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信息技术可以在问题发现、信息收集、信息处理、信息运用和互助学习等方面为学生开展探究式学习提供强劲的引擎,在有效指导学生、激发学生学习兴趣、鼓励学生学习和参与学生的学习过程评价方面为老师提供强有力的工具。鉴于此有必要将信息技术和探究式学习一起融入到高中物理的教学过程中,这样既可以培养学生的信息素养,又可以培养学生质疑、推理和批判性地思考科学现象的能力。通过信息技术来“做”科学,学生既能学到知识,又能掌握一定的技术以及科学的思维方法,同时还可以形成正确的科学态度。以下笔者结合教学实践,对信息技术在高中物理探究式学习的应用进行阐释。
1.创设情境
教师要结合教学内容,根据教学的具体情况,充分利用多媒体手段,选择既贴近学生生活又具有时代气息的事例,以图文并茂,形象生动且有利于学生内心体验的表现手法向学生展示具有设疑激趣特征的问题情境。在为学生创设丰富的情境基础上,教师要适时地提出问题,或者引导学生提出问题。提出问题看起来简单,其实不然,长期的传统教学注重知识和技能的传授,而忽视了学生问题意识的培养。要让学生发现问题、提出问题并不容易,要培养学生的问题意识,为学生创设良好的问题情境,鼓励学生敢于提问、善于提问。
好的问题引入能够引导学生为了达到教学目标而提出富于探索性的问题。在设置问题情境时要注意以下几个问题:第一,创设的情境要丰富、趣味、形象,尽量贴近学生的真实生活,让学生感到问题的真实存在性,解决问题的必要性以及解决问题的实际意义,这样才能够激发学生的好奇心和探究的热情。第二,情境的创设要仅仅围绕教学目標来进行,要有一定的目的性,也可以兼顾学生人文精神和价值观的熏陶。
例如,在“运动快慢的描述速度”一节的教学中,以雅典奥运会中刘翔110m栏夺冠过程为背景,创设情境,同时播放刘翔在雅典奥运会110m栏中的决赛录像。在此基础上提出问题,问题l:110m栏决赛中,裁判是根据什么判断刘翔得冠军的?问题2:比赛现场的观众是如何知道刘翔获得冠军的?问题3:有位同学100m成绩为12s,请你判断他和刘翔谁跑的快?利用信息技术创设这样的问题情境,就可以充分调动学生学习的积极性,激发他们探究的热情。
2.猜想假设
在高中物理课堂上,学生提出猜想和假设并不要求像科学家那样严谨和严密,学生通过信息技术获取一定的信息,并根据已有的物理知识和自己的生活经验,提出一定的猜想。猜想和假设是对问题的解决方案所作的一种预见性思考,它为再次收集信息,分析处理信息提供了一个大致的方向,因而使得制定探究计划,设计实验方案有了必要的理论基础。而且科学探究的结论也是围绕着猜想与假设进行的,探究结果最终需要对假说是否得到验证做出明确的结论。
由于中学生的思维发展并未成熟,凭借他们个人的力量很难独立提出猜想与假说。在这种情况下,教师就要充分发挥引导者的角色。引导要把握“度”,不能太含糊使学生丈二和尚摸不着头脑,同时也不能太明确而限制学生自由思维的发展。因而就有必要通过信息技术从视觉听觉等多种感官上进行刺激,使学生容易得到启发。
例如:在“力的合成”一节的教学过程中,在引导学生猜想出力的合成遵循平行四边形法则时,利用仿真物理实验平台和力的传感器,在计算机上同步显示出力的矢量图,借助于矢量图学生就比较容易得到力的合成遵循平行四边形的猜想。
3.实验探究
(1)设计方案
有了一定的猜想与假设,就必须设计方案以获取必要的证据来证明自己的假设。在高中物理阶段,设计方案的形式主要就是实验,即通过实验来验证。设计实验从操作层面的角度来讲就是把猜想和假设具体化、程序化。设计实验的能力是一种较高水平的能力,学生要在充分理解实验原理的基础上,选择合适的实验方法,确定实验器材,设计实验步骤。
在传统的物理教学中,物理实验大多数为验证性实验,教师往往把实验原理、目的、步骤以及器材都准备好,学生只要按照实验步骤依葫芦画瓢就行了。显然,这样的做法是不利于学生创新思维能力的培养的。设计实验是非常重要的一个环节,它决定着实验结果的成败。由于设计实验对于学生而言是个难点,我们应尽可能为学生提供便利的条件,减少学生的工作量。
第一、让学生明确实验目的和原理
设计实验是为了解决什么问题,这在学生的头脑中一定要有一个明确的答案,有了目的才能有动力。同时实验的原理学生也必须非常清楚,理解了实验原理,在设计实验方案时才可能有的放矢。
第二、为学生提供详尽的实验器材库
由于学生的探究并不等同于科学家的科学研究,实验中需要的器材学生基本上不可能自己发明,这就需要为学生提供一个详尽的器材库,它应该尽可能涉及到中学物理所能用到的各种实验器材,对于各种器材的特点,用途等都应该有一个详细的说明,以方便学生使用。
第三、为学生提供便利的上网条件
因特网是一个庞大的资源库,我们可以搜索到任何我们需要的信息,但同时也容易迷失在这个浩瀚的海洋中。由于体系结构的不同,不同的搜索引擎所搜索出来的结果也不会完全相同。为了获得最好的结果,需要为每一项任务选择最恰当的搜索引擎或者把多种搜索引擎结合起来。综合考虑各方面因素,在网上进行搜索时基本上分两步:教师或学生要浏览一下互联网上有哪些资源可用来为他们完成作业提供材料。找到这些资源以后,他们应该浏览各处资源以获得具体的信息。在第一步中要想对网上与需要完成的任务有关的可用资源有一个大致的了解,用户必须借助于主题树或目录。根据用户的需求,即用户是想收集某一明确主题的信息还是想查找关于某一明确主题的具体类型的信息资源,他既可以根据作业的主题也可以根据不同的资源目录来浏览主题树。在第二步中,为了核实这些资源是否适合要完成的任务并得到详细的相关信息,教师或学生应分别浏览每一处资源。
(2)收集数据
实验给我们带来大量的数据,这些数据是某个物理过程的量化体现,其中包含着这个物理过程的一些原理。在实验中采集的数据量越大,对物理过程的反映也就越真实和精确。在实验的过程中,由于环境的影响,实验条件的改变以及实验者自身的原因而造成所收集的数据产生失真或部分失真,将会对探究结果产生重大的影响,有的时候很可能得出与科学结论完全相反的实验结论,从而对学生产生误导。因此,科学的收集数据及其处理数据的重要性也是不言而喻的。(力热光电)传感器进驻高中实验课堂,解决了长期以来的数据采集问题,为学生更好的去实验探究搭建了平台。
信息技术的高速发展,为我们带来了丰富的教学资源和教学信息,如何好好的利用信息技术,需要我们教师与时俱进,更新教学观念,只有这样,才能更好的服务于教育。
1.创设情境
教师要结合教学内容,根据教学的具体情况,充分利用多媒体手段,选择既贴近学生生活又具有时代气息的事例,以图文并茂,形象生动且有利于学生内心体验的表现手法向学生展示具有设疑激趣特征的问题情境。在为学生创设丰富的情境基础上,教师要适时地提出问题,或者引导学生提出问题。提出问题看起来简单,其实不然,长期的传统教学注重知识和技能的传授,而忽视了学生问题意识的培养。要让学生发现问题、提出问题并不容易,要培养学生的问题意识,为学生创设良好的问题情境,鼓励学生敢于提问、善于提问。
好的问题引入能够引导学生为了达到教学目标而提出富于探索性的问题。在设置问题情境时要注意以下几个问题:第一,创设的情境要丰富、趣味、形象,尽量贴近学生的真实生活,让学生感到问题的真实存在性,解决问题的必要性以及解决问题的实际意义,这样才能够激发学生的好奇心和探究的热情。第二,情境的创设要仅仅围绕教学目標来进行,要有一定的目的性,也可以兼顾学生人文精神和价值观的熏陶。
例如,在“运动快慢的描述速度”一节的教学中,以雅典奥运会中刘翔110m栏夺冠过程为背景,创设情境,同时播放刘翔在雅典奥运会110m栏中的决赛录像。在此基础上提出问题,问题l:110m栏决赛中,裁判是根据什么判断刘翔得冠军的?问题2:比赛现场的观众是如何知道刘翔获得冠军的?问题3:有位同学100m成绩为12s,请你判断他和刘翔谁跑的快?利用信息技术创设这样的问题情境,就可以充分调动学生学习的积极性,激发他们探究的热情。
2.猜想假设
在高中物理课堂上,学生提出猜想和假设并不要求像科学家那样严谨和严密,学生通过信息技术获取一定的信息,并根据已有的物理知识和自己的生活经验,提出一定的猜想。猜想和假设是对问题的解决方案所作的一种预见性思考,它为再次收集信息,分析处理信息提供了一个大致的方向,因而使得制定探究计划,设计实验方案有了必要的理论基础。而且科学探究的结论也是围绕着猜想与假设进行的,探究结果最终需要对假说是否得到验证做出明确的结论。
由于中学生的思维发展并未成熟,凭借他们个人的力量很难独立提出猜想与假说。在这种情况下,教师就要充分发挥引导者的角色。引导要把握“度”,不能太含糊使学生丈二和尚摸不着头脑,同时也不能太明确而限制学生自由思维的发展。因而就有必要通过信息技术从视觉听觉等多种感官上进行刺激,使学生容易得到启发。
例如:在“力的合成”一节的教学过程中,在引导学生猜想出力的合成遵循平行四边形法则时,利用仿真物理实验平台和力的传感器,在计算机上同步显示出力的矢量图,借助于矢量图学生就比较容易得到力的合成遵循平行四边形的猜想。
3.实验探究
(1)设计方案
有了一定的猜想与假设,就必须设计方案以获取必要的证据来证明自己的假设。在高中物理阶段,设计方案的形式主要就是实验,即通过实验来验证。设计实验从操作层面的角度来讲就是把猜想和假设具体化、程序化。设计实验的能力是一种较高水平的能力,学生要在充分理解实验原理的基础上,选择合适的实验方法,确定实验器材,设计实验步骤。
在传统的物理教学中,物理实验大多数为验证性实验,教师往往把实验原理、目的、步骤以及器材都准备好,学生只要按照实验步骤依葫芦画瓢就行了。显然,这样的做法是不利于学生创新思维能力的培养的。设计实验是非常重要的一个环节,它决定着实验结果的成败。由于设计实验对于学生而言是个难点,我们应尽可能为学生提供便利的条件,减少学生的工作量。
第一、让学生明确实验目的和原理
设计实验是为了解决什么问题,这在学生的头脑中一定要有一个明确的答案,有了目的才能有动力。同时实验的原理学生也必须非常清楚,理解了实验原理,在设计实验方案时才可能有的放矢。
第二、为学生提供详尽的实验器材库
由于学生的探究并不等同于科学家的科学研究,实验中需要的器材学生基本上不可能自己发明,这就需要为学生提供一个详尽的器材库,它应该尽可能涉及到中学物理所能用到的各种实验器材,对于各种器材的特点,用途等都应该有一个详细的说明,以方便学生使用。
第三、为学生提供便利的上网条件
因特网是一个庞大的资源库,我们可以搜索到任何我们需要的信息,但同时也容易迷失在这个浩瀚的海洋中。由于体系结构的不同,不同的搜索引擎所搜索出来的结果也不会完全相同。为了获得最好的结果,需要为每一项任务选择最恰当的搜索引擎或者把多种搜索引擎结合起来。综合考虑各方面因素,在网上进行搜索时基本上分两步:教师或学生要浏览一下互联网上有哪些资源可用来为他们完成作业提供材料。找到这些资源以后,他们应该浏览各处资源以获得具体的信息。在第一步中要想对网上与需要完成的任务有关的可用资源有一个大致的了解,用户必须借助于主题树或目录。根据用户的需求,即用户是想收集某一明确主题的信息还是想查找关于某一明确主题的具体类型的信息资源,他既可以根据作业的主题也可以根据不同的资源目录来浏览主题树。在第二步中,为了核实这些资源是否适合要完成的任务并得到详细的相关信息,教师或学生应分别浏览每一处资源。
(2)收集数据
实验给我们带来大量的数据,这些数据是某个物理过程的量化体现,其中包含着这个物理过程的一些原理。在实验中采集的数据量越大,对物理过程的反映也就越真实和精确。在实验的过程中,由于环境的影响,实验条件的改变以及实验者自身的原因而造成所收集的数据产生失真或部分失真,将会对探究结果产生重大的影响,有的时候很可能得出与科学结论完全相反的实验结论,从而对学生产生误导。因此,科学的收集数据及其处理数据的重要性也是不言而喻的。(力热光电)传感器进驻高中实验课堂,解决了长期以来的数据采集问题,为学生更好的去实验探究搭建了平台。
信息技术的高速发展,为我们带来了丰富的教学资源和教学信息,如何好好的利用信息技术,需要我们教师与时俱进,更新教学观念,只有这样,才能更好的服务于教育。