现代教育技术下的物理教学模式的探讨

1、现代教育技术下的物理教学模式的探讨 【摘要】现代教育技术的高速发展和建构主义教学理论的深入研究，传统的物理教学方式正在发生着深刻的变化。本文提出了在现代教育技术的支持和建构主义教学理论的指导下，物理教学的三种教学模式，即教的模式（教师、计算机学生），学的模式（学生、计算机教师），练习的模式（学生、教师计算机）。 【关键词】现代教育技术，建构主义，物理，教学模式随着信息时代的到来，过去传统的“一支粉笔一张嘴”单一的教育方式已经有了深刻的变化，为课堂教学提供了许多有利的资源；与此同时建构主义理论的发展也为教学提供了新的理论视角，建构主义教学观和学习观认为：知识是由个体主动建构获得的。现代技术的高速

2、发展以及理论的深刻进步，已给传统的教学模式带来了严厉的挑战，但同时他们也为促进教学的发展提供了许多有利的条件：现代教育技术，使建构主义理论在教学中的实施成为了可能，为进行建构主义的教和学提供了丰富的物质基础和环境。紧随时代的步伐，在新一轮的基础物理课程改革标准中已明确提出，要把现代教育技术引进物理课堂，提倡教育技术和学科课程整合。物理教学的本质是“物理活动的教学，是教师的教和学生的学的双边互动、交流的过程”，但物理不同于其他学科，它具有严谨性、科学性、抽象性的特点。如何充分利用现代教育技术，为物理课堂服务，发挥其对物理教学的优势，我们应探讨一下现代教育技术在物理教学中的模式。计算机介入物理课堂

3、，不仅丰富和活跃了教学气氛，而且使教学的关系模式产生了深刻的变化，由原来的“教师学生”的二元教学关系发展为“教师计算机学生”的三元关系。下面就这三者之间的关系及其在教学中的地位，提出计算机应用于教学的三种基本模式：教的模式（教师、计算机学生），学的模式（学生、计算机教师），练习的模式（学生、教师计算机）。1 教的模式（教师、计算机学生）由于物理具有再创性和抽象性的特点，物理中有大量的抽象的概念和知识难以用语言和文字表达得清楚，这让许多学生感到物理难学，从而惧怕物理，再加上传统的教学条件的限制，使他们对有些知识的学习是只知其然而不知其所以然，物理对于他们来说就好像是“拆了楼梯的高楼”。所以对于物

4、理教师来说，其主要的任务就是帮助学生建起通往物理高楼的“楼梯”。教的模式也是一种模拟教学的方式，是一种由多媒体支持的教学环境，其主要的特点是：在传统的讲授式教学模式中，让由现代化的教育技术支持的教学软件介入，作为教学的辅助工具，用来模拟物理知识的发生、发展过程，把某种抽象的物理过程通过计算机形象地展示给学生。这种教的模式有两个子模式：教师计算机学生、计算机教师学生，它们共同体现了教师的主导作用以及教师教的过程。无论教师引导在前，还是计算机的呈现在前，其共同的特点是：在讲课时，教师借助于计算机教学软件来达到教学目的，如通过直观的动态演示，启发学生观察、思考、探索、发现，达到对新知识的学习。这种教

5、学模式比起传统的讲授式教学模式，有利于新课伊始为学生学习新知识，丰富课堂教学情景、激发学生的学习兴趣、调动学生学习物理知识的积极性；计算机的直观演示，可以使抽象的知识可视化、具体化，来帮助学生理解物理。例如，进行学生难以理解的动量定理，以前的教学都是用实物模型配合教师的口头解释，不但让教师费时，而且效果也不是很好。现在利用物理教学软件仿真物理实验室，在屏幕上演示物体的碰撞过程，既精确、直观，还可以节省大量时间，用来启发、引导学生的思维向深层次发展。在这种模式下，主要采用的是一种演示型的课堂教学方法，计算机教学软件只是被当作现代化传统教具来用的，并且主要是由于教师教的需要而引进的。整个教学过程中

6、充分体现了教师在教学中的主导地位，学生处于接受地位，主要是通过观察或操作来学习知识。但由于计算机具有能激发学生的学习热情的优势，在这种环境中学生也并非被动的机械学习，其学习方式还主要属于一种有意义的接受学习。所以此种教学方式对于高年级学生或思维能力较强的学生来说显得有点多余，它更适合于低年级学生的认知水平。2 学的模式（计算机、学生教师）建构主义理论的学习观认为：学生是以认知主体的身份亲自参加丰富生动的活动，在与情景的交互作用下，重新组织内部的认知结构，建构起自己对内容、意义的理解。用这种方式建立的新认知结构不仅不易退化，而且能给学生以主动学习的机会，培养他们的创造思维能力。学的模式注重学生的

7、主体性的发挥，利用CAI有利于让学生到真实的情景中去体验、去感受、去研究物理，经历物理学家的思维过程，达到对物理知识的意义建构。 学的模式实际上是一种实验模式，包括两种情形：一种是计算机展示问题，学生运用CAI解决问题；另一种是学生在学习中遇到困难后，利用CAI来探索发现获得解决问题的思路，从而解决问题。在这种模式下学生的学习过程是一个进行物理实验的过程，通过实验、观察、猜想、推断、发现、验证等方法获取新的物理，最后把学习的成果和感受拿出来和老师或同学探讨，从而使他们的认识从感性上升到理性，再用来指导实践。这种教学的模式并非极端的个人建构主义所称的“一百个人就是一百个主体，并会有一百个不同的建

8、构过程”。在这种教学模式中，教师的作用不能忽视，他作为学生的组织者、合作者、引导者的角色，帮助学生应用CAI创设丰富的“研究物理”的环境，恰当引导学生从形象中探索问题的实质，以培养学生的物理思维能力使其顺利完成学习任务，最后给学生以适当的评价。只有经历这样的活动，才能使学生的学习能力不断提高。在这种模式的教学下，计算机是一种“媒介”，是学生学习物理的一个实验平台，有利于挖掘物理教学软件的教育功能，发挥其培养学生物理思维的功效。在这种环境中，学生的主体性得到充分的体现，有利于培养学生的发现力和创造力，为进行研究性学习提供一定的条件和经验基础。例如：进行平抛运动的性质和规律教学时，传统的教学方式是

9、：先教师用实验演示，画出物体的运动轨迹抛物线，然后讨论平抛运动的性质和规律。然而由于演示实验的时间短暂性和画出的图像的静态性，决定了运动规律发现的困难。现在有了计算机及其相应的物理仿真软件，我们可以采用输入不同的初速度值和抛出点的高度值，得到一系列不同的抛物线图像，既清晰又准确，通过观察、比较和探索，进行对比、验证，最后总结出平抛运动的性质和规律出来。对于高年级的和认知水平比较高的学生来说，这种模式给他们的学习提供了一种进行物理实验和研究的机会，有利于产生创造性思维的火花。例如：刚才平抛运动时，要求的初速度的方向都是水平的，如果初速度不是水平的，而是斜向上或斜向下的，这样的运动将会遵循怎样的运

10、动规律呢？学生可以借助于物理仿真实验进行模拟演示，找出其规律。只有通过这样的教学，增加学生对知识的体验，才能使学生对某一方面知识有一个全面深刻的认识。但在这种模式下强调学生的操作，学生必须首先掌握软件的操作和原理，另外学生的自觉性也是其中一个非常重要的因素。对于当前应试教育中的大多数学校来讲，都不愿意搞这样的活动。因为它不但费时、费财，而且还可能会影响教学的正常进行，所以对于条件比较好，学生整体计算机水平比较高的学校可以适当地开展此类的教学活动，让学生通过操作和运用计算机教学软件来锻炼他们的思维能力。3. 练习的模式（教师、学生CAI） 根据认知学习的规律，只有通过练习才能达到对知识的强化、巩

11、固，练习的模式是通过教师和学生互动之后，获得了新的知识，然后通过CAI进行练习，及时把学习情况反馈给老师。利用此模式有利于检查课堂的学习效果，也在一定程度上可激发学生的“元认知”，教师利用此模式可以进行隐性的分层次教学，针对有差异的学生主体，给予不同程度的指导。通过网络教室的主机进行控制，了解每一个学生掌握知识的情况，给予不同层次的学生不同的练习和指导。这样既保护了学生的自尊，也有利于不同学生同时得到进步。学生自己也可以利用CAI进行适时的自我评价，此时计算机可以作为学生自我评价的工具，对学生的解答给以正误的反馈，有时也可进行一些必要的提示，帮助学生检测、反思自己的学习，同时了解自己掌握知识的

12、程度，以便下一步有针对性的学习。但是在这种模式下，由计算机提供的练习必须有固定的答案，否则计算机就难以做出判断。社会建构主义的理论认为，个体的认知必然是在一个社会环境中得以实现的，特别是必需有一个反复、交流、改进、协调的过程。根据这一理论，人类的知识是在同社会的交互活动中而得到的。利用计算机恰好具有能有效地跟踪学生的学习过程并迅速做出反映的特点。教师可以设计一些单元型的习题，使学生在由教师计算机学生组成的社会群体中，进行社会建构性的学习。为了能更好的实现社会建构的过程，取得最佳的学习效果，此设计不同于一般的练习模式，必须满足以下条件：第一，当学生觉得自己已掌握了某一单元的知识，可以从计算机上随

13、机地得到测试题，做完题目后，交给计算机让其他学生和老师进行评价和反馈；第二、由于物理的抽象性，许多概念的表述很简捷，但凡理解的知识都能用自己的语言表达出来，所以设计的问题不能只是选择题，适当地让学生自己组织答案，这样不会限制学生的思路，同时更容易让别人了解和评定他的学习、思维过程；第三、学生可以通过两种方式来学习，（1）组织答案、解答问题，（2）通过给别人提供反馈和帮助来建构自己这个单元的知识；第四、如果一个学生对该单元的问题没有掌握，可以由教师或学生提供相应的针对性的练习和指导。此模式是在教师、计算机、学生三者之间构成的一个社会群体中进行的建构性学习。这既是一种测验方式，又是一种教学模式。在这种环境下，通过计算机提供习题和记录学生的问题