基于CTCL范式的初中物理學習資源開發應用
——以“光現象”為例

曹廣坤

(連云港市城頭初級中學,江蘇 連云港 222131)

隨著教育技術研究的深入發展,以技術為基礎優化教學方式與教學內容的研究受到重點關注,部分新的范式由此產生[1].CTCL范式所描述的是以文化(Culture,C)視角為基礎,有機結合技術(Technology,T)、學習內容(Content,C)、學習者(Learner,L)所形成的全新的教育技術學范式,綜合分析學科知識要點、學生心理狀態以及人工智能技術等,按照學生實際心理狀態優化學習過程[2].將CTCL范式應用于初中物理學習資源的開發與應用中,增強學生對初中物理學習內容的興趣,提升教學質量.

1 基于CTCL范式的初中物理學習資源開發流程設計

根據圖1可知,基于CTCL范式的初中物理學習資源開發大致可分為三個主要環節,分別是:(1)學情分析環節.該環節的主要內容包括前概念分析與本土測查,主要目的是獲取同初中物理學習內容相關的前概念.(2)學習資源開發環節.該環節的主要內容包括明確需求、確定形態、確定目標、設計框架、精細設計與制作,主要目的是基于學情分析結果,開發適合初中學生群體學習的初中物理學習資源[3].(3)教學實驗檢驗環節.該環節的主要內容包括前測、教學干預與后測,主要目的是將所開發的初中物理學習資源設定為自變量,將教學實驗過程中的前測結果同后測結果間的差值作為因變量,利用教學實驗檢驗過程,分析所開發的初中物理學習資源在實際應用中的效果與不足,并依照教學實驗檢測結果的反饋,完善初中物理學習資源[4].

圖1 基于CTCL范式的初中物理學習資源開發流程

2 初中物理學習資源開發的具體應用——以“光現象”為例

2.1 學情分析環節

教學問題的針對性分析是保障教學活動效果的基礎.基于CTCL范式的初中物理學習資源開發與應用,需注重初中物理學習的學情分析,其中學生的前概念分析較為關鍵[5].前概念所描述的是學生在學習前已經形成的概念,前概念可在學生的日常生活中直接獲取,準確的前概念可為學生初中物理學習行為提供認知基礎,而錯誤的前概念將對學生的學習造成消極影響.

以“光現象”為例,針對此知識點的前概念調查過程中,主要分析學生對光的運動狀態以及光的運動條件等內容的了解情況.調查結果顯示,大多數學生的前概念中,光的運動是需要一定條件的,而少部分學生的前概念中,在光源運動的條件下光也會隨之運動.而通過書本內容的了解后,部分學生還是對于光持續處于運動狀態下這一理論持懷疑態度.這表明,學生在判斷光是否處于運動狀態時更依賴于自身的主觀視覺感知.針對這一問題,在基于CTCL范式的初中物理學習資源開發過程中,需著眼于改變學生對于自身主觀感知的依賴性,并借助相應技術幫助學生了解主觀視覺感知.表1所示為初中物理“光現象”學習過程中的部分前概念.

表1 初中物理“光現象”學習過程中的部分前概念

2.2 學習資源開發環節

2.2.1確定學習資源開發目標

CTCL范式作為全新范式存在,在當前初中物理教學過程中具有重要應用價值,其在實際教學過程中既注重學生對于所學內容的準確認知,同時還注重學生在實際物理學習過程中的心理變化,具有較高的應用價值.教師在開發與應用基于CTCL范式的初中物理學習資源時,要準確分析理解初中物理教材內容,明確教學需求,并以此為出發點,確定學習資源開發的目標,進行教學資源的設計與制作.“光現象”在實際初中物理教學中的課程規范性描述如表2所示.

表2 光現象在初中物理課程內的規范性描述

需要注意的是,表2內的“內容要求” 就是“光現象”實際教學中的學習目標.

2.2.2精細設計學習資源

基于CTCL范式的初中物理學習資源精細設計過程,需基于學生的前概念及其形成的主要原因,明確學習資源開發目標,根據該目標進行學習資源的精細設計.實際學習資源開發過程中,精細設計環節既要設計教學資源中所要傳授的教學內容,同時還要設計教學過程中教學資源的應用模式,因為這兩者之間具有緊密相關性,在實際教學過程中,僅分析教學資源的好壞并不具備實際意義,學習資源與對應的應用模式在實際的教學情境中相互支撐,才能發揮預期教學效果.基于CTCL范式的初中物理學習資源精細設計過程大致分為四個步驟,分別如下.

第一步:設計約束空間,在該空間內讓學生僅根據較為模糊的視覺信息,錯誤地分析物體的運行情況,讓學生感受且了解到在一定的環境條件下,人類的主觀視覺感知是有可能出現錯誤的.

第二步:讓學生了解在分析長時間穩定運動過程中的物體以及處于高速運動狀態的物體,人類視覺感知具有較為顯著的局限性,同時對比光束運動與水流運動,提出“光持續處于高速、穩定的運動狀態”這一設定,同時通過實驗的方式驗證這一設定.

第三步:教師可利用相關技術改善人類視覺感知的局限性問題.讓學生了解光在大氣環境中的實際運動情況,通過高精度的感官經驗改變學生原有的錯誤觀念,讓學生獲取正確的光運動知識.

第四步:基于以上三個步驟的設計、素材采集與內容錄制等過程,通過Camtasia Studio軟件完成初中物理光運動教學資源視頻的處理,獲取最終可使用的教學資源.

2.3 教學實驗檢驗環節

作為一種新型的教學資源,基于CTCL范式的初中物理學習資源在初中物理教學的實際應用依舊處于探索階段,任課教師在實際教學過程中需具備不斷測試與完善的意識,持續探索教學過程中產生的各項問題,并研究針對性的解決方案,由此提升初中物理教學質量.

教學實驗檢驗過程的具體描述如下:

(1)將學生平均分為兩個組別:實驗組和對照組.在相同環境與條件下對兩個組別的學生實施前測,分析學生在“光的運動”方面的前概念.

(2)針對實驗組,采用本文開發的學習資源及對應的教學模式完成物理課程教學;針對對照組,利用常規教學方法完成物理課程教學.兩個組別學生的學習內容與學習課時一致,教學課程由同一位教師完成.

(3)在相同環境下對兩個組別的學生實施后測.后測內容主要為教學過程對學生的相關概念的轉變情況,防止后測結果受機械記憶的影響,通常情況下可將后測過程設定在教學內容完成一周后開展.

(4)統計前測與后測過程所得結果,并進行相關分析,獲取教學實驗檢驗結論.

學習資源的開發最終目的是應用于學生的實際教學,提升學生的學習質量.文章以“光現象”為例,研究基于CTCL范式的初中物理學習資源開發應用,設計了初中物理學習資源開發流程,由此開發的學習資源既可以提升學生在初中物理學習過程中的體驗感,還能夠激發學生對于物理課程學習的興趣,增強學生的動手能力,加深學生對于光現象相關知識的理解深度.