刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277
历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979
信息技术在物理教学中的应用
【作者】 周利群
【机构】 四川省井研县研城中学
【摘要】【关键词】
【正文】 信息技术与物理教学整合就是在先进的教育思想、理论的指导下将信息技术应用到物理课程教学之中,促进传统的物理教学方式的根本变革,有效地应用信息技术的优势来更好地完成物理课程学习的目标,从而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。
一、信息技术与课程整合的理论基础——建构主义
建构主义也称为结构主义,是学习理论从行为主义发展到认知主义以后的进一步发展,是由瑞士学者让·皮亚杰最早提出来的。它发展了早期认知学习理论中已有的关于“建构”的思想,强调学生在学习过程中主动建构知识的意义,并力图在更接近、更符合实际情况的情境性学习活动中,以个人原有的经验、心理结构和信念为基础来建构新知识,赋予新知识以个人理解的意义。信息技术与课程整合的过程不仅仅是现代信息技术手段的运用过程,它必将伴随教育、教学领域的一场深刻变革。建构主义理论本身是在20世纪90年代初期,伴随着多媒体和网络通信技术的日渐普及而逐渐发展起来的,可以说,没有信息技术就没有建构主义的出头之日,就没有今天的广泛影响,所以这种理论天生就对信息技术情有独钟,它可以对信息技术环境下的教学提供最强有力的支持。
下面简单介绍建构主义学习理论的基本观点:
1、学习是一种意义建构的过程,在对新知识意义建构的同时也包含了对原有经验的改造和重组。人们对事物的理解与其自身的认知结构有关。学习者在学习新的知识单元时,不是通过教师的传授而获得知识,而是通过个体对知识单元的经验解释从而将知识转变成了自己的内部表述。知识的获得是学习个体与外部环境交互作用的结果。外部世界的知识既可以同化到原来的认知结构中,又可以通过顺化机制改变己有的认知结构。
2、学习是一种协商活动的过程。学习的发展依靠人的原有的认知结构。由于每一个学习者都有自己的认知结构,对现实世界都有自己的经验解释,因而不同的学习者对知识的理解会不完全一样。由于学习者是从不同的方面解释知识的,因此只有通过社会性的“协商”和时间的磨合才可能达成共识。既然学习者对于外部世界的理解可以是各异的,教学评价应该侧重于学生的认知过程,而不是学习结果。
3、学习是一种真实情境的体验。学习发生的最佳情境不应是简单抽象的,相反,只有在真实世界的情境中才能使学习变得更为有效。学习的目的不仅仅是要让学生懂得某些知识,而且还要让学生能真正运用所学知识去解决现实世界中的问题。在一些真实的情境中,学习者如何运用自身的知识结构解决实际问题,是衡量学习是否成功的关键。如果学生在学校教学中对知识记得很“熟”,却不能用它来解决现实生活中的某些具体问题,这种学习只做到了单向的内化建构,而忽视了逆向的外化于物,这显然是一种无效的学习。
二、信息技术与课程整合的教学模式
物理是一门以实验为基础的学科,实验教学是物理教学的重要一环,离开了物理实验,物理学就不可能产生,更谈不上发展。物理实验是人们针对探究目的,运用科学仪器设备,人为地控制、模拟或纯化某种自然过程,使之按预期的进程发展,同时在尽可能减少干扰的前提下进行观测,以探究物理过程变化规律的一种科学活动。
1、创设情境
教师通过精心设计教学程序,利用信息技术创设与主题相关的、尽可能真实的情境,使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。学生在实际情境下进行学习,可以调动学生的思维,激发学生学习的兴趣与好奇心,使学生能利用自己原有认知结构中的有关经验,去同化和索引当前学习到的新知识,从而在新旧知识之间建立起联系,并赋予新知识以某种意义。
2、提出问题
教师通过精心设计教学程序,指导学生通过课题质疑法、因果质疑法、联想质疑法、方法质疑法、比较质疑法、批判质疑法等方法与学生自我设问、学生之间设问、师生之间设问等方式提出问题,培养学生提出问题的能力,促使学生由过去的机械接受向主动探索发展。
3、自主探究
学生在教师指导下独立探究。先由教师启发引导,例如演示或介绍理解类似概念的过程,然后让学生自己去分析;探索过程中教师要适时提示,帮助学生沿概念框架逐步攀升。学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置,但是又离不开教师事先所作的、精心的教学设计和在协作学习过程中画龙点睛的引导,充分体现教师指导作用与学生主体作用的结合。
4、网上协作
教师指导学生在个人自主探索的基础上进行小组协商、交流、讨论即协作学习,进一步完善和深化对主题的意义建构,并通过不同观点的交锋,补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。通过这种合作和沟通,学生可以看到问题的不同方面和解决途径,从而对知识产生新的洞察。教师在指导学生进行“协作学习”时,必须注意处理与“自主学习”的关系,把学生的“自主学习”放在第一位,“协作学习”在“自主学习”基础之上进行。
5、网上测试
学生在教师指导下,运用新一代物理网上测试和评估软件系统进行以学生自我评价为主的多种形式的物理学习效果的评价。教师应充分利用多媒体与网络技术、数据库管理技术、面向对象程序设计方法等技术手段来辅助系统的实现,使系统真正成为辅助网上测试和评估的有力工具。
6、总结评价
由学生或教师或师生共同来完成。必要时可以举行论文答辩,各小组推荐一人和教师组成“专家评议组”,由组长抽签决定答辩的顺序,各小组在答辩前,将小论文上传到服务器中指定位置。答辩时,先由答辩者在规定的时间内介绍本组的工作,再由答辩者回答“专家”或听众就其工作的提问。
三、实现条件
1、教师要成为探究活动中的设计者、组织者、指导者、参与者与评判者在问题阶段,教师是设计者,是“编剧”。他必须将书本的内容转化为具有探索性的物理问题。这里提出的问题除满足探索性外,还应该具备适应性和开放性。适应性是指问题要适应学生的认知水平,开放性是指设立的问题要有利于学生的创新思维的培养。
在探究阶段,教师是指导者和参与者。教师要为学生的探究活动提供必要资料,引导学生通过分析、综合、比较,努力提出各种假设和猜想,并围绕假设进行推理。教师还要经常扮演学习者的角色,和学生一起探求知识的结构、特征、规律等。在总结评价阶段,教师是评判者,通过组织学生对探究结果进行表达、交流、评价和修正,引导他们对自己的结论的正确性做出分析和论证。
2、学生要成为探究活动中意义的主动建构者
学生在探究过程中从以下几个方面发挥主体作用,要用探究法、发现法去建构知识的意义,在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料,对所学习的问题要提出假设并努力加以验证,要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系,并对这种联系加以认真的思考。
一、信息技术与课程整合的理论基础——建构主义
建构主义也称为结构主义,是学习理论从行为主义发展到认知主义以后的进一步发展,是由瑞士学者让·皮亚杰最早提出来的。它发展了早期认知学习理论中已有的关于“建构”的思想,强调学生在学习过程中主动建构知识的意义,并力图在更接近、更符合实际情况的情境性学习活动中,以个人原有的经验、心理结构和信念为基础来建构新知识,赋予新知识以个人理解的意义。信息技术与课程整合的过程不仅仅是现代信息技术手段的运用过程,它必将伴随教育、教学领域的一场深刻变革。建构主义理论本身是在20世纪90年代初期,伴随着多媒体和网络通信技术的日渐普及而逐渐发展起来的,可以说,没有信息技术就没有建构主义的出头之日,就没有今天的广泛影响,所以这种理论天生就对信息技术情有独钟,它可以对信息技术环境下的教学提供最强有力的支持。
下面简单介绍建构主义学习理论的基本观点:
1、学习是一种意义建构的过程,在对新知识意义建构的同时也包含了对原有经验的改造和重组。人们对事物的理解与其自身的认知结构有关。学习者在学习新的知识单元时,不是通过教师的传授而获得知识,而是通过个体对知识单元的经验解释从而将知识转变成了自己的内部表述。知识的获得是学习个体与外部环境交互作用的结果。外部世界的知识既可以同化到原来的认知结构中,又可以通过顺化机制改变己有的认知结构。
2、学习是一种协商活动的过程。学习的发展依靠人的原有的认知结构。由于每一个学习者都有自己的认知结构,对现实世界都有自己的经验解释,因而不同的学习者对知识的理解会不完全一样。由于学习者是从不同的方面解释知识的,因此只有通过社会性的“协商”和时间的磨合才可能达成共识。既然学习者对于外部世界的理解可以是各异的,教学评价应该侧重于学生的认知过程,而不是学习结果。
3、学习是一种真实情境的体验。学习发生的最佳情境不应是简单抽象的,相反,只有在真实世界的情境中才能使学习变得更为有效。学习的目的不仅仅是要让学生懂得某些知识,而且还要让学生能真正运用所学知识去解决现实世界中的问题。在一些真实的情境中,学习者如何运用自身的知识结构解决实际问题,是衡量学习是否成功的关键。如果学生在学校教学中对知识记得很“熟”,却不能用它来解决现实生活中的某些具体问题,这种学习只做到了单向的内化建构,而忽视了逆向的外化于物,这显然是一种无效的学习。
二、信息技术与课程整合的教学模式
物理是一门以实验为基础的学科,实验教学是物理教学的重要一环,离开了物理实验,物理学就不可能产生,更谈不上发展。物理实验是人们针对探究目的,运用科学仪器设备,人为地控制、模拟或纯化某种自然过程,使之按预期的进程发展,同时在尽可能减少干扰的前提下进行观测,以探究物理过程变化规律的一种科学活动。
1、创设情境
教师通过精心设计教学程序,利用信息技术创设与主题相关的、尽可能真实的情境,使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。学生在实际情境下进行学习,可以调动学生的思维,激发学生学习的兴趣与好奇心,使学生能利用自己原有认知结构中的有关经验,去同化和索引当前学习到的新知识,从而在新旧知识之间建立起联系,并赋予新知识以某种意义。
2、提出问题
教师通过精心设计教学程序,指导学生通过课题质疑法、因果质疑法、联想质疑法、方法质疑法、比较质疑法、批判质疑法等方法与学生自我设问、学生之间设问、师生之间设问等方式提出问题,培养学生提出问题的能力,促使学生由过去的机械接受向主动探索发展。
3、自主探究
学生在教师指导下独立探究。先由教师启发引导,例如演示或介绍理解类似概念的过程,然后让学生自己去分析;探索过程中教师要适时提示,帮助学生沿概念框架逐步攀升。学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置,但是又离不开教师事先所作的、精心的教学设计和在协作学习过程中画龙点睛的引导,充分体现教师指导作用与学生主体作用的结合。
4、网上协作
教师指导学生在个人自主探索的基础上进行小组协商、交流、讨论即协作学习,进一步完善和深化对主题的意义建构,并通过不同观点的交锋,补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。通过这种合作和沟通,学生可以看到问题的不同方面和解决途径,从而对知识产生新的洞察。教师在指导学生进行“协作学习”时,必须注意处理与“自主学习”的关系,把学生的“自主学习”放在第一位,“协作学习”在“自主学习”基础之上进行。
5、网上测试
学生在教师指导下,运用新一代物理网上测试和评估软件系统进行以学生自我评价为主的多种形式的物理学习效果的评价。教师应充分利用多媒体与网络技术、数据库管理技术、面向对象程序设计方法等技术手段来辅助系统的实现,使系统真正成为辅助网上测试和评估的有力工具。
6、总结评价
由学生或教师或师生共同来完成。必要时可以举行论文答辩,各小组推荐一人和教师组成“专家评议组”,由组长抽签决定答辩的顺序,各小组在答辩前,将小论文上传到服务器中指定位置。答辩时,先由答辩者在规定的时间内介绍本组的工作,再由答辩者回答“专家”或听众就其工作的提问。
三、实现条件
1、教师要成为探究活动中的设计者、组织者、指导者、参与者与评判者在问题阶段,教师是设计者,是“编剧”。他必须将书本的内容转化为具有探索性的物理问题。这里提出的问题除满足探索性外,还应该具备适应性和开放性。适应性是指问题要适应学生的认知水平,开放性是指设立的问题要有利于学生的创新思维的培养。
在探究阶段,教师是指导者和参与者。教师要为学生的探究活动提供必要资料,引导学生通过分析、综合、比较,努力提出各种假设和猜想,并围绕假设进行推理。教师还要经常扮演学习者的角色,和学生一起探求知识的结构、特征、规律等。在总结评价阶段,教师是评判者,通过组织学生对探究结果进行表达、交流、评价和修正,引导他们对自己的结论的正确性做出分析和论证。
2、学生要成为探究活动中意义的主动建构者
学生在探究过程中从以下几个方面发挥主体作用,要用探究法、发现法去建构知识的意义,在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料,对所学习的问题要提出假设并努力加以验证,要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系,并对这种联系加以认真的思考。