信息技术环境创新初中物理教学方法

郝晨希等

随着教育信息化的不断发展，以多媒体、网络技术等为核心的现代技术正在以爆炸性的姿态改变着学习方式，传统的教学方式受到前所未有的冲击，因此利用信息技术创新教学方法获得比以前更好的教学效果，就显得十分重要和紧迫。目前，在物理教学中信息技术以显著的优势得到了广泛的应用，但离达到理想的教学效果还存在一定的距离。

现状与问题

1.“技术本体论”的错误观点

许多教师过分依赖信息技术，使得它在教学过程中的辅助地位发生变化。例如，感受力的相互作用，学生击掌被教师的多媒体动画课件代替，虽然利用了多媒体图文声像并茂这一特点，但并没有从教学实际出发，不仅学生没有亲身感受到力的存在，而且容易分散注意力。

2.忽视信息技术创设生活情境

学习物理的目的是用物理知识科学地解释生活中的现象。信息技术能够更好地将物理知识与实际生活联系起来，将物理知识原型形象生动地还原到生活实例中，但目前多数教师却没有发挥信息技术的优势，大部分仍只是利用信息技术展示书本的内容，忽视了信息技术作为创设生活情境的工具。

解决方法

1.提供自主探究的环境

营造自主探究学习和合作学习的环境，利用初中物理教学平台让学生亲自动手实验，培养设计能力、动手实验的能力及综合的学习能力，学生组成小组，以小组为单位进行观察、讨论、交流、动手操作及评价。给每个人提供动手操作的机会，由原来的被动学习，转化为主动探究学习。

2.提供个性化学习资源

初中物理教学平台提供与生活息息相关的学习资源，动静结合的文本、图形、动画、视频资源为学生提供图文声像并茂的信息情境。同时，平台还提供了虚拟的电学器件，学生根据电路的需要选择器件，调节器件属性，拖动虚拟导线，动手操作链接电路图。平台提供的三组学习任务，首先是基础训练，目的是完成基本的实验练习，紧接着是不同层次的实验任务，学生根据自己的情况选择性实验，最后提供挑战性任务，扩展了课本的内容，实现了个性化学习的意义建构。

教学内容

电路是电学中最基本的知识，是本章的重点内容之一。本节课是在了解并探究串、并联电路的特点之后让学生学会识别电路、连接电路、会画电路图，并利用串、并联特点解决实际问题。这部分的内容既与生活联系紧密，又是学生第一次接触实际电路的连接、电路识别、电学作图，因此本节课具有巩固所学、拓展延伸的重要作用，是培养学生应用物理知识解决实际问题的重要一课，为后续的电学知识奠定基础。

教学对象

八年级的学生具有一定的动手能力，正处于抽象思维形成阶段，已经学习过了基本的串、并联电路，并且对生活中的电路有一定的了解，但对电路的设计还有一定的困难，对于内部的电路结构并不清楚。本节课利用实验结合软件模拟电路连接的优势的形式、小组协作学习完成教学目标，更符合八年级学生的认知特点。

教学目标

知识与技能目标：掌握串、并联电路特点，能按照电路图连接电路，同时对于给定的电路能画出电路图。能够根据实际情况的需要，进行电路的设计和连接。

过程与方法目标：通过动手实验、软件模拟等方法，发现、提出并解决问题。学习识别串、并联电路以及设计的方法。

情感态度与价值观目标：联系生活中的串、并联电路，体会科学知识在实际生活中的应用及其价值。增强与他人合作的意识和能力。增强在日常生活中安全用电的意识。

教学重、难点

重点：通过动手实验、软件模拟等方法，识别用电器的连接形式——串联和并联，并能够进行简单的电路设计及连接。

难点：设计电路及规范画出串、并联电路图。

教学策略

本案例依托东北师范大学理想信息技术研究院的初中物理教学平台进行设计，从学科内容上，主要提供针对教材中的疑难知识点理解的虚拟动画和所有虚拟实验；从环境上，主要提供支撑教师对物理知识进行快速编辑的图形、图表、公式、实验器材和装置以及学生、教师进行自由探究的学科工具。

教学环境

多媒体网络教室。

教学过程

1.复习旧知

教师提出问题，让学生回忆串、并联电路的特点。学生根据电脑中的教学资源作答。

设计意图：传统的教学通常采用教师直接讲授，学生很容易在新课未开始就已失去学习积极性，在物理教学平台环境下，结合串、并联电路的动画演示，使学生不再是机械地记忆，而是在动态电路的基础上，真正理解串、并联电路的特点。

信息技术整合点：物理教学平台提供了丰富多彩、图文声像并茂的多媒体教学资源，能刺激学生原有认知结构，帮助学生复习巩固已学知识。生动形象的串、并联电路动画演示不仅帮助学生理解串、并联电路的特点，还能够进一步激发学生对这部分知识学习的兴趣，为之后的教学打下良好的基础。

2.新课导入

师：同学们已经了解了什么是串、并联电路，也掌握了电路的特点。下面请同学们看一些图片和动画（如图1）。这些都是我们生活中较为熟悉的场景，其中的用电器都是连接在电路中的。那么这些电路是如何连接的呢？

设计意图：利用图片和动画，为学生创设情境，快速唤起学生的注意，再加上教师巧设问题，引发学生思考。

信息技术整合点：物理教学平台提供了许多图片和动画，呈现了生活中熟悉的场景。电路图及其器件都可以做成相应的动画加以放大，这样的电路图可以看得非常清楚，又很方便面对全体学生讲解，所有学生都能眼见其形、耳闻其声。

3.新课教学

第一部分：基础训练

学生根据电路图连接实物图（如上页图2），利用实验器材验证自己的连接是否正确。根据要求设计电路图及教室电灯控制电路。

设计意图：在刚刚学习了串、并联电路的基础上，如果直接让学生进行实际电路的分析和设计，学生会觉得无从入手。先从较为基础和典型的电路的连接和设计练习，并逐渐向实际电路过渡，为学生搭建一个台阶，使其能较为顺利地达成最终目标。同时，利用真实电学器材和电学平台，引导学生了解平台的模拟作用，为后续的平台使用进行渗透。

信息技术整合点：物理电学平台提供的环境下，学生能够手脑并用，调动多种感官共同参与认知活动，在连接电路的时候，学生可以选择利用虚拟器件在平台上直接连接，然后将完成电路图链接通过平台屏幕切换放映出来，让小组成员之间对比，观察自己链接的是否正确，如果有错误，也能及时有效的纠正。

第二部分：分层次挑战任务

第一层次任务：

任务一：保险柜电路。机要室大门是由电动机控制，钥匙（电路开关）分别由两名工作人员保管，单把钥匙无法打开，设计电路图。

任务二：卫生间电路。一般家庭的卫生间要安装照明灯和换气扇，使用时，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作，设计电路。

任务三：护士值班电路。如图3是医院病房与护士值班室的示意图，病人需要护理时，只要按床边的按钮开关就能及时通知护士：1号床的病人按下开关S1，护士值班室的灯L1亮；2号床的病人按下开关S2，护士值班室的灯L2亮。

设计意图：并不是所有生活中的电路都是学生目前阶段能够解决的，让学生由浅入深地进行电路的设计。学生在分析电路时，也许无法完全正确进行电路的设计，如果利用真实的电路器材，可能引起较多的元件的损坏，有所顾忌的学生会无法完全放开手脚进行尝试，利用电学平台能解决学生操作的任意性与教学条件的有效性之间存在的矛盾。

信息技术整合点：物理电学平台提供不计其数的虚拟电学器件，学生需要任何器件，都可以拿来即用。当学生链接出现错误时，点击取消便可以重新开始，减免了真实实验中，拆换实验器材的环节，节约了宝贵的上课时间。另外，平台提供三个趣味性的任务，可供学生根据自身兴趣选择性实验，既保证了学生的个性化学习又不会因单调乏味而失去学习兴趣。学生通过平台亲自动手链接，最后得出实验结论的同时又尝到了成功的甜头，为接下来第二层任务打下继续探究的基础。

第二层次任务：

任务四：电冰箱内有照明灯，控制它的开关在打开冰箱门时闭合，使灯发光；当冰箱门关闭时，此开关处于断开状态，灯不发光，我们把这种开关叫“门控开关”。电冰箱背面有一个电动压缩机，当冰箱内温度升高到一定程度便启动，而内部温度降到一定程度就会停止工作，因而我们可认为压缩机是由一个温控开关自动控制的。观察电冰箱的照明灯和压缩机的工作情况，看看它们工作时是相互影响还是相互独立的？想一想它们是串联还是并联？

任务五：仓库门卫值班电路。某仓库门卫安装一只电铃，要求在前门和后门各装一个开关，有一只灯泡，一只电铃，一组蓄电池，两个开关（各装在前门和后门）及导线若干，根据下列要求设计一个电路图：①前门有人来时，按下开关电铃响而电灯不亮；②后门有人来时，按下开关不仅灯亮而且电铃响。

任务六：投影仪电路。教室里投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温。为了保证灯泡不被烧坏，要求：带动风扇的电动机启动后，灯泡才能发光；风扇不转，灯泡不能发光。

设计意图：略有难度的电路，会激起学生的征服欲望，也会使学生的能力得到提升。以动画的形式将电路的工作情况简捷直接地表现出来，帮助学生带着轻松的心情进行讨论和设计。

第三层次任务：

任务七：楼梯照明电路。如下页图4是一个老式的楼梯照明电路，最初，人们要节电就要这样去做，这里的两个开关是单刀双掷开关。那这个电路中的两个开关应该是怎样的连接关系呢？

设计意图：利用动画展示学生所领任务的场景，学生就可以直接利用平台尝试设计电路图、再利用相应模拟器材进行电路的连接。在此过程中，不必担心实验器材的不足、损毁等问题。

信息技术整合点：学生可以在物理教学平台环境下继续挑战第二层、第三层任务，不仅节约了课堂时间，而且还加大了练习容量。教学平台的快速反应力强的特点加强了练习的针对性和科学性，有助于学生对串、并联电路知识的进一步强化。

教学反思

1.初中物理教学平台提高了课堂效益

初中物理教学平台的运用给学生创造了一个能从自己的感性认识出发，主动进行理性的分析和思考的空间，使学生把自己已有的知识和探索到的新信息进行加工，形成具有新高度的认知空间。利用信息技术与物理学科整合，让学生在尝试连接电路的过程中，体会电路的连接方法，激发学生的学习兴趣，利用电学平台还解决了学生操作的任意性与教学条件的有效性之间存在的矛盾，有效提高了课堂效率。

2.提供的学习资源使抽象的内容形象化、生动化

初中物理平台提供的学习资源让不可见的东西可见，让抽象的东西形象具体化，将生活中的场景或者学生不易见到的场景利用平台展示出来，进行动态演示，使学生清楚感知电路的工作情况，提高了学生的观察能力和分析归纳能力。

点 评

本节物理课在培养学生科学素养、传授科学知识体系的同时，更注重通过引导学生亲身经历科学探究的过程，激发对科学的兴趣，形成科学的态度、科学探究的能力及与人合作的意识。

串、并联电路的应用设计与我们的生活息息相关，充分体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”这一发展的理念。在新课讲授前，利用学生所熟知的一些生活中的场景引入新课。这样既和课题相符，又能迅速激起学生的求知欲，有效地激发学生的学习兴趣。接下来设计的三层任务又是源于生活中常见的例子，这些例子隐藏着串、并联电路的原理，引导学生发现问题，画出电路图，动手操作连接，解决实际生活中电路连接的问题。

本节课使用的数字化教学软件提供了搭建电路的平台，不计其数的虚拟实验器材和可供操作的实验仿真环境，加大了任务数量，提高学习效率，学生可以不受器材数量的限制，随意探究不同电路的连接方式，避免了真实实验中器材数量的限制和错误连接而导致的材料损耗。同时，平台给每个学生提供了不同层次的实验任务，让学生由浅入深地进行电路的设计。学生完成电路连接后还可通过屏幕的切换向其他小组成员展示，教师也可通过屏幕切换，便捷地进行全班的展示，省略了对实物投影仪的使用，提高了本节课的课堂效益。