高中物理课程资源开发的要求和方法

--#-高中物理课程资源开发的要求和方法第一讲：各位老师，大家好！欢迎再次来到高中物理新课程远程研修专题节目。这一讲我们讨论的主题是高中物理新课程中的课程资源开发。该专题分为两讲，第一讲是高中物理课程资源开发的要求和方法，我们将首先解读课程标准中关于课程资源开发的建议，然后讨论"课程资源开发的途径和方法"。第二讲专门进行"课程资源开发的案例讨论"。下面我们先来探讨第一讲的第一部分内容。一、解读课程标准中关于课程资源开发的建议1、什么是物理课程资源？提到物理课程资源首先想到的就是物理教材，广义的教材，包括教科书、教辅读物（插入、教参、练习册；另外，图书馆、实验室、计算机房、教室等支撑课程教学的硬件设施、设备应该也是必要的课程资源吧？或者说，课程资源不仅包括学校的硬件，还包括一些软件资源，比如教师、学生、校纪校风等。物理课程资源应该是一个很广泛的概念，是不是一切能够用于丰富物理课程教学的资源都是物理课程资源，所谓"满眼皆资源、处处是资源"。以上说的都有一定道理，教科书、教辅读物、教参、练习册一直是我国学校教育的主要课程资源，以至于人们常常误以为它们就是课程资源。一提到开发和利用课程资源，就想到要编写更好的教参和练习册，满足教与学的要求，或者是多订购几本教辅读物，甚至进口国外教材。其实，课程资源的内涵极其丰富，课程标准、教材、教学用书等是构成一门课程的重要元素，也是课程实施所必须的。但要使课程发挥更大的功能，最大限度地促进学生的全面而有个性的发展，教师在教学过程中，还需要经常准备挂图、模型、投影片、录象、录音、课件等来辅助教学，经常用到各种演示实验或组织学生实验。为了课程的有效实施，教师们总是有意识地从各种科技图书、报刊、电视、各种视听光盘中收集课程实施所需要的资源。有时，为了教学需要，他们还到校内的或校外的图书馆，或者通过网络查询数字图书馆和各种网络资源。有时，为了使知识学习与实际相联系，激发学习兴趣，老师们还组织学生到科技馆、博物馆、少年宫、游乐园、工厂、农村、高等院校和科研院所参观，有时还要向高校科研人员、课程专家、中学教学专家等咨询。这些场所、人力等应该都是课程资源。上面课程实施中所涉及到这些人力、物力都可以是物理课程资源，除了物理课程实施，在物理课程的设计、编制、评价等整个课程发展过程中可资利用的一切人力、物力以及自然资源的总和都可以是物理课程资源。这里"可以是"的含义是，并不是所有的资源都是物理课程资源，只有那些真正进入物理课程与物理教育教学活动联系起来的资源才是现实的物理课程资源。因此，所谓"满眼皆资源、处处是资源"的观点是不完全正确的，课程资源具有多样性和价值潜在性的特点。这要求物理教师独具慧眼，善于在多样化的、良莠不齐的课程资源中的挖掘有价值的、有效的物理课程资源。可资利用的资源包括教材、教师的特长素质、学生的经验经历、家长以及学校、网络、家庭和地方社区中所有有利于实现物理课程目标、促进物理教师专业成长和学生个性的全面发展的各种资源。可以对这多样化的课程资源做一个分类，分类的条理性可能对课程资源的开发更有指导意义。但由于课程资源的含义十分广泛,按照不同的标准有不同的分类方式。如下表8-1所示。表8-1课程资源的分类分类依据空间分布性质物理特性存在方式功能特点类别校内课程资源校外课程资源自然课程资源社会课程资源文字资源实物资源活动资源信息化资源显性课程资源隐性课程资源素材性课程资源条件性课程资源按照空间分布的不同,可以分为校内课程资源和校外课程资源。校内课程资源包括：校藏书刊、校内的各种场所设施、校内人文资源、校园风气、各种活动、校办工厂、校园网、校内教师、学生等人员。校外课程资源包括学生家庭、社区乃至整个社会中各种可用于教育教学活动的设施和条件以及丰富的自然资源。其中，社区的图书馆、科技馆、博物馆、游乐园（如游乐园过山车）、气象站、地震台、水文台、工厂、农村、部队以及科研院所等都是宝贵的课程资源。学生家长与学生家庭的图书、报刊、电脑、学习工具等也是不可忽视的课程资源；丰富的自然资源是我们生存和生活的基础，也是我们开发和利用的重要课程资源。按照性质的不同,可以将课程资源分为自然的和社会的。我国幅员辽阔、山川秀美、物产多样，可以开发和利用的自然课程资源极为丰富。太阳光、水（如树枝上的水珠可用于全反射教学）、自然景观都可以成为物理课程资源。认识自然、融入自然，与自然和谐相处，是学生素质养成的重要内容，也是整个课程实施过程应体现的一个基本理念。人们可以开发与利用的社会课程资源同样也是丰富多样的。保存和展示人类文明成果的图书馆、博物馆、展览馆等无疑是重要的社会课程资源。此外，有些地方性的节日等活动也可以为物理课程建设所用。如，山东潍坊的风筝节,各地端午节的赛龙舟等。按照物理形态或呈现方式的不同,可以将课程资源分为文字的、实物的、活动的和信息化的。文字的大家都知道。实物资源表现为多种形式，一类是自然物质，如矿石等。一类是人类生产、生活过程中创造出来的物质，如建筑、机械等（如斜拉索桥图片和起重机）。一类是为教育教学活动专门制作的物品，如挂图、模型、仪器等。实物形式的课程资源具有直观、形象、具体的特点，是常用的课程资源。活动资源内容广泛，包括教师的言语活动和体态语言、班级集体和学生社团的活动、各种集会和文艺演出、社会调查和实践活动，以及师生之间、学生之间的交往等等。充分开发和利用活动课程资源，有利于打破单一的课堂接受模式，使学生在掌握知识的过程中，增进社会适应和社会交往，养成健全的人格。信息化资源以计算机网络为代表，其信息容量大、智能化、虚拟化、网络化和多媒体的特点，是其他课程资源无法替代的。按照存在方式的不同,可以将课程资源分为显性的和隐性的。显性课程资源是指看得见、摸得着，可以直接运用于教育教学活动的课程资源。隐性课程资源一般是指以潜在的方式对教育教学活动施加影响的课程资源。例如学校和社会风气、家庭气氛、师生关系等。按照功能特点的不同,可以分为素材性课程资源和条件性课程资源。物理课程标准中有提到这种分类。课程资源的分类多种多样，但分类不是目的。课程资源的分类旨在开拓课程资源开发与利用的视野，展现课程资源开发与利用的广阔前景。不同地区的学校和教师可以根据实际情况因地制宜地开发与利用课程资源。学科课程资源与学科课程之间的关系十分密切。物理课程资源是物理课程存在的基础和前提；可以说，没有课程资源的广泛支持，再美好的课程改革设想也难以实现。2、为什么要重视物理课程资源的开发与利用？由此看来，物理课程资源的开发和利用是非常重要的，我们必须重视物理课程资源的开发和利用。我们为什么要重视物理课程资源的开发与利用，其实更主要的还是还为了学生。课程资源开发的价值首先是学生的发展。这里有两层含义：一方面，学生的发展将受益于大量丰富的、具有开放性的课程资源的开发和利用；另一方面，学生本身的生活经验、感受、兴趣、爱好、知识、能力、学习方法等构成课程资源的有机成分，是课程活动的重要基础，任何教学活动都离不开学生资源。教师应创造性地利用一切可用的资源，为学生的学习、实践服务。也就是说课程资源的开发和利用会加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，而且学生的经验、疑问、情感、态度等也是课程资源的有机组成，关注了学生的学习兴趣和经验，有利于学生对课程内容的理解，有利于学生的发展。第二，重视课程资源的开发和利用是新一轮课程改革提出的新目标，课程资源的开发和利用也有助于改变学校课程过于注重书本知识传授的倾向。传统的物理教学过分强调基础知识、基本技能的掌握，在教学中割裂了物理学与其他学科的关联性和综合性，限制了物理知识与生产生活的结合。物理课程资源的开发使物理教学的信息容量增大，可以使学生及时了解物理学发展的前沿和动态，了解物理科学的实际应用，同时使学生了解科学技术的积极和消极作用，培养学生初步的科学决策能力，可以将科学教育与人文教育融合起，可以将知识讲授与科学探究结合起来，这样既符合新课程标准的目标，又有利于培养学生的实践能力、实验能力、探究能力和创新能力。例如，教材中介绍纳米技术、热污染、超导、载人航天技术等各种最新科技成果及对物理学家的介绍。这些内容加强了科学、技术和社会发展的联系，使物理教科书的内容大为更新，富有时代感，可以开阔学生的视野，使学生了解到物理科学知识与当代生活、生产和现代科技的联系，并能够亲身体会到物理学家的研究方法、科学精神等。另外，物理课程资源的开发和合理利用也有助于适应不同地区不同学生发展的需求，增强课程对地方、学校及学生的适应性。第三，物理课程资源的开发和利用还可以促进教师专业成长，这方面一线教师应该会有自己的体会。课程资源开发也促进教师专业化发展，这也是课程资源开发的价值体现之一。课程资源的开发对教师提出了新的专业能力要求，即课程开发的专业素养和能力。教师应该成为学生利用课程资源的引导者、开发者。教师必须具备根据具体的教学目的和内容开发与选择课程资源的能力，充分挖掘各种资源的潜力和深层次价值。教师要付出更多的心血和努力，掌握更多资源，同时计算机应用水平也得到了提高。新课程非常重视学习或探究的过程和方法，这需要教师首先要深入理解科学探究和探究式教学，才能指导学生，另一方面，科学探究的过程和方法常常是通过引领学生走进物理学发展的历史中体会和学习，这就需要教师深入研究物理学史，这促进了教师专业知识的学习。新课程很重视实验资源的开发，相应的教师的实验教学能力也就随之加强了。教师掌握了丰富的资源，且具备了课程开发的能力，就有能力成为课程的建设者，更能进一步促进课程目标的落实和达成，因此，教师不仅是课程资源开发的主体，而且他们本身就是非常重要的物理课程资源。3、物理教师是最重要的物理课程资源这个话题涉及到教师角色转变的问题。各种物理课程资源的使用、积累都离不开物理教师，教师在整个物理课程资源尤其是素材性课程资源的开发和利用中起着主导和决定性的作用。物理教师不仅决定了物理课程资源的鉴别、开发、积累和利用，是素材性课程资源的重要载体，而且教师自身就是物理课程实施的首要的基本条件资源。教师的科学素养决定了物理课程资源的识别范围、开发与利用的程度以及发挥效益的水平。因此，物理教师是最为重要的物理课程资源，事实上，随着基础教育课程改革的进一步实施和物理教学改革的不断深化，物理教师将成为科学教育改革成败与否的关键性因素，成为物理课程改革的主力军和生命线。我想，物理教师开发和利用课程资源时首先应考虑标准的要求，然后根据标准的精神合理开发和利用课程资源。那么，课程标准对课程资源开发和利用的建议应如何理解呢？4、课程标准对课程资源开发和利用提出的建议有哪些主要特点新的各科课程标准都已经对课程资源开发和利用提出了学科方面的建议，这些规定不尽相同，但还是存在着共同点。这些共同特点主要是：（1尽可能发掘学生、教师、班级、学校周围的自然、社会、人文资源，扩展课程资源的范围，这是最便捷、开发上最经济、效果上最突出的课程资源。（2教科书仍然是重要的学科课程资源，强调依托教科书进行课程资源开发和利用。（3大部分学科都重视对其他课程资源的利用和相互配合，体现了整合的大课程资源观。（4各学科重视课程资源开发中学生的参与和学生作为课程资源的重要来源，反映了现代的对话与交流、合作的课程观。（5现代视听技术、信息技术和互联网等在课程资源建设中的作用受到前所未有的重视。物理"课程标准"中首次明确提出了课程资源的开发和利用建议，明确了物理课程资源包括"文字资源、多媒体资源、实验室资源和社会教育资源"。所以，充分利用现有各种资源，可以促进新课程的有效实施。物理课程资源开发和利用建议中提出，在实施物理课程标准的过程中，既要最大限度地利用校内的课程资源，又要充分利用校外课程资源，逐步建立和完善校内外课程资源的转化机制，实现课程资源的广泛交流和共享。这段话也告诉我们：校内课程资源是实现课程目标，促进学生全面发展的最基本、最便利的资源，课程资源的开发与利用首先要着眼于校内课程资源。没有校内课程资源的充分开发与利用，校外课程资源的开发与利用就成为奢谈。就利用的经常性和便捷性来讲,学校课程资源的开发与利用应该占据主要地位，校外课程资源则更多地起到一种辅助作用，可以弥补校内课程资源的不足。充分开发与利用校外课程资源能为我们转变教育教学方式，适应新课程提供有力的支持。就整个基础教育范围而言，校内为主、校外为辅将是未来我们开发与利用科学课程资源的基本策略。开发课程资源一方面要从课程特点、课程实施的需要出发考虑，另一方面也要考虑开发和利用的效益问题。在考虑这两方面的因素的基础上，物理课程资源有哪些开发的途径和方法呢？二、课程资源开发的途径与方法课程资源开发的途径应该是比较宏观的，如，国家、地方、学校三位一体开发，社区、家庭、学校联合开发，教师、学生参与开发、建立课程资源的网络系统等等，这些开发途径对物理课程资源的整体开发具有很大的指导作用，但物理教师也许更关注的是物理课程资源开发的具体方法。如大量的、繁杂的文本课程资源如何有效开发和利用？物理实验室如何更大的发挥其教育价值？多媒体如何适当地用于日常的物理课堂教学中？如何充分利用网络资源？社会课程资源和自然资源又如何开发和利用？等等。下面就这些方面一一进行探讨。1．重视教科书等文字课程资源的开发与利用教科书是最重要的文字教学资源。我国地域辽阔、经济、文化、教育发展不平衡，目前，依据国家课程标准组织编写了适应不同地区需要、不同特色的多样化的教科书，有人教版、司南版、粤教版、沪科教版、北师大版等。在课程实施中，不要受某一种教科书的束缚，可以参考、利用其它不同特色的教科书，有外语阅读能力的还可以借鉴和利用国外的教科书。（例如在用某个版本的教科书时，曲线运动的速度方向的教学过程中借鉴另一版本教科书的资源，提高了教学效果。）另外，学校可以组织教师及社会力量编写教学补充材料，或编写校本教材，并指导选择、利用这些资源，如校本课程开设（如有些学校开的电工课程）。各种科技图书、科技期刊和报纸是物理课程重要的文字课程资源。学校图书馆应该优化书刊结构，丰富藏书数量，保证开放时间，以满足学生课外阅读的需要。文本课程资源还有很多，教师们也可以谈谈你们对文本资源开发和利用的一些经验和教学感想。物理学科最大的一个特点是必须以实验为基础，物理实验室里应该有很多物理课程资源可以开发和利用。李老师和大家谈谈你们学校在实验资源开发方面是怎么做的。2．积极开发和有效利用实验室的课程资源实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径。课程标准中的很多教学内容要求通过科学探究活动来学习，而科学探究活动的实施离不开必要的科学仪器，因此实验室的资源是物理课程中最重要的资源。实验室资源的开发和利用主要有以下几个方面。⑴最大限度地发挥实验室现有器材的作用学校和教师应大力加强演示实验和学生实验，根据课程标准的要求安排足够的学生实验和演示实验，最大限度地利用实验室现有的器材，充分挖掘其实验功能，做到一物多用。动脑筋，想办法，充分利用多年闲置的器材开发新的实验，做到废物利用。可以对现有仪器和实验以及过时的仪器和实验进行改造，优化组合，设计出新的实验。例如磁场对电流的作用力，将铝箔纸包在泡沫上做成导体，通电后导体滚动，这套器材还能演示磁场方向与电流方向平行时，，通电导体不受力，设计非常巧妙。⑵实验室向学生开放一些学校的仪器好像只有在物理课上才能让学生用一用，而更多的时间是紧锁在仪器室里，这种做法是一种极大的资源浪费。要充分地开发和利用实验室的丰富课程资源，必须改变实验室的封闭式管理状态，实验室应该向学生开放。通过建立开放性实验室或者建立实验走廊等各种形式，鼓励学生主动做课外实验，利用实验仪器进行各种探究活动（如有些学校建立开放实验室制度）。实验室还应该不断增加和更新仪器设备，为学生的科学探究活动创造可靠的物质条件。⑶倡导利用日常器具做实验学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。学校实验室应该为师生利用身边的物品、廉价的材料自制教具、进行物理实验提供便利。有些创意新颖或制作精巧的自制教具和实验可以作为学校的常规仪器和实验保留下来，它们不仅有助于物理教学，更重要的是可以激发广大师生的创造热情。比如圆周运动中谁提供向心力的问题，就可以自制教具说明。⑷信息技术要进入物理实验室课程标准中对实验资源开发的建议还特别提出，"重视将信息技术应用到物理实验室，加快中学物理实验软件的开发与应用，诸如通过计算机实时测量、处理实验分析结果等"。可以结合学校的条件开展基于DISLab的物理实验专题教学，利用其能精确、实时地测量并记录物理信息数据，可将抽象的过程具体化，微观的现象直观化，暂态的过程凝固化，定性研究定量化，使学习者能看见原本使用传统仪器"看不见"，能抓住原来抓不住的现象，变"不可见"为"可见"，由"抓不住"到"抓得住"，将"不好做的"转变为"好做的"。如：利用磁传感器，可以测量空间存在的磁场强度大小，使传统仪器”看不见"的，通过DISLab将磁场强度分布情况显示在计算机当中，提供给学习者开展研究的形象材料。自感现象的教学中可以使自感现象实验的"暂态"特征突出．可以让学生利用提供数字信息技术平台，开展探究活动。在实验活动中设计实验方案、分析实验过程与误差来源，进而评估和改进实验方案。利用信息技术实验仪器和软件，培养其基本的实验技能，锻炼学生逻辑思维和严谨的科学作风。物理实验室不仅是学生学习、研究的地方，而且物理教师利用实验室可以开发校内的、丰富的实物课程资源，充分展示自己的创造性。国内有很多做的非常好的物理老师，国外的物理老师也经常利用自制的教具进行教学，比如物理老师利用自制教具进行圆周运动和向心力的教学。在国外，许多物理老师在自己的教学准备室里都备有大量自制教具所需要的工具和各种材料，他们正是利用这些材料一方面可以自制教具为教学服务，提供更丰富的教学资及吉萨金字塔需要多少人的问题，在骑变速自行车时，如何才能使腿施加的力转变为使自行车加速的力，设计过山车需要考虑能量、摩擦等许多物理概念等，如何设计。可研究的问题的提出，过程的分析都详细地做了解释和说明。这里的资源是相当丰富的，我只举了其中的一点点。另外，目前大多数学校都建设了校园网，学校教师可以充分利用校园网建立自己的学科资源库并实现资源共享。但实际上，许多学校还没有充分利用起来。因此，在课程资源的建设方面如何有效利用校园网也是一个很现实的问题。建议可以1、建立教师备课系统，提供教师与各种资源的连接，实现教师间的交互；2、建立学生网上学习系统提供学生展示平台，实现学生间和教师间的交互；3、应当有各种优秀资源的连接，让教师和学生开阔眼界，拓宽思路；4、建立真正有用、好用的教学资源库。有些学校选用了一些专门从事教育资源企业开发的资源，结果发现大多数不好用。人们曾将"教育信息化"或"信息技术与课程整合"比喻为一张桌子，支好这张桌子必须有三条腿：计算机网络及教育平台、教育资源库和具有现代素质的教师队伍。学校教师对基础教育信息化需求的资源库在建设时，必须至少要对资源库的目的性、科学性和完备性等进行深入考虑；5、收集学生优秀作业和教师的优秀论文。一些教师其实已经具有一定的资源意识，但是没有找到更好的资源平台，于是他们只好利用网络建立了自己的"资源中心"。或者利用网络博客收集和积累自己的资源。教师个人建设的教育网站的缺点是规模小而分散，各学校的教育资源不能充分交流共享。部分地区也缺乏对本地师生的现代教育技术及理念的培训，导致知识共享及开放资源的观念未能普遍形成。各地往往只限于本地局域网共享使用，不少人仍不愿意共享个人资源。因此，各种各样的资源散落在网络的角落和四周，无法集中，不能为人所用，也就失去了自身的有效性。国家教育部业已启动的"校校通"工程以及不少学校已经建立的局域网，正在为物理课程资源的利用与开发带来前所未有的机遇。在充分利用网络资源的同时，社会课程资源的开发和利用也应该受到极大的重视，因为虽然网络资源、文本资源等课程资源的利用可以大大方便孩子们接受知识，发展能力，但其中提供的相对来说，间接经验比较多，而社会课程资源将给孩子们更多的实践体验，这对他们的发展是非常重要的。5．社会课程资源的开发和利用要充分开发社会教育资源，建立校内外课程资源的转化机制，实现课程资源的广泛交流与共享。根据新课程的理念，我们主要采取以下一些方法。一就是实践体验式，通过适合学生身心特点的实践活动，获得活动体验、直接的感性认识，并在情感、意志、态度等方面获得发展。活动结束后要让学生做好个人的体验总结。例如，今年的4月25日，福州金山展览城举办的航天展，某校高一年级的部分学生在老师的带领下前去参观。学生在那里不仅看到一系列航天展品，如逃逸塔、返回舱、主降落伞、一系列著名卫星的模型等，还亲身体验了"神舟六号"模拟发射的场景。也浏览了目前世界上最新的关于火星的科学发现。另一种方式是问题探究式。这是围绕现实生活中一些不明确或需要解决的与物理有关的问题所展开的观察、调查、实验、操作等活动，和寻求解决方法而组织的学习。这些问题往往是专题的多，其程序一般是提出问题（营造问题情景一调查搜集材料一探究解决问题的方法一得出结论一运用新知识解决问题。这就要求学生要善于观察，如生活中的电磁污染的问题等。还可以采用教师引导式。也就是教师在日常的教学中，有意识地要求学生去观察游乐园、公园、社区中与物理学有关的现象，或注意电视、电影中相关物理知识的运用。比如影片《生死时速》中的片段其中就运用了相对静止的知识。这种有意识的引导就有利于学生养成善于观察、勤于思考的习惯。还可以向学生介绍电视中的科学教育栏目，建议学生收看并写出记录或进行讨论、交流。要使学生养成习惯，关心电视中的科学节目。另一方面，要通过电视台的新闻节目使学生了解科学技术的最新成果，养成关心科技发展的习惯。物理来源于自然、社会和生活，因此自然中、社会生活中有很多课程资源可以挖掘，可谓"时时、处处有资源"。社会资源就谈到这里，相信老师们只要有正确的资源意识，就有能力开发出丰富多彩的社会课程资源。那么自然资源在物理课程中有那些方面的应用呢？6．自然资源的开发和利用新课程特别提出课程资源的开发和利用只是因为以往对课程资源重视不够，其实物理老师已经开发了很多课程资源。自然资源中也许多内容可以成为物理课程资源。对自然资源也应该认真加以开发和利用。例如，利用太阳光可以研究光的传播、光的色散等现象；利用水可以研究运动、研究浮力；利用山地丘陵可以开展登山运动，研究人的功率。只要用心去想、亲自去做，丰富的自然资源可以给物理教学带来无穷的乐趣。标准建议课程资源的开发与利用首先要着眼于校内课程资源，校园文化应该是校内的重要课程资源，且是一种隐性的课程资源如何开发和利用校园文化这种课程资源呢？7．努力发挥师生作用，搞好校园文化建设师生是重要的课程资源。要努力发挥教师在仪器制作和实验创新方面的积极性，积极开发新的实验。要重视利用儿童自身的兴趣、经验和活动中的发现、体验等作为活动的资源。要搞好校园文化建设，在校园内设计并建立科技景点（如太阳钟、风力发电机、科技雕塑等），积极开展校园科技文化活动，进一步转变观念，努力把整个学校变成学生可参与的学习物理的空间。就目前新课程实施的现状来讲，课程开发和利用方面特别应注意以下三方面的问题。8、开发和利用课程资源需要注意的几个问题首先，教师要有强烈的开发和利用课程资源的意识。以往大家往往认为课程资源开发主要是专家特别是课程编写者的工作。其实专家们开发课程的优势往往体现在内在的学术价值上，但要课程反映不同地区、不同学校和学生的差异性与多样性，往往是无能为力的。教师必须转换角色，变革教学行为方式。不能仅仅充当课程的实施者，也要主动地去开发和利用课程资源；教师不能眼睛只看着课堂，看着书本，还要面对课堂以外，面对学生的全