信息技术与中学物理教学深度融合的研究

    ● 引言

    在中学物理教学中，物理现象的解释、物理模型的建立、物理概念的理解、物理规律的应用、物理情景的想象、物理过程的分析以及物理实验的操作等都有相当的难度。[1]物理教学的障碍需要探索信息技术支撑的教学新方法来突破，需要探索信息技术与中学物理课程教学实践的深度融合。“吃掉物理”是一个专注于基础教育物理学科学习的智慧学习平台，提供了初中物理八、九年级所有课程，每个课程由任务单、微视频、虚拟仿真实验工具和习题构成，支持学生课后自主学习。同时，为教师提供发布优质课程的在线平台，教师可以新建自己的课程并发布给班级的学生进行课前预习、课后复习、作业等任务的布置，能够对资源和学生进行管理，能够对学生的学习情况进行全面的掌握，及时调整课堂上的教学计划。因此，笔者以“吃掉物理”智慧学习平台为技术支撑，探索物理课程教学要素与信息技术之间的相互渗透和深度融合。● 现状分析

    目前，我国信息技术与中学物理课程教学整合/融合的研究内容主要集中在信息技术与物理教学的理论探讨方面，而进行课程整合，并且应用案例进行分析、技术资源开发的实践研究较少，因此，很有必要开展信息技术与中学物理教学深度融合的研究。● 概念解析

    苏辛认为“信息技术应该在内涵层面深刻而有机地作用于教育观念更新、教育体制改革和人才培养模式创新以及教学思想、教学内容和教学方法的变化……绝不仅仅只有工具或手段的意义”。[2]也就是说，要在教育教学的方方面面看信息技术与物理教学的融合。例如，在教育观念方面，信息技术不仅仅要帮助教师突破教学难点，更应将技术渗透到教与学的各环节，为学生的主动学习与探究提供服务;在人才培养模式方面，整合生活、科技、教材内容，以探究模式为核心，培养学生的合作能力、科学素养、信息素养等;在教学内容呈现方面，不再只是文本、PPT等演示文稿，而是以視频、虚拟现实技术、全息显示等创建生动的情境;在教学方法方面，以参观体验、交流讨论、实验探究等方法取代传统教学中的讲授法。

    从词源本意来理解，“深度融合”可以看作“融合”和“深度”的结合。从学科教学角度来看，笔者认为，“深度融合”需要营造信息化教学环境，创新教与学方式，提供优质高效的教学资源。其中，营造信息化教学环境指能够支持学生自主学习、合作探究的数字化教学环境，才能达到“深度”的标准，即学生不仅学会物理学的基础知识和方法还能亲自经历科学探究过程，亲身体验科学技术，促进学生主动、轻松愉快地学习，用创新思维解决问题。案例设计

    《电功率》教学设计

    《电功率》是在学习了欧姆定律的基础上，把对电学的研究拓展到电能、电功率和电热，它是初中物理电学金字塔结构中的最上层部分。本章有两大特点，一是综合性强，不仅要综合运用前面的欧姆定律、串并联知识，而且新概念多，公式多，计算量大，还涉及到了一些力学问题;二是与生活实际联系比较紧密，几乎每节课都是从实际问题引入新课，讲了知识后又应用所学知识去解决实际问题。因此本章是初中物理的重点之一。传统教学思路是通过与速度类比的方法发现电功率的物理意义，也就是描述电流做功的快慢。然后讲解公式、单位，再通过生活实例发现额定功率和额定电压、实际功率和实际电压。整个过程虽然看似没有问题，但却缺少了一个核心环节，即为什么要有电功率？电功率能做什么？新课标的理念是：物理来源于生活，又服务于生活。生活中的电功率到处都是，家里的各种用电器，都标有自己的电功率，如果想计算家中的电费，也需要知道所有的电功率。从这个角度出发，笔者的教学思路是：通过生活应用，引导学生思考为什么要有电功率，并不断验证自己的猜想，反向构建知识体系。围绕这个思路，理想的状态是需要一间大房子，里面有各种各样的用电器，然后学生可以随意操作，观看电能表，了解消耗的电能。但在常规教学条件下受到时间和场地的限制，这基本不可能实现。而“吃掉物理”智慧学习平台具备三维虚拟仿真实验工具，能完全模拟真实生活房间，包含学生日常生活中的所有用电器，直观演示可交互，学生在手机上就可以轻松做实验。

    1.教学目标

    知识与技能目标：理解电功率的物理意义;知道电功率的定义、公式、单位;理解用电器的额定功率。

    过程与方法目标：利用控制变量的方法研究电流做功快慢的影响因素。

    情感态度与价值观目标：理论联系实际，认识物理知识的实用价值。

    2.教学重难点

    正确计算电功率和用电器的额定功率;理解电功率与电功的区别和联系。

    3.教学策略

    以学生为中心，基于“吃掉物理”智慧学习平台，运用演示法、观察法、讨论法等，使学生在自主、合作、探究的氛围中发现问题和解决问题，促进学生的发展。

    4.教学过程

    （1）课前复习巩固，奠定基础

    教师活动：利用“吃掉物理”智慧学习平台，在课前为学生推送学习资料包，复习电功电能部分知识。

    学生活动：利用吃掉物理平台，观看电功率电脑的微课教学视频，学习基本知识。

    设计意图：利用翻转课堂的教学模式，在课前提供学习资料，学生观看视频为本节课奠定知识基础。

    支撑条件：教师在课前通过“吃掉物理”智慧学习平台发布课前任务。

    学习成果：掌握了电功电能部分的基础知识，并对后续学习产生兴趣。

    （2）课上任务导学，自主探究

    教师活动：为学生提供任务单、微课、三维工具等资源，借助电子书包环境，为学生提供可以自主探究、动手操作的平台。

    学生活动：在任务单的引导下，逐步构建，自主梳理总结掌握知识。

    设计意图：为学生提供多种路径，让学生能够选择适合自己的方式进行学习，如有的学生未能够利用工具探究完成任务，也可以利用教师提供的微课进行学习，真正意义上实现了个性化学习、分层教学;利用所掌握的知识，借助电子书包和“吃掉物理”智慧学习平台，学生可以无数次更改与尝试，在探索中培养学生的创造能力。

    支撑条件：教师利用电子书包推送活动主题，布置学习任务，学生利用“吃掉物理”智慧学习平台操作家庭用电器工具，突出“物理来源于生活，又服务于生活”这一新课标理念;利用电子白板呈现学习内容，方便学生学习和思考。

    学习成果：学生通过“吃掉物理”智慧学习平台操作家庭用电器学习工具，得出微波炉、电磁炉、电炒锅三个用电器消耗电能的排序，并总结通用方法，写出各个用电器电表示数变化与区别并填写任务单。

    （3）课后微课习题，强化所学

    教师活动：课后利用“吃掉物理”智慧学习平台为学生布置作业习题，鼓励学生通过实践应用，进一步巩固提升，同时在不同的题目中提出一题多解的要求，提供本节课的微课教学视频，并在平台上及时给予学生指导和鼓励。

    学生活动：利用“吃掉物理”智慧学习平台，完成教师布置的作业习题，自测本节课学习情况。如果有未掌握的部分，还可以反复观看微课进行补救学习。

    設计意图：通过布置习题，帮助学生梳理知识体系，巩固知识，提升思维层次，进一步对学习进行巩固和内化。

    支撑条件：利用“吃掉物理”智慧学习平台巩固所学内容，学生利用学习平台对学习伙伴的学习内容进行评价，并表达自己的观点，相互沟通。

    学习成果：自主学习培养了学生解决问题的主动性;对问题进行多角度的求解发散了学生阶梯思维以及对问题的深度思考。

    5.教学评价

    本节课利用“吃掉物理”智慧学习平台的数据分析系统，对考试结果进行多维度的分析，既有针对全体学生的，也有针对某个班级的，还有针对学生个体的，这样的数据分析系统对教学更具指导意义。智慧反思

    在本案例中，教师在学习者对电功率的理解过程中，运用反向思维，使学生有意识地将现实问题与物理知识相联系，用物理的方法思考问题，提升学习者综合运用的能力，并在实践中巩固。“吃掉物理”智慧学习平台完全模拟真实房间，所有用电器功率计算原理和真实生活一模一样，可以任意操作不同的用电器，使其工作并观察消耗电能，也可以像玩游戏一样，加快时间进度，更专注于知识探究。调动了学生学习的积极性，实现了思维的智慧发展。

    同时，该案例为学生提供多种路径，让学生能够选择适合自己的方式进行学习，真正意义上实现了个性化学习、分层教学。学习者通过在实践操作中探究学习，在任务单的引导下，逐步构建，自主梳理总结掌握知识。教师作为课堂的主导，借助信息技术给学生提供丰富的学习资源，利用交互工具及时给予学生个性化指导，并对学生的学习过程、学习状态、阶段性学习成果进行监控，及时帮助学生更加顺利地进行智慧学习，更有效地经历思维的发现、构想和归纳。

    参考文献：

    [1]李树林.信息技术与初中物理课堂教学的深度融合[J].中学物理，2017，35（20）：61-62.

    [2]吴向东.宏大视野下对“深度融合”的审视——以小学科学课程的重构为例[J].中小学信息技术教育，2013（09）：28-33.

    作者简介：范佳荣（1996—），女，河北承德人，东北师范大学在读硕士，研究方向为智慧学习环境。