信息技术与物理探究型新授课的深度整合模式研究——压强教学设计

李祎

东北师范大学理想信息技术研究院 长春 130024

信息技术与物理探究型新授课的深度整合模式研究
——压强教学设计

李祎

东北师范大学理想信息技术研究院 长春 130024

随着素质教育的发展和教育信息化的推进，信息技术与课程整合作为一种新的教学模式正日益受到广大教师的关注。虽然对整合问题，专家和学者有大量的研究理论，但是与具体学科的整合实践理论和实施策略的研究还不够深入和全面。着力探讨信息技术与初中物理探究型课型整合的模式，并提供教学实践案例供大家参考。

探究性学习；信息技术；压强；教学设计

Author’s addressNortheast Normal University, Changchun, China 130024

随着我国教育体制和人才机制改革步伐的加快，以知识为核心的教学方式已不能适应时代的需要，尤其是信息技术引入教学以后，普遍呼吁一种新的教学模式来取代旧有教学模式，于是信息技术环境下科学探究式教学以一种全新的教学理念应运而生，并且日益成为当今物理教学模式的一种主流，新的课程改革把探究精神和实践能力的培养作为整个教育改革的灵魂，重点在于变革学生的学习方式，并将探究性学习置于突出地位。信息技术环境下实施探究性教学有利于开发学生的大脑，调动学生的积极性，使学生在“问题”中思考，在“探究”中创新，使学生在教学中的主体地位得以充分体现。笔者对信息技术与物理探究型新授课的整合模式进行探讨。

1 探究性教学法的内涵

探究式教学法（Inquiry Teaching），又称发现法、研究法，是指学生在学习物理概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。它的指导思想是在教师的指导下，以学生为主体，让学生自觉地、主动地探索，掌握认识和解决问题的方法和步骤，研究客观事物的属性，发现事物发展的起因和事物内部的联系，从中找出规律，形成自己的概念。在探究式教学的过程中，学生的主体地位、自主能力都得到加强，是物理教学一种核心的教学方法。

信息化是21世纪的标志，是当今世界经济和社会发展的大趋势，以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术已成为拓展人类思维的创造性工具。信息技术作为一项教学工具（Learn from IT），能够把各种技术手段完美地融合到课程之中，届时计算机演变成为真正的教学工具，教师最主要的任务不再是空洞的讲授与繁琐的实验，而是如何将现有各种现代手段的优势发挥出来，进行学科教学。

2 信息技术整合教学模式

在信息技术与课程整合的研究中，教学模式的研究可谓重中之重，是研究与实施整合的重要环节。教学模式又称教学结构，简单地说，就是在一定教学思想指导下所建立的比较典型的、稳定的教学程序或阶段。它是影响教学的重要因素，对提高教学质量具有重要意义。

3 探究性学习的整合模式

一个完整的教学模式包含具体的操作步骤，信息技术作为教学中的要素，应该对教学起到媒介辅助作用，因为探究学习的教学模式不仅关注学生“知道什么”，更关注运用信息技术“让学生自己探究动手”方面下工夫，通过学生主动探究、亲身体验，促进学生对科学知识的“动态建构”。图1是教学模式结构图。

下面提供九年级物理教学“压强”一节教学案例。

4 教学案例

4.1 创设情境，导入课题

课题导入是一节课的开头戏，导入的首要任务是使学生对与教学无关的活动得到抑制，迅速投入到新的学习中来，并使之得到保持。运用信息技术在此环节的作用是展现生活情境，目的是使学生有亲临其境的感觉，以激发学习热情，形成跃跃欲试的心态。良好的开端是成功的一半。

引入情境：播放一段风光片：金色的海滨，松软的沙滩（图2），人们的身后是一串串大小不等、深浅不同的脚印；让学生观察视频的同时说出它们有什么特点？

通过观察和体验，结合图2提出自己想知道的问题，如：沙滩上为什么会留下脚印？脚印的深浅为什么不同？打针时，为什么会感到疼痛？什么样的书包带感觉更舒服一些？……

教师引导：既然上述现象都是由于压力在物体上产生的效果不同引起的，那么现在，压力作用的效果跟哪些因素有关？

【设计意图】运用信息技术之所以创设这样的教学情境，一是帮助学生消除压力都是由重力产生的、大小总等于重力的误区；二是调动学生的多种感官，感受压力的存在与作用效果的不同；三培养学生的问题意识。

4.2 自主探究，解决问题

获取新知识的过程应该是学生经历探究发现的过程，在新课程理念下，让学生“探究”是教学目标的重要组成部分。对物理教学来说，主要包括经历概念的建立过程，经历规律的发现过程，经历方法的探究过程。探究实验是学生经历过程的根本保证和最基本的活动形式。物理是一门以实验为基础的学科，动手实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，学生探究实验不仅可以让学生记住某些相关结论、探究步骤，更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生结论的过程。在普通物理课堂的探究实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验软件的辅助，模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，增强物理实验的演示效果。

本环节信息技术是运用“东师理想”的物理虚拟实验平台（图3），本平台根据课型，提供各种课堂教学软件，这些软件大部分是素材的形式，根据教学需要和学生实际需求组合使用的课件。例如，压强模拟实验就有两种不同形式的素材可选，学生可以根据兴趣探究实验。目前，用于课堂教学的课件多是基于PowerPoint、Flash等软件制作而成的，便于教师根据需求修改操作。

引导学生探究“压力的作用效果与压力大小与受力面积大小有什么关系”的实验，确定实验方法：控制变量法。经讨论，明确实验方案：让受力面积一定，研究压力作用效果与压力大小的关系；让压力一定，研究压力作用效果与受力面积的关系（图3）。

影响压力作用效果的因素：压力大小，受力面积——实验变量。

思考：如果同时改变两个实验变量导致实验结果发生改变，能否确定是哪个变量引发的实验结果的改变？

大胆猜想：应该怎么做？

总结得出：当有多个实验变量时，让一个变量发生改变其他变量保证不变，看实验结果是否因此改变——控制变量法。

学生相互切磋，合理分工，共同实验，探究发现，分析归纳，得出结论。最后各小组边演示边讲解，相互交流、取长补短。

学生得出结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著；当压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。

【设计意图】充分发挥学生的想象力和创造力，体验“探究实验”的乐趣。同时培养学生的归纳分析能力，运用小组合作的形式培养学生的合作交流意识及语言表达能力。

4.3 温故知新，建立概念

学生掌握新的概念，应该从已有的概念入手。因为新知是在已有的知能基础上建构起来的，一个人只有把自己所具有的知识和方法有机地整合在一起，才能形成解决问题的能力。运用已有的旧的概念既能抓住概念的内涵与外延、概念的构成要素、概念的本质特征、与相近概念的区别和联系，又能引导学生运用所学的物理概念来分析、解决有关的物理问题，在运用中加深对概念的理解，形成自然记忆，促进学生思维的积极性，充分暴露概念理解中的误区，及时组织学生解决存在的问题，走出误区，完善认识。

提出问题：思考大象和芭蕾舞演员谁对地面的作用效果明显？当压力大小与压力作用面积都不同时，应该如何比较压力的作用效果？引导学生回忆之前学过的知识：一只猎豹2分钟跑4800 m，一辆汽车2小时行120 km，比较它们谁跑得更快？通过比较速度即单位时间内行驶的路程。

用类比的方法：通常选择用单位面积上的压力，来比较压力的作用效果。压强的定义：把作用在物体单位面积上的压力叫做压强，用英文字母P表示。压强定义式为P=F/S，国际单位是1 N/m2=1 Pa。

【设计意图】利用图片情境将速度的概念与压强概念进行对比，运用类比的方法找出压强的公式和单位。

4.4 应用拓展，内化完善

应用拓展是深化、完善对概念和规律的理解，内化知识和方法最有效的途径，所以在新授课教学中，必须重视通过应用所学知识解决实际问题的教学来培养学生的能力。让学生内化完善，学习的过程是一个知识不断内化的过程。让学生掌握新知、新概念的目的重在培养学生应用概念说明、解释有关的物理现象，解决有关的简单物理问题的能力。联系实际是内化完善十分重要的教学环节，在此环节中，信息技术以资源库的形式出现，教师在平时收集与生活相关的素材，建立生活常识资源库供学生选择使用。

【网上智力测验题1】小女孩质量为40 kg（体重为400 N），平躺在1000枚钉子上，每枚钉尖的面积约为0.04 m2，请计算人对钉床的压强有多大？根据测量知道一枚钉子刺穿纸的压强为1×108Pa，请问钉床能刺伤人吗？

【网上智力测验题2】在海滩案发现场留下了犯罪嫌疑人清晰的站立脚印，公安人员立即用蜡浇注了鞋模，测量鞋模的平均厚度为3 cm，质量为675 g；又经测试达到脚印同样深度压强为1.5×104Pa，那么犯罪嫌疑人的体重是多少？（ρ蜡=0.9×103kg/m3）

【网上智力测验题3】我国北方冬季的一天早晨，一个小孩发现河面结冰，便走上去滑冰。可没想到只滑了五六米远，“咯嚓”一声，小孩压破薄冰，落入水中。此时一个过路青年见此情景立即跑到了河边……

【设计意图】充分体现了物理知识与生活的密切联系，培养学生热爱科学、热爱生活的情感。既考查学生的知识迁移能力，又内化了学生所学知识。

苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是个发现者、研究者、探索者。”本节课，在探究实验的环节中，打破传统实验教学的模式，充分发挥学生的创新思维，给学生提供广阔的自主探索发现的空间，表现在：鼓励学生自主选择素材，来完成实验；对同一探究问题，探讨出多种实验方案，摆脱对教师和教材的依赖。探究的过程既是暴露学生各种疑问、困难、障碍和矛盾的过程，又是展示学生的聪明才智、独特个性、创新成果的过程。在这个过程中，信息技术解放学生的双眼去观察，解放学生的双手去实验，解放学生的大脑去思考，解放学生的嘴巴去交流，使他们可以无拘无束地尽情发挥，充分感受科学探究的乐趣，领略探究过程的美好与和谐，体验探究问题成功时的喜悦，呈现出一种开放的、自主的学习格局。

[1]韩晓红.现代信息技术环境下教学改革的实践与探索[J].高等理科教育,2005(2):74-77.

[2]赵静.《电子商务概论》课程教学设计的几点思考[J].乌鲁木齐成人教育学院学报,2005(3):74-76.

[3]孙卫国.交互式电子白板:课堂教学创新的新平台[J].新疆师范大学学报:自然科学版,2006(4):99-102.

[4]李华锋.浅谈信息技术与课程整合[J].山西财经大学学报,2007(Z1):251.

[5]“信息技术与学科课程整合课例”获奖名单[J].信息技术教育,2003(5).

[6]陈孟娴,黄雪芳,杜志明.建设专题学习网站进行教学[J].高教探索,2006(5):97-98.

[7]陈萍.信息技术与英语课程相整合的教学设计[J].中小学电教,2005(2):45-46.

[8]张燕飞.新课程背景下的信息技术教学设计[J].教育信息化,2004(5):69-70.

[9]蒋鸣和.基于信息技术的教学设计及其策略[J].计算机教与学,2004(4):16-18.

[10]王奕标,梁斌.信息技术与学习方式的整合研究[J].信息技术教育,2003(4):52-53.

Study of IT and Physical Explore New Teaching Class Integrated Model

Li Yi

With the advance of the development of quality education and information technology in education, information technology and curriculum integration as a new mode of teaching is increasingly a concern of teachers. Integration experts and scholars have a lot of theory,research and the integration of practice of the discipline-specific theory and implementation strategy are not enough in-depth and comprehensive. This article will focus on exploring the mode of the type class integrating IT with junior high school physics, and the provision of teaching practice case for your reference.

inquiry learning; information technology; pressure; instructio nal design

G633.7

B

1671-489X(2012)27-0058-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.058