信息技术如何应用于学科教学
信息来自：http://www.edu.cn · 作者：王邦平 任伟然 · 日期：23-04-2015
2006-03-31
编者的话：
目前我国教育界正在进行着信息技术与中小学课程整合。信息技术课不仅仅作为一门独立的学科要求学生进行学习，更重要的是在其他学科的教学过程中 教师将信息技术作为一种先进的教学工具，学生将它作为一种先进的认知工具。信息技术为学生提供学习内容的多种展现形式，创设良好的问题情境，激发学生的学 习兴趣和学习主动性，在学习的过程中学生不仅掌握了本学科的知识还培养了学生使用计算机和网络的能力，以及主动获取、分析、使用信息的能力。
如何将信息技术应用于学科教学？它的操作的基本模式是什么？本期专刊以物理教学为例，请首都师范大学附中物理组教师王邦平和任伟然就信息技术与物理教学整合、信息技术辅助课堂教学等内容进行介绍。希望能对此项教学的开展以启示。
物理难教难学、课时减少内容增多，已成为中学物理教学迫在眉睫需要着力解决的现实问题。信息技术的发展和普及为突破这些难题提供了充分的可能性。
基于信息技术的探究式教学模式
探究式教学是以探索、研究物理规律为出发点，以实验活动为中心，以学生的可持续发展探究能力的培养为根本的一种教学方法。在信息技术的支持下，探究式教学模式可以发挥更大的作用。
探究式教学是怎样进行的呢？大体要经过以下四个步骤：第一，根据已有的知识和经验提出科学的问题；第二，提出假说或猜想；第三，收集证据；第四，解释、评估、交流和推广。
【教学实例】
动量定理、动能定理的课堂教学
教学设计：
高中一年级物理中的动能定理、动量定理是中学物理教学中的重要内容，它是在学生学习过牛顿第二运动定律和匀变速直线运动的规律基础上，对力和运 动状态变化关系作进一步的学习。本堂课中教师鼓励学生充分利用实验创设的真实情景，在实验的全过程中主动地进行探索、学习；教师则加强对学生问题的了解， 并给予适当的指导，尽一切可能调动学生的积极性；同学们在解决问题时讨论、切磋、互助、合作，通过处理实验的一系列数据，“发现”新规律，“定义”新的物 理量，使学生在探究的过程中发展了智力，培养非智力因素。
教学进程：
1.提出探究的任务(问题)
(略)
经过这样的步骤，使学生在头脑中经过自己的探究和思考，实践和归纳总结，得出了力在对物体作用时新的规律。
特别要说明的是，这种打乱原有教材内容安排的教学过程，要求的计算量非常大，教师请学生采用Matlab语言、Excel程序处理数据，大大地提高了课堂的效率。体现了信息技术对物理教学的整合。
【评价】
这种教学模式与传统教学模式的不同之处在于：它不是以定律、公式的灌输为中心，而是以学生自身为主体，使学生从发现者和探索者的角度出发，从物 理实验数据中，自己得到客观世界的规律，教师在其中并不扮演教化者的角色，而是从旁点拨和指导，让学生在研究和归纳的过程中感性地理解物理变化及其规律。 这样学生最终不仅可以更深入地理解物理学的现象，而且可以学会物理学的一种精神，即独立的探索和研究的精神。
这种教学的特点是：在探究解决问题的过程中，充分利用了情景的真实性，使学生的独立性得到高度的发挥，学生在充分自主自由的情况下进行活动，有 利于激发学习兴趣，形成学习动机，有利于把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考，有利于协作学习(开展 讨论与交流)，从而有利于意义建构。进而培养学生的探究能力、各种活动能力和创新能力。
信息技术在这种模式中的作用十分突出，学生采集数据之后有大量的运算工作要进行。如果靠传统的手算或用计算器，都不可能在短时间内完成。使用Matlab或者Excel，很快完成任务。从众多的实验数据中发现规律，信息技术又表现出其卓越的性能。
基于局域网络的自学辅导模式
所谓自学辅导教学模式(简称导学模式)，是指在充分考虑到学生主体地位的前提下，教师创造条件使教材直接面对学生，指导学生在学习物理知识的同时注重掌握学习方法，提高学生学习能力和整体素质的一种课堂教学模式。
自学辅导模式的流程图，如下所示：教师提出自学辅导内容隰学生独立自主学习指定内容-学生质疑，教师答疑-师生归纳得出共识-强化训练导学模式 也有它的不足：传统的师生交流的媒介是语言、文字。辅导答疑只能一对一、面对面地进行。学生预习前教师所提供的预习辅导内容往往是文字问题，无法提供更加 详细的文字、语音、图片、录像等信息。学生通过预习，产生了大量的问题，除了同学之间的交流之外，要向老师不断地质疑。释疑工作不但工作量大，而且重复次 数多。老师只有一个，时间只有那么多，学生在学校的时间也只有那么多，师生交流的渠道不是很畅通。
如果能够运用信息技术解决上述问题，就可以使导学模式日臻完善。
【教学实例】
首都师大附中建立物理导学网页授课过程：首都师大附中于2001年在校园网上开辟物理导学网页与高一学生见面，学生可以顺利使用网络接受老师的指导，与同学老师们交流，实施个案教学，开展用“物理导学”网页自学辅导。
1.网页的主要内容及功能(以目前最新页面为例)：
由五大模块组成：自学辅导模块、信息技术模块、研究性课题模块、理性思考模块、其他模块。
(1)自学辅导模块(包括预习提纲、知识讲义、实验指导、自检自测、知识扩展、答案反馈)：充分体现了物理导学模式中的变教师的“包办”为“主导”，变学生的“被动”为“主动”的思想。学生可以随时随意从“物理导学”网络平台获取大量知识和信息。
(2)信息技术模块(包括动画模拟、语言介绍、编程舞台、word使用以及交流天地)：为学生提供了物理力学系列的动画模拟；在语言介绍和编程 舞台中，为学生提高自己的MATLAB编程水平提供了发挥以及展现自我的空间；交流天地为学生创造了畅所欲言、发表观点、提出质疑的机会，老师也可以通过 它回答学生提出的问题。
(3)研究性课题模块：提出了500个课题，学生通过课题的研究，开拓了思维，增强了独立思考解决问题的能力。
(4)理性思考模块：有的放矢地介绍导学模式的由来，以及实施过程中师生各自的地位与作用。
(5)其他模块：常更新的部分，例如实验报告网络评选、问卷调查结果公布等。
2.以下内容是在教师的课堂教学活动开展之前通过网络提供给学生的：
(1)在网上公布自学指导材料。帮助学生明确自己的学习方向和学习内容，节省自学时间。
(2)在网上公布学习的扩展材料。(3)提供大量的科学史实，扩展学生对所学知识外延的了解。
【评价】
充分运用网络技术，开创新的教育与学习环境，来完善物理导学模式。在网络环境中，学习过程本身就是个能动的过程，利于充分挖掘学生的学习潜力， 培养学生的能动精神，激发学生的创新意识。学生在可能的场合采用随手可得的信息和知识自主进修，随时获知；学生成了教学过程中的认知主体；学生的学习可以 是灵活、多样、开放的。
利用网络完善物理导学具有许多优势：能为学生提供多方位、开放性的获取知识的途径，利于学生对学习的主动参与、自主控制，使学生不再一味地依赖 于课堂、书本获取知识，而是根据自身学习情况制订学习进程。网络可以使教师与学生进行多方位的交流与反馈，学生与学生之间进行全天候的交互协作，而不只限 于课堂上。为学生提供对同一问题用多种观点进行观察比较和综合分析的机会，这样有利于对学习中的问题共同讨论，取长补短，最终实现全面而正确的认识；多媒 体技术和网络技术的应用减少了教师的无效劳动时间，增加了单位时间教学信息的传播、师生之间的沟通及教学信息的反馈，开阔了学生的视野，激发了学生的学习 热情与自主参与精神，从而大大提高了学习效率。
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