合理应用新兴技术，落实物理过程学习

王亚雷

摘 要：随着信息技术的发展，高科技含量的教学技术进入了中学物理课堂。对于新技术如传感器、微课等的应用需基于教学目标、契合教学内容和过程合理地运用于物理教学中，而不是为了创新而信息化。通过个性化电子教材的设计与传感器等器材的使用实例，展现如何在实际运用过程中促进学生物理学习过程体验，提升科技为教育服务的效率。

关键词：新兴技术；个性化；电子教材；人机合一；合理应用

随着科技的发展，传感器、微课、极课系统等新兴教学技术陆续进驻物理课堂。新颖、有趣、直观、美好的物理学习过程给师生带来了教与学的新境界。

但随着技术应用的深入，教师发现必须处理好新技术与物理教学之间的关系，不然新技术就会绑架物理课堂，学生对物理的学习停留于表面的新鲜感，减少了过程性学习经历，从而不能有效激发思维。所以，物理教学中对新兴技术的运用必须基于教学目标、契合物理教学内容和过程，为实现学生为主体、教师为主导的教学模式提供良好的辅助实施平台。

对于新兴技术和物理教学科学整合的课题，文章从以下具体应用设计和实例做出思考与建议。

一、开发个性化电子教材，积极回归教材

在教学中，物理教材是自然物理知识、规律的标准承载体，但抵不过复习辅导用书。教材对学习的引领和指导作用依旧在逐渐被漠视、淡化。“回归教材”的呼声境地尴尬。

以上现象的本质原因在于：学习者接受知识过程具有差异性，而固化的纸质教材无法实现个性化教学服务，即做到个性化思维与共性化理论之间的衔接，并将过程不断地修正、提升、强化。所以，学生与教师都需要一种可记录、可以提升学习能力、教学能力的教材。

那么，在现代技术环境下，电子教材就是一种值得开发的教学资源。它能记录个人学习（教学）过程，又可根据不同学习（教学）层次、阶段进行编辑，实现通过教材研究推进学习、纠正、再提升的过程，且每个学习者（教学者）所拥有的是真正为个人所用的个性化教材。设计思路如下：

（一）充分发挥教材各板块的功能

1.概念文字记录板块

（1）概念可操作化

概念和规律实质也是解决问题的思维与方法。通过概念可操作化，帮助学生有效地抓住思维线索，实现思维无序到有序，理解概念的本质，进而将其纳入自己的思维系统。電子教材不但可以记录概念操作过程，同时也可以链接实例配加解析说明，完善抽象到具体的指引。

例如，对复杂电路感生电动势的判定，可整理为如下基本思路和步骤：

①根据楞次定律，由磁场变化定位感生电场分布；

②判断含主要元件电路上电流方向；

③根据电流方向确定复杂电路组成；

④检查讨论。

电子教材可配加易错典例，帮助学生练习并纠正，形成正确的分析思路。

（2）概念归位于知识体系

当一个概念规律学习完毕，教师根据学生情况设计延伸，拓展问题设计，帮助学生理清概念主线周围各支线的知识分布和应用，将独立或零散知识点归位于相应知识体系，建立严谨的物理知识构架和思维逻辑。可更新的电子教材则通过链接将这类教学时效拉长、深入。

比如，感生电场的问题提出之后就需加上感生电场做功、能量转化（磁场能转化为其他形式的能）等问题解题思想的渗透，让学生全方位地认识并接受感生电场这一物质的特性，也明了电磁感应现象的本质，启发学生意识到电磁感应现象有两种形式，因此解决问题前首先需判断产生机制，同时学生在对磁场是具有能量的这个观点也会有更好的领会。从感应电流的产生体会电场力的性质，从电路焦耳热的计算体会电场能的性质，全方位地认识电与磁的关系，理清电磁感应现象主线周围各支线的知识分布和应用。

（3）文字表述加注释

教材中概念规律的文字表述比较概括抽象，不能有效地激起学生思维活动的敏感性和活跃性，那么在电子教材中做一段有意思的强调或注释则能增强学生的感性记忆，也对常态、普通的阅读过程起到警醒和愉悦身心的作用，从而提高教材阅读的效率。

例如，通过长期的牛顿力学学习，牛顿的贡献占据学生的记忆。学生认为是牛顿提出“力不是维持物体运动的原因”。

为避免学生学习物理学史的混乱，教师可以在电子教材相应文字描述处附加文字注释，如：伽利略首先提出力不是维持运动的原因。牛顿也不是样样都是第一哦！

通过文字注释，学生对物理学史的学习就会变得更加有趣而准确。

2.插图板块

教材中，插图包含大量的知识信息，是开展思维交流的切入点。教师根据不同的教学阶段在图片处链接设问，为学生的思维提升做好引领作用。如LC振荡电路电流、电荷的变化图像，利用i-t图像做出这样的提问：“请指出充、放电结束相应的时刻、此刻能量储存情况、感应电动势大小情况、画出相应电量关于时间变化的图像”。

在一个章节体系中，将两节平行知识内容所插入的图片联合起来使用，学生通过观察对比，较好地实现知识系统的再构建。

设问式图片阅读法不仅能帮助学生复习所学知识，也能引导学生读图、挖掘图片信息、进行知识拓展等。

3.课后习题等板块

教材中“问题与练习”“说一说”“科学漫步”等栏目将知识外化于形，使相应题材内容更具体，贴近物理研究与生活实践。对于这个内容，电子教材通过微课视频、图片资源加强可视性，便于学生随时获得感性认知，体验规律与具体模型之间的联系，接触将理论应用于实践过程中具体操作带来的新问题。

比如，多用电表、游标卡尺等仪表读数，此类问题涉及的知识点相对独立，容易遗忘，一直是学生学习的盲点。将读数过程制作成微课，结合讲解、演示（可实验或动画模拟），就能起到动态示范的作用。

再如，选修3-1恒定电流串并联电路中52页题2，关于电表的外接法和内接法对实验结果的影响问题，让学生观察、读数，有事实数据为依据，便于学生更好地理解电表内阻对实验值的影响。且可分阶段设置思考：（1）了解电表内阻对真实值的影响；（2）根据两电表的数据变化做出内接或外接的判定，即点触法的情景应用。

将微课、视频资源植入电子教材，不仅为学生阅读教材增加了可读性和知识拓展过程，同时也为这些零散的资源提供了集合体。无论是新课还是后续学习中，学生能自由调用观看或练习，增加了自由度和时效。

（二）教学过程实时记录，将教材、笔记、错题集为一体

在电子教材中，教师可根据学生实际情况增减概念解析和举例内容，补充共享实例。对于规律适用条件、概念延伸应用，可做实例演示，将概念知识具体化，使学生理解全面化、立体化。同时，记录学生出错率较高的错例分析，通过文字、图片、音频讲授等方式利用博客等信息技术手段共享给学生，并记录学生学习情况反馈、最有效的纠错方法或讲解过程等，是一份完整的教学日志。

从学习者角度来看，在方法技能没有演变成思维逻辑能力之前，同样的错误会经常出现。通过电子教材平台，学生可记录自己的学习经历，如错误认识、正确解决方案、学习中产生的疑问、自己的错例，实现教材与学习笔记、错题集的统一规整，避免资料的零散性、独立性，是一份有用的学习笔记。

（三）电子教材为新高考改革后学生自主学习提供了资源

浙江省新高考政策下，学生可选择高考科目和考试时间，学习个性化将得到满足。电子教材可对那些需要提前学习物理的学生提供有力帮助。学生可通过电子教材的指引预习、复习相关内容，为之后的学习预留时间，从而实现学习的选择性和自主性。

二、发挥科技产品对过程性学习体验的促进作用

1.传感器的使用要做到人机合一

传感器可以方便、高效地收集数据，并通过计算机形成研究物理量之间的函数图象。但传感器的应用不能仅限于数据测量的灵敏和方便，教师通过设计合理的教学环节，实现机器的感知与人体、思维感知的统一——人机结合，为学生深刻理解概念创造思维细节。

比如利用速度传感器进行v-t图像教学。

第一层面：通过传感器可记录实验者的行走速度，让学生描述运动状态的变化。这一过程由机器去感知人的运动，再将形体感知与图线显示相融合，明确图上记錄的图像所记录的运动情况。

第二层面：预设一v-t图像，让一位学生去指挥另一位学生以自己的行走速度去拟合已知图像，这样学生既能体会到2m/s的速度究竟有多快，同时也能很好地理解v-t图像中图线变化的具体物理意义。

以上体验过程诠释了学与用的两个过程。学生通过肢体操作和小组分工合作，获得v-t图像的感性认识，再将实际情景与图像整合为一，最终形成图像分析的思维方法，明了v-t图像记录的运动规律。

2.手机也是实现课堂教学面向全体的学习工具

现代手机就是一部微电脑，将手机应用于课堂有它灵动之处，为平等的教学过程的实现提供了基础。它可使教师、学生摆脱大型电脑的不便，给教学留出更多可活动的时间和空间。

比如手机学习软件不仅可以让每个学生参与，还可在共同操作时迸发集体智慧，在短时间内获得更多随机的数据结论，积累感性认知并最终归纳出物理事件初步规律，再上升到理论描述、推导与应用。

利用手机学习将是快乐主动的事，这是一种学习情感的培养，更是学习正能量的积淀。

当然，也要避免学生违规使用手机。方法一：教师要精心备课，激发学生的兴趣，要让学生有疑问，吸引学生的注意力。方法二：由学生自己设定手机使用规则。

3.极课系统、课堂答题器等是大数据环境下的高效教学反馈利器

极课系统是一种先进的快速批阅机器，不仅将教师从繁重的批改工作中解脱出来，同时还可快速记录错题率、学情等，给教师工作带来便利。但对每个学生来说，虽然可从教师处查得作业相关数据，但不利于学生自己整理，需要建立一个软件平台以推送作业批改情况。

课堂答题器在国外教学中比较流行。教师设计问题，由学生按按钮选择，联网计算机上立即显示出各选项的选择情况。教师即刻获得学生的听课情况。这也为教师及时发现学生存在的问题提供了帮助，较好地实现了课堂师生的交互性。

三、互联网科技为课堂教学组织形式提供了改革的窗口

微博、授课平台等互联科技的端口为传统的课堂模式带来了新气象。学生与教师的沟通不再局限于课堂，文中提及的电子教材共享内容的推送等需要互联网支持。通过网络平台，打破课程时间、空间的限制，提高课堂内外的学习效益，也使学生获得更为平等的教学资源。

新时代，学生和教师总是在最前沿感受着教育改革浪潮的冲击。作为教师，应勇于冲在教育改革的浪尖，多尝试新技术与物理教学的结合实践，合理应用科技手段解决问题，带领学生更快地走进物理，体验物理思辨和探究的过程，掌握科学的学习方法，形成正确的物理思维。

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编辑 张珍珍