初中科学多媒体组合教学的实践与探索

◆李冬婷

在信息化的教学环境下，如何有效地实现科学课程与信息技术的整合，值得每位科学教师不断地思考和探索。以“落体运动”的教学为例，对其中的多媒体组合教学进行实践和探索，希望能为多媒体教学带来参考和借鉴。

科学课程标准强调，应注重科学课程的教学与信息技术的整合，利用各种信息技术促进学生的科学学习，创设自主探究、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境[1]。也就是说，科学教师需要精心地选择、组合和设计多媒体，使之带有明确的目的性和指向性，合理地贯穿在整个教学过程中。只有当多媒体与教学内容建立起有意义的联系时，才能激发出不同层次的教学功能。本文将结合“落体运动”的教学实践为例，对其中的多媒体组合教学的特色进行探索和剖析，希望能为优化多媒体组合教学带来参考和借鉴。

1 多媒体组合教学的理念

“落体运动”是一节研究物体下落快慢现象的科学探究课。本节课采用多媒体组合教学的方式，将现代媒体与传统媒体融合在整个科学探究的教学过程中，有效地支持课堂从教师中心转向学生中心，从个体学习转向小组合作学习，从接受学习逐步走向发现学习的教学转型[2]。如图1所示，该节课力图通过教师的主导活动、学生的主体活动以及教学媒体的运用三个方面的整合设计，在教师—媒体—学生三者之间形成实时的、动态的和生成性的互动关系。

2 多媒体组合教学的实践

创设情景、导入新课

【图片展示】苹果砸重牛顿脑袋的趣味漫画，引入学习的主题——落体运动。

【教师演示】羽毛、网球、卡片、气球、木块、纸巾等物体落体运动的现象。

【学生活动】请学生在黑板上绘制出这些物体的运动轨迹，询问其他学生这些学生画得完不完整，很快就发现问题，即未标明运动的方向。

在建立起共同经验之后，由轨迹的特点归纳出落体运动的共同趋势，即竖直向下。如图2中的①②所示。

启发思考、制造冲突

【思考讨论】怎样的物体下落快？怎样的物体下落慢？教师在黑板上对学生的观点进行归纳和分类。如图2中的③所示。

【板书提炼】

观点一（亚里士多德）：

重——慢 轻——快

观点二（伽利略）：与质量无关

【投影讲解】边演示边介绍亚里士多德和伽利略的观点，并与黑板上学生的两种观点进行比较，引导学生发现自己的观点正好与科学史上出现的两种关于落体运动快慢的观点吻合。

【设问激疑】我们的生活经验和亚里士多德的观点比较符合，那是伽利略错了吗？对于这两个科学家，到底该相信谁的观点呢？

合作探究、解决问题

活动一：铁球落地的简单模拟实验。小组合作演示不同重量的实心铁球从同一高度下落的现象。然后，教师将各小组的观察结果进行投影，发现由于人眼观测误差的存在，不同小组的观察结果存在分歧。那该如何消除这种观测的误差呢？

活动二：铁球落地的高空摄影实验。学生借助由教师提供的数码照相机，重复刚才的实验，拍摄落体运动的过程。然后，教师通过电脑慢放的软件，比较两铁球落地的实际情况。从落地的时间记录显示，还是重的铁球先落地。

【教师总结】从刚才两个实验来看，结果都是支持亚里士多德的观点。

协作交流、信息共享

【设疑过渡】难道真的是伽利略错了吗？伽利略到底是凭借什么理由，才敢对亚里士多德的观点提出与事实经验相反的观点呢？

【启发思维】教师揭示支持伽利略观点的强大工具——逻辑推理（思想实验），借助黑板演示伽利略的推理过程。

【思考讨论】伽利略如此严密的逻辑推理，为什么实验的结果与理论的预测不一致呢？到底是什么因素在干扰？

归纳总结、拓展提升

【播放视频】学生观看在月球的真空环境下做落体实验的视频，发现不同重量的物体会同时下落。这一实验是提供支持伽利略观点的事实证据。

【归纳总结】由于空气阻力的存在，影响物体下落的快慢。所以伽利略后来对原先的假说进行修正，得出新的结论：在真空中任何物体，不管其重量、形状和比重，下落速度都是一样的。

【拓展提升】幻灯片呈现科学家对伽利略观点的拓展实验，了解目前关于落体运动科学发展前沿的动态研究成果。

3 多媒体组合教学的探索

实现传统与现代媒体的互补，优化多媒体的组合教学 本节课将传统媒体与现代媒体组合使用，收到取长补短、优势互补的教学效果。

首先，现代媒体丰富的表现力和重现力，可以弥补传统媒体技术方面的不足。尤其是视频、录像、动画等现代教学媒体，可以在短时间内重现演绎宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变等学生难以亲身经历的科学现象和过程，起到“笼天地于形内，观古今于须臾”的效果[3]。比如在研究真空环境中的落体现象时，由于实验条件的限制，往往无法让学生在课堂中亲历和见证这一实验结果。此时视频的使用不仅可以有效地突破时空的瓶颈，而且可以增强学生的替代性体验。

其次，传统媒体特有的开放性和生成性，可以弥补现代媒体推演方面的不足。特别是像黑板、实物、模型等传统教学媒体的使用，不仅有助于捕捉学生的注意力、呈现思维的过程，而且能提供丰富的表象、构成活跃的“思维场”[4]。比如利用实物动态的演示结合黑板静态的描绘方式，学生就能很直观地总结出落体运动的规律。还比如，在研究落体运动快慢与物体重量大小的关系时，教师利用板书将不同学生的观点进行显现化和对立化，不仅有助于暴露学生的前概念、制造认知冲突，而且有利于引发学生的讨论和争辩，深化对问题的认识。

发挥多媒体的技术优势，创新科学探究的实践活动 本节课充分发挥了多媒体的技术优势，对科学探究过程进行了优化和创新。自从多媒体信息技术入驻科学课堂以来，使得科学探究活动更加趋向多样化和科学化。尤其是一些数码音像器材、文字编辑软件、传感器、数据库等数字化媒体的普及应用，一方面为实验数据的采集、处理和分析提供了理想的环境和资源，为解决问题提供了有效的外部支持；另一方面，这些技术也使得原先科学实验中某些不易测量、不易观察的细微变化，得到全方位、立体化的诠释和演绎，极大地降低了科学探究的难度，提高了科学探究的精度。

比如在研究落体运动的实验中，由于铁球下落的速度之快，使人眼无法准确辨识不同重量的铁球下落的先后顺序。为了克服因人眼观测而带来的误差，本节课就巧妙地将数码照相机的摄像功能与电脑的慢放软件结合使用，对铁球落地的每个瞬间加以比较和分析，使得科学探究的结果更加科学和严谨。最重要的是，学生在运用这些信息“集成”工具的过程中，不仅提升了对科学工具和技术的掌握能力，而且提高了信息加工处理和合作交流的能力。

调整多媒体的使用主体，促进课堂教学的师生互动 本节课通过增加学生使用多媒体的机会，有效地促进了课堂的师生互动。在以往的科学课堂中，教师往往是教学媒体的使用主体，因此在很多时候会将信息技术的功能降级为仅是用来辅助教师教学的直观演示工具，而掩盖了教学媒体所具有的诸如启发探究、认知加工、评价交流等多方面的教学功能。如果教师适时地弱化使用多媒体的权力，将更多使用多媒体的机会让给学生，有时候可能会产生意想不到的教学效果。特别是在信息化的教学环境下，学习者与媒体的互动，会影响学习者通过媒介的其他互动活动[5]。

比如在这节课中，科学教师通过组织学生上黑板绘制落体运动的轨迹，指导学生利用数码相机改进落体运动的实验，组织学生利用投影仪汇报小组实验探究的成果等活动，都可以更好地引发探究者的认知冲突、质疑反驳、自我反思，从而将探究的内容引向深处，加速教学内容与学生认知结构的融合。这种教学媒体使用方式的设计策略，不仅可以让更多的学生表达观点、讨论交流、共享信息。同时也为教师评价学生的观察能力、语言表达能力、合作交流能力，提供了可视化的操作性支持。

创设多媒体的问题情境，促进科学知识的意义建构 本节课借助多媒体创设问题情境，有效地促进学生对科学知识的意义建构。尤其是教师将启发式的教学理念融入多媒体教学中，适时地设计启发性问题来引导学生思考，设置探测性问题来暴露学生的前概念，穿插激励性问题来引发学生质疑辩论。同时，在学生与多媒体进行互动的过程中，教师会留给学生足够的思考空间来探索消化，强调思考的过程而不急于告知答案，利用媒体技术强化学生动手动脑的能力，从而让科学探究的过程真正成为学生自主发现、合作探究和自我建构的过程。

比如在引导学生利用数码摄像机来探究铁球的落体运动的活动中，教师通过设置“伽利略在比萨斜塔上做了什么实验，反驳亚里士多德的观点”“以伽利略当时的实验条件，在这么短的时间内，他凭什么判断两铁球是同时落地的”“既然无法消除人眼的误差，那该如何来改进实验呢”等问题链，循循善诱、因势利导，自然而然地促使学生带着问题进入探究的情境，激发学生利用技术解决问题的探究欲望，增加学生体验科学探究实践的乐趣。

综上所述，“落体运动”这节课通过将传统媒体与现代媒体优势互补，把学生作为多媒体的使用主体，以多媒体的问题情境启发思维，有效地实现了科学探究的优化和创新，加强了课堂中的互动交流，促进了科学知识的意义建构。在整个教学过程中，既发挥了教师的主导作用，又充分地体现了学生的主体性，实现科学课程与多媒体的有效整合。

[1]教育部.初中科学课程标准[S].北京:北京师范大学出版集团,2011:56.

[2]戴晓娥.信息技术对课堂教学的影响[J].中国电化教育,2013(2):93-97.

[3]蔡铁权,姜旭英.科学课程与教学研究[M].杭州:浙江教育出版社,2008:239.

[4]王以宁.教学媒体理论与实践[M].北京:高等教育出版社,2007:44.

[5]王陆.信息化教育研究中的新内容:互动关系研究[J].电化教育研究,2008(1):11-21.