“互联网+”推进情境体验式教学路径的优化

张月兰

(苏州工业园区星海实验中学,江苏 苏州 215021)

1 问题的提出

情境体验式教学是教师创设一定的教学情境,让学生在设定的情境中进行体验以获取知识为目标的教学．情境可以是真实情境,也可以是模拟、虚拟的情境．以身体之,以行验之,以心悟之,情境体验式教学符合初中生的身心发展特点,符合物理学科特点,有利于学生实现知识体系的意义建构、发展能力、健全人格．由于受到观念、时空、技术等因素的影响,情境体验式教学中学生学习的自主性和针对性,体验的深度和多样化,思维发展的广度和连贯性,实践的创新能力、信息意识和技术运用能力、问题解决的意识和能力等方面有待改善．随着“互联网+”技术和思维的发展,“互联网+教育”正实现教育领域综合发展,也为情境体验式教学带来新思路．从工具观角度来看,信息通信技术、互联网平台等技术是情境体验式教学中的工具创新,是对传统教学体验的补充、完善和丰富,可以更好地促进学生的主体性生成．从理念角度来看,学科与互联网的深度融合,打破工业化思维模式,一定程度上改变传统课堂教学的“齐步走”现象,强调以人为本、需求为上,体现个性学习、开放共享、多元重构等特点．

2 “互联网+”优化情境体验式教学路径构建的关键点

“互联网”是一种跨界融合,是一种新型教育形态,也是一种智慧教育、生态教育．顺应时代发展需要,教学要能运用“互联网+”思维,正确选择现代技术,符合学生主体,找准路径构建的关键点,实现优化情境体验式教学路径的目的．

2.1 设计恰当情境

设计恰当情境是教学活动的开端,是进行深度体验的源泉．情境体验式学习主线为“情境→问题→知识”,教学设计主线为“知识→问题→情境”．设计恰当的情境可激发学生学习兴趣,传递学习的快乐,促进学生分析、概括等能力的提升,激发学习者的创造力和创新意识．恰当的情境应符合学生认知,来源于生活,且生动有趣,能引发思考,对教学有导向性,有利于激发问题．例如，苏科版8年级“照相机 眼睛”教学中,将眼球的“变焦”动态呈现能帮助学生降低认知难度．利用硅胶塑形成凸透镜,如图1所示,平行光透过硅胶透镜后会聚,可利用视频采集工具将压扁前后的光路进行抓图并比较,可得出结论:凸透镜的凸起程度越大,对光的会聚作用越强．该实验情境有现代技术辅助,引导学生通过透镜凸起程度、光线会聚情况进行对比,利于得出结论,加强对眼睛变焦的理解．

图1 硅胶透镜

2.2 提出有效问题

图2 光的散射实验

读书无疑需有疑,有疑却要无疑,到这里方是长进．提出有效问题贯穿于教学过程中,是教师的导控,也是学生思维的自然生长．有效的问题来源于观察和体验,符合学生已有知识基础,呈现有层次、有指向,引发学生感知不断深化感悟的过程,进而打开学生思维路径．例如，苏科版8年级“光的色彩 颜色”教学中,播放展示各种发光物体的视频,现场打开舞台彩灯,激发学生在真实场景和视频中获得双重体验．结合视频、实验等情境,设置有层次的问题串,引导学生从情境的感知不断进入感悟的过程．问题1:从现场和视频中,看到的物体间有什么共同点?学生回答:会发光．问题2:这些发光的物体有何不同点?学生可能回答:物体自己发光,物体自己不发光(反射);物体发出白色光,物体发出彩色光……教师介绍:本身发光的物体是光源．问题3:这些光源有何不同点?学生可能回答:白光、色光,天然、人造……问题4:如图2所示实验,这杯液体是光源吗?射出来的黄光从哪里来?学生进行猜想,进一步引导学生利用三棱镜完成光的色散实验．

2.3 优化实验效果

物理是以实验为基础的一门自然科学,优化实验效果有助于学生进行实验观察和分析,有助于学生进行知识建构和能力发展,也有利于培养学生的科学态度和精神．优化实验效果可从增加实验可视度、丰富实验资源、拓宽实验资源等方面入手．

图3 短路现象

教学案例:苏科版9年级“初识家用电器和电路”教学中,通过教学要让学生认识短路．一方面,课前或课后学生可以利用仿真实验室对通路、断路、短路进行试错,防止学生因基础知识不够或操作不规范出现安全问题;另一方面,可以通过实验情境呈现短路的危害．如图3所示,用口香糖的包装纸(锡箔纸和白纸组合)剪成条状,中间相对狭窄,用条形纸将电池正负直接相连．片刻后,狭窄处冒烟燃火．通过视频慢放镜头、放大镜头仔细观察,从而更好地认识短路．该实验操作方便、效果好,通过让学生看见短路的危害，从而帮助学生认识短路,如果运用慢放、放大视频的方法可提高实验清晰度．

2.4 引发思维生长

著名物理学家钱学森先生提到，教育工作的最终机智在于人脑的思维过程．初中物理学科核心是物理思维,引发思维生长是情境体验的重要目标之一,是引发学生成长最重要的改变,也是学生内化学科品格、提升学科能力的关键．引发思维生长需要合适的“着力点”,明确学习进阶梯度,通过生动的情境和恰当的问题来激发学生主动思考．

图4 光的反射与折射实验

教学案例:在云痕系统数据分析中发现,学生对于光的反射和折射概念辨析问题较大．展开“光的反射和折射”复习,可设计如图4所示实验情境:香蕉内放入发光体并放入水中,调整水面上方的手离水面的距离,用手电筒照亮手,画面中呈现手“抓”香蕉的奇特景象,引发学生思考:手“抓”香蕉的原理是什么?学生解释成因,将光的反射和折射进行概念辨析．接着,用刻度尺测出手离水面的距离L,引导学生思考:水中的香蕉距离水面的距离与L的关系．学生可用ipad作图,通过希沃平台上传、共享、反馈,提升学生建构模型的能力,明晰反射和折射的光路情况．该实验建立在问题情境的基础上,实现复习课中再次点燃学生学习兴趣的作用,通过投屏、ipad作图、平台上传等方式,围绕情境将反射和折射的概念、光路情况进行了辨析和梳理．

3 初中物理情境体验式教学路径的优化

“互联网+”作为一种思维方式、一种文化和学习状态与教育共生互动,在另一个维度打开了情境体验式教学的新方式．“互联网+教育”强调个性学习、开放共享、多元重构等特点,实现智慧的联通、资源的共享,实现互联网与情境体验教学互融互通发展．当前,互联网与传统教育产业已进入深度融合时代,教育将进入碎片化到重构的过程,互联网就是这把极有力量的“斧头”．然而,网络信息不一定是知识,网络碎片化的学习增加了获取知识的广度,却失去了知识深度和关联度．利用手机进行线上学习,利用电子白板实现互动是不够的,更多的是线上、线下的融合,真实、模拟、虚拟情境交互体验的过程．因此,立足学科发展,指向于学生知识建构、能力提升、思维发展,探索有效的融合方式是有必要的．

3.1 初中物理情境体验式教学路径的模式微构

在“互联网+”思维和技术的推动下,初中物理情境体验式教学向纵深发展,是持续发展、纵深推进、全面提高的过程,促进学习体验的主动发生,深度关注人的发展．本文根据布鲁姆目标分类的理论,对情境体验划分为:情境感知、情境感悟、情境反思3个层次．将教学路径划分为情境化、去情境化、再情境化3个环节,如图5所示．体验内容包括情境体验、情绪体验、感悟体验、反思体验、成就体验等．

图5 初中物理情境体验式教学路径的模式微构

“情境化”是引导学生产生情境感知,激发学习兴趣,还原知识情境的过程．“互联网+”为感知过程提供丰富的教学资源、体验方式,有利于从生活问题找到物理问题,有利于旧知识的延伸和转变．“去情境化”是引导学生产生情境感悟,从具体情境实现意义建构,从“特殊”实现“一般”认知的过程．“互联网+”深化情境感悟,加强思维可视化促进学习进阶、思维发展,有利于教学共享以获得成就体验．“再情境化”是引导学生对情境反思,实现深度体验的同时增加知识的巩固、应用的过程．“互联网+”引导情境反思,多样化且有针对性的体验有助于深度学习的继续发生．三者相辅相成,是教学不断深化、师生共同生成的过程．

例如，苏科版8年级“沸腾”教学中,“情境化”的过程:可以制作微课,鼓励学生观察烧水的过程,借助网络丰富的图片,引导学生发现水慢慢变少了．提出问题:变少的水去哪里了?变化过程有什么特点?引发学生进行猜想．

“去情境化”的过程:学生分小组进行沸腾实验研究,记录温度、气泡、声音等特点,教师做视频、图片采集．实验结束后,围绕静态图片、动态视频进行沸腾前后比较并得出结论．运用同屏软件可实现主要信息的采集和展示,突出实验的真实性,也便于聚焦问题引发深度学习．学生进行自主实验,利用ipad实时共享,进行课堂讨论,师生、生生、生本多维立体互动空间的形成,是促进学生情境感悟自主生成、不断深化的过程．

图6 液氮沸腾实验

“再情境化”的过程:如图6所示,将液氮倒入瓶中,根据观察到液氮沸腾的现象,将沸腾与蒸发进行辨别．然后,在管口套上气球,打开阀门,观察到气球逐渐变大,知道减少的液氮变成了气体,使得气球逐渐变大,从而理解沸腾时在液体内部和表面同时发生剧烈的汽化现象．该实验在“水沸腾实验”的基础上进行了变化,引导学生进行知识应用,激发学习兴趣和情绪体验,通过学生观察和对比,引发问题的再发生,是前期学生的补充、完善、提升．课后可将视频上传到网络平台,鼓励学生进行自主再学习．

3.2 教学实践反观情境体验式教学路径的优化

教育信息化日益推进,现代技术在情境体验式教学中发挥了重要作用,同时也出现了一些问题:因网络纷繁的资源和学习平台成为“数字废墟”,课堂出现无效、错误情境体验,教师在选择资源时应重视其正确性．因拿来主义作怪,课堂出现虚拟取代真实而降低情境体验度和感受性,教师在教学设计过程中应重视真实实验．因片面追求在线学习出现个性化学习颠覆学校教学主导,课堂出现失真、无序体验,教师重视学生的主体作用的同时,发挥好导向作用．因片面追求热闹,出现注重情境创设而忽视情境感知和感悟,教师应重视深度学习,促进学生能力全面提升．

图7 滑轮引入实验

例如,苏科版9年级“滑轮”教学中,可以利用滑轮图片、模拟动画等方式引入课题,但是由于学生缺少生活感知,这样的情境感知体验度是不够的．一方面要考虑原有知识基础,另一方面要丰富学生体验感知,可以从杠杆变型引入滑轮,并在具体情境的体验中理解滑轮的本质．如图7所示,利用杠杆可实现将重物提升一段距离,然后换用杠杆实现重物继续提升,依次往复可实现重物持续提升的过程．增加这些杠杆数目,他们填充的空间就是圆盘．如此可以理解,滑轮的本质是杠杆．这是一个情境感知并不断进入情境感悟的过程,对原有知识的继续生长．在进行定滑轮、动滑轮的教学过程中,利用仿真实验能得到更为理想的数据,但是仿真实验的真实性,学生参与度是不够的．可以通过真实实验

增加物重、减小摩擦、减小动滑轮自重等方法改进实验效果；引导学生对实验数据偏差进行分析，从而引导学生对实验进行反思,深化学习，这是一个从情境感悟并不断进入情境反思的过程.立足学科,重视实验,关注学生主体,而不是互联网“拿来主义”．仿真实验不受器材限制、操作简便,适用于学生自主学习,是对课堂的补充和延伸．

“互联网+”正在影响并重塑学习方式,也正推动物理情境体验式教学路径的变革与优化.这是时代发展的成果,也是教与学共鸣的过程．初中物理情境体验式教学因为有了大数据分析变得更为精准,因为有了多元技术变得更为丰富,因为有了思维可视变得更加互联,因为有了智慧学习空间变得更加个性．教育正迈入信息化3.0时代,教师应重视教育理论的学习和更新,关注新技术、新思想的发展,推动教育现代化更快、更好地发展．