術手段，充分發揮虛擬現實、增強現實等信息技術在促進人與技術融合上的優勢，推動人與技術的關系向具身關系發展[1]，即通過信息化教學設計，讓技術拓展學生的在場體驗，融入學生的身體經驗，增加思維與感知的聯系，促進學生從自覺地參與課堂，到熱情地參與課堂，再到深度地參與課堂.教師在構建“具身式”參與性課堂的教學設計實踐過程中，其信息化教學設計能力也將得以提升.

圖3 參與性課堂

2 構建“主體性”課堂 提升信息化教學實施能力

聯通主義學習理論認為，學習是連接專門節點和信息源的過程，聯通的管道(知識傳遞的路徑)比管道中的內容(知識內容本身)更加重要.教師在信息化教學實施過程中，應充分利用各種信息技術手段，盡可能地使學生通過多種途徑獲取知識內容，構建以學生為主體的課堂，使學生的探索學習、發現學習和創新學習成為可能.

【案例2】蘇科版初中物理教材第十一章“杠桿”復習

技術手段：互動軟件、視頻剪輯

所屬環境：多媒體學習環境

能力點：技術支持的概念建構體驗

在復習杠桿分類時，教師運用信息技術手段制作小游戲，包括“生活中的杠桿”的歸類游戲(圖4)和“哪些是省力杠桿”的分組對戰游戲(圖5).通過游戲方式來復習杠桿的分類，有利于激發學生的復習興趣.

圖4 “杠桿”歸類游戲

圖5 分組對戰游戲

在游戲過程中發現，學生對于夾子的分類不是很清楚.對此，教師有一定的預設，課前通過小組合作方式進行視頻拍攝，并運用視頻剪輯技術制作微課，在視頻上畫出夾子在不同情況下的支點、力和力臂(圖6和圖7).

圖6 夾子閉合時的情況

圖7 夾子張開時的情況

案例2的教學實施過程中，教師整合運用互動軟件和視頻剪輯技術，不僅讓學生親身經歷了從實際物體到杠桿模型的抽象建模過程，降低了思維臺階，有效突破了教學難點，同時依托技術環境，讓學生與他人進行更廣泛的接觸，充分發揮了學生學習的主體性.

教師在進行信息化教學實施時，要綜合考慮教學目標、內容與環境、教師、學生、信息技術與資源等各種教學要素之間的廣泛聯通(圖8)，構建主體性課堂.具體而言，應依據教學目標和內容，充分發揮如人機交互、媒體資源等信息技術和資源在信息傳播和加工上的優勢，使知識傳播的渠道不僅存在于師生之間、生生之間，還存在于人機之間，讓知識從單向線性流通轉變為網絡化流通，建立起以學生為主體或核心的新的知識傳播平衡，促進學生積極、主動地探索學習.教師在構建網絡化主體性課堂的教學實施實踐過程中，其信息化教學實施能力也將得以提升.

圖8 主體性課堂

3 構建“交互性”課堂 提升信息化教學評價能力

行為主義學習理論認為，學習是“刺激-反應”的聯結，教學中可通過及時反饋促進學生合適行為的發生.教師在信息化教學評價過程中，應通過技術支持的展示交流促使生生交往互動，通過技術支持的學業評價及時了解教學效果，為學生創設協商、會話的交互環境，以任務驅動引導學生討論與評價，促進教學目標的有效達成.

【案例3】蘇科版初中物理教材第六章“巧測”液體密度

技術手段：智能教學平臺

所屬環境：混合學習環境

能力點：技術支持的“展示·交流·評價”

學生在已經學習了密度概念以及密度知識應用的基礎上，教師給出實驗器材：一瓶紅色液體、一個精準秤、兩個相同的圓柱形容器、一瓶水、一把刻度尺、一個膠頭滴管，并通過一段視頻介紹精準秤的使用方法，然后提出問題：你將選擇哪些器材？如何測量桌上這瓶紅色液體的密度？學生分組討論，設計方案，畫出步驟簡圖，寫出密度表達式，并用iPad拍照上傳(圖9).

圖9 學生展示

“測量液體密度”是初中物理實驗教學中的一個難點，在中考物理試題中也經常出現.多次學業質量監測結果顯示，當學生面對改變了實驗器材的方案設計時，遷移與應用能力顯得不足，這也從一個側面反映了傳統課堂中評價的單一性以及課堂交互的缺失.

傳統課堂中，由于時間的限制，對于探究方案的交流，學生之間的交互性不夠，多數學生只能充當聽眾的角色.案例3中，教師運用信息技術手段支持學生進行實時展示，并分享過程性學習成果，既節約了方案分享的時間，又擴大了學生相互學習、交流的范圍，將學生置于一個有社會意義的團體中，在師生交流、生生互評的過程中，進行經驗分享、產生思維碰撞，促進自我反思與自我認知.

教師在進行信息化教學評價時，要綜合考慮學生特點、教學目標、內容、方法、信息技術等多種教學要素之間的聯系(圖10)，選擇合適的技術手段構建交互性課堂.具體而言，可選取合適的教學內容開展基于任務的合作學習，充分發揮人工智能等信息技術在促進學生自評、互評中的優勢，實現教學評價的綜合化、多元化.通過信息化教學評價的常態化實踐，實現交互性課堂從形式化向高效性的轉變，學生沉浸在如是課堂環境中，其質疑反思、批判創新能力也將得以發展.教師在構建高效的交互性課堂的教學評價實踐過程中，其信息化教學評價能力也將得以提升.

圖10 交互性課堂

4 結束語

以現代教育理念為指引，以信息技術的合理運用為支撐，以構建參與性、主體性、交互性課堂為契機，通過信息技術與物理學科教學的有機融合實踐，促進教師在教學設計、教學實施到教學評價的全過程中信息化應用能力的提升，從而更進一步促進教師信息素養的提升.